DE2228037C3 - Programmspeicher für eine Freiform-Schmiedepresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Programmspeicher zur manuellen Eingabe der Manipulator-Steuerungsdaten sämtlicher Schmiedeabschnittc und /ur selbsttätigen Ausgabe der Steuerungsdaten ein/einer Schmiedeab schnittc bei einer nach einem Werkstückprogramm -,-, arbeitenden 1 reiform-Schmiedepresse.mil einer Dateneingabeeinrichtung und einem die Ausgänge eines die jeweilige Manipulaiorstellung in Binärsignale umsct zenden Kodierer.

Es ist bekannt, /ur Steuerung der Manipulatorbewe m> gungen Lochstreifen ein/uset/en. in de. en die Daten des herzustellenden Werkzeuges gespeichert sind. Der Lochstreifen muß mindestens Angaben über den unteren Stößeltoipunkt der Schmiedepresse bezogen auf die einzelnen Manipulator-Vorschubstellungen μ enthalten. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß die Erstellung des Lochstreifens mit einem bestimmten Maschinenprogramm besondere spezielle Programme) die Zähleinrichtungen (40, 41, 43, 45) je nach deren Zählkapazität für unterschiedliche Zeiten mit Taktsignalen versorgt.

4. Programmspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmschalter i38) eine letzte Taktstufe enthält, die die Stillsetzung des Programmschalters (38) bis zum Erreichen der nächsten voreingestellten Vorschubposition des Manipulators bewirkt

5. Programmspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung für eine Kontaktgruppe ein NOR-Gatter (31) ist und die Kontakte dieser Kontaktgrappe einzeln an die Ausgangsleitungen (22 bis 27) der Zähler (40, 41, 43, 45) angeschlossen sind, daß die nacheinander einzuschaltenden Zähler jeweils in abgeschaltetem Zustand 0-Signale und im eingeschalteten Zustand L-Signale oder Kombinationen von L-Signalen mit O-Signaien liefern, und daß diejenigen Eingänge des NOR-Gatters (31), an denen keine Spannung anliegt, so wirken, als hätten sie 0-Signal.

6. Programmspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zähleinrichtungen (40, 41} für den unteren Totpunkt und/oder den oberen Totpunkt des Pres=enbtößels mit ihren Ausgängen an das Kontaktfeld (20) anschließbar sind, und bei Erreichen des durch Verbinden einzelner Binärausgänge mit Koniakten eines NOR-Gatters (31) vorgegebenen Totpunktwertes durch die dann erfolgende Umschaltung des Ausganges des NOR-Gatters selbsttätig gesperrt werden.

7. Programmspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwinkelstellung der Manipulatorzange (14) und/oder die Anzahl '.er Pressenhübe ohne Manipulatorvorschub durch Verbinden der entsprechenden Binärausgänge einer für diese Mj^chinenfunktion vorgegebenen Zähleinrichtung (43, 45) mit den Kontakten der für den jeweiligen Bearbeitungsschritt zuständigen Kontaktgruppe (Zeile) des Kontaktfeldes (20) einstellbar ist.

micrkenninisse erfordert, und d^iß nai hragln 'ic Nach Prüfungen sehr schwierig durchzuführen μπιΙ

Ferner sind mechanische Abtastschablonen bekannt, die während des Arbeitsvorganges der Schmiedepresse abgetastet werden und die Richtwerte (ur die Stößclbcwegungen 111 Abhängigkeit vom Manipulator Iransportweg liefern Dabei muß fur das Werkstuck ein genau maßhaltiges Modell in form einer Schablone angefertigt werden Nachlräglichr Änderungen erfor dem einen hohen Arbeitsaufwand Aulierdem ist die Aufbewahrung einer großen An/.ihl \ι·ν, St hablonen oft nachteilig.

Bei einer bekannten Handsteuerung für Schmiedemanipulatoren (Zeitschrift »Stahl und Eisern». 15. April 1971, Seite 435) können die Bewegungen für einen Schmiedevorgang im voraus, /.. B. noch während des Ablaufs des vorhergehenden Vorgangs, gewählt werden. Bei Schmiedestücken mit rechteckigem Quer

schnitt werden die Sollmaße für Dicke und Breite an zwei Schaltersätzen eingestellt, die die Bewegung des Pressenstößels steuern. Eine sequentielle Speicherung mehrerer aufeinanderfolgender Schmiedeabschnitte ist dabei nicht möglich, sondern es können nur immer die Daten des nächstfolgenden Schmiedeabschnitts eingegeben und gespeichert werden. Die Eingabe erfolgt an Stellschaltern, die in großer Anzahl vorhanden sein müssen.

Bei einer anderen Steuerung für Exzenterpressen (»technica« Nr. 10, 1970, Seite 841) erfolgt die Positionierungssteuerung nach dem Inkrementalverfahren. An einer großen Anzahl von Dekadenschaltern sind bestimmte Zählerwerte manuell einstellbar. Außerdem sind mehrere Zähler vorhanden, die jeweils beim Erreichen voreingestellter Zählerstände ein Ausgangssignal abgeben. Da die Voreinstellung der Zähler mit Wählschaltern erfolgt, werden diese für ein Schmiedeprogramm in großer Anzahl benötigt. Die Dateneingabeeinrichtung wird damit groß und unübersichtlich.

Schließlich ist es bekannt, die Daten für alle Schmiedeabsehniue eines Werkstücks vor Arbeitsbeginn in digitaler For,η in eine Programmeinr».htung einzugeben und hierzu Stellschalter, Schalttafelanschlüsse. Magnetbänder, Lochkarten oder Digitalspei- }i eher zu verwenden (GB-PS 10 08 511).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Programmspeicher der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Eingabe der Steuerungsdaten für einen Schmiedevorgang erleichtert und auch eine laufende Überwachung jo und spätere Ähderungen des eingestellten Programms möglich macht. Der Programm; peicher soll mit einfachen schaltungstechnischen Mitteln auf einer relativ kleinen Fläche realisiert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß r> vorgesehen, daß die Dateneingabeeinrichtung ein Kontaktfeld ist. dessen Kontakte wahlweise mit den Ausgangsleitungen von Zähleinrichtungen verbindbar ist. und das eine separate Kontaktreihe aufweist, deren Kontakie mit den Binärausgängen des Kodierers verbunden sino. daß die Koniakte des Kontaktfeldes gruppenweise in Torschaltung zusammengefaßt sind, die ein Ausgangssignal abgeben, wenn sämtliche Kontakte einer Kontaktgruppe (Zeile) denselben Signal/ustand aufweisen, daß Zähleinrichtungen nach· -n einander mit einem Zähltakt versorgt werden und jede der Zahleinrichtungen von den Ausgarigssignalen der Torschaltungen unter Beibehaltung des erreichten Zahlerstandes stillset/bar ist. und daß ein taktgesteuer ter Piogr.iinmschalter die Zähleinrichiungen naehcin ί<> a der aktiviert und nach dem Stillsetzen der let/ten Zähleinrtchlung ein Signal erzeugt, das die f ingabc der Zählstande sämtlicher Zähleinnchtungen als Ddlen fur den nächstfolgenden Schmiedcabschmtt in die Steuer einrichtung des Manipulators vorbereitet v>

Der Programmspeicher erfüllt zugleich die f unktion einer Dateneingabecinrichtung. wobei das Kontaktfeld pleich/eitip -ils mechanisch-elektrischer Speicher fun giv.rl Aus diesem Programmspeicher v.erden der Steuerungsvorrichtung für den Manipulator nur die mi Steuerungsdaten des -weils aktuellen Schmiedejhschnitts zugeführt. Diese Programmdaten werden aus dem Programmspeicher abgerufen, wenn der Beginn des betreffenden Schmiedeabschnitts erreicht ist.

Ein wesentlicher Vorteil des Programmspeichers besieht darin, daß eine '-'ülle von Steuerungsdaten durch entsprechende Beschallung des Kontaktfeldes an einem relativ kleinen Eingabetnbl&ju eingestellt werden kann.

Beispielsweise können in jeder Zeile des Kontaktfeides die Manipulatordaten für einen Schmiedeabschnitt speicherbar sein. Das Speichern geschieht dadurch, daß die Ausgänge ausgewählter Zähleinrichtungen ' mit beliebigen Kontakten der betreffenden Kontaktreihe verbunden werden, Nach beendeter Programmierung wird während des Schmiedens jeweils dann eine neue Zeile im Kontaktfeld aufgerufen, wenn der Manipulator eine Vorschubstellung erreicht hat, die einer der in dem Kontaktfeld gespeicherten Anfangspositionen entspricht. Wenn diese Anfangsposition erreicht ist, werden die Zähleinrichtungen nacheinander mit sehr schnellen Zählimpulsen versorgt. Jeder Zähler wird automatisch bei demjenigen Zählerstand angehalten, der der Verbindung seiner Ausgangsstufen mit Kontakten der betreffenden Zeile des Kontaktfeldes entspricht. Auf diese Weise wird in sehr kurzer Zeit von allen Zähleinrichtungen derjenige Zustand übernommen, der durch die Beschallung der Kontaktzeile vorgegeben ist. Anders ausgedrückt: die in der betreffenden Kontaktzeile mechanisch gespeicherten Steur y.ngsdaien (die einem Schmiedeabschniti entsprechen) werden ;n die Zähleinrichtung übernommen und von dort als Digitalwerte der eigentlichen Manipulatorsteuepjng zugeführt, die die Ausführung der Manipulatorbewegungen eines Schmiede?, hschnitts überwacht.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß es nicht darauf ankommt, in welcher Zeile des Kontaktfeldes ein bestimmter Schmiedeabschnitt verdrahtet bzw. gesteckt ist. Wichtig ist nur, daß sämtliche Daten, die demselben Schmiedeabschnitt entsprechen, auch in derselben Kontaktreihe verdrahtet sind, in der auch die Anfangsstellung des Manipulatorweges dieses Schmiedeabschnitts gespeichert ist Man kann also sehr leicht in ein bestehendes Programm noch Z^ischenschritte einfügen, ohne die gesamte Verdrahtung ändern zu müssen.

Eine mit dem Programmspeicher zusammenarbeitende Schmiedepresse arbeitet überwiegend — um kurze Schmiededurchlaufzeiten zu erreichen - nicht räch dem Start-Stop-Prinzip. sondern der Pressenstößel führt bei kontinuierlichem Manipulatortransport Stößelbe· -egungen mn denjenigen Daten durch, die für den betreffenden Werkstückabschnitt eingegeben wurden Schreibt das eingestellte Programm vor, daß bei Erreichen einer bestimmten Vorschubposition eine andere Stößelbewegung eingestellt werden muß. so erfolgt nach Erreichen der eingestellten Vorschubposition eine .Signalumsetzung und die Eingabe der neuen Steuersignale in die Steuervorrichtung der Schmiedepresse. Prinzipiell kann de- Manipulatortransport unter Steuerung durch den Inhalt des Programmspeichers aber auch auf Start-Stop-Betrieb durch entsprechende l.eitungsbelegungen und den später noch zu erläuternden KcMfkten o. S. (ohne Schmiedehübe) betrieben werden.

Vorteilhafte Weitc-bildungen und Ausfül.rungsformen des erfindungsgemäßen Programmspeichers ergeben sich aus den I !n'eransprüchen.

Im folgenden vird ein Ausführungsbeispiel des Piograminspeichers .inter Bezugnahme auf die Figuren naher ertäutcr..

Fig. I zeigt schematisch eine Ansicht einer Freiform-Schmiedepresse mil Manipulator bei der Bearbeitung eines Werkstückes,

Fig.2 zeigt eine Ansicht einer Eingabeeinrichtung, die zum Schmieden eines Werkstückes programmiert ist,

F i g. 3 zeigt die Form des an der Eingabeeinrichtung

fläch F i g. 2 programmierten Werkstückes,

Fig.4 veranschaulicht die einzelnen Arbeits- bzw. Programmierabschnitte in Abhängigkeit vom Manipulator-Transportweg, und

F i g. 5 zeigt die verschiedenen an die Eingabeeinrichtung angeschlossenen Baugruppen.

Bei der Freiform-Schmiedepresse nach Fig. 1 wird das Werkstück iö, das beispielsweise zu einer Fahrzeugachse verarbeitet werden soll, auf den unteren feststehenden Stößel 11 aufgelegt und mit dem auf- und abgehenden oberen Stößel 12 bearbeitet. Für die Werkstückbearbeitung ist insbesondere die Einstellung des unteren Totpunktes des Stößels 12 von Bedeutung, weil hierdurch die Stärke des bearbeiteten Teiles des Werkstückes vorgegeben wird. Das Werkstück 10 wird von dem horizontal auf Schienen verfahrbaren Manipulator 13 an einem Ende festgehalten. Zu diesem Zweck ist am Manipulator 13 eine Zange 14 vorgesehen, die das Werkstück 10 am stirnseitigen Ende ergreift und wahlweise um 45° oder 90° um die Werkslückachse drehbar ist, so daß es möglich ist, das Werkstück beispielsweise auch rund zu schmieden.

Am Manipulator ist ein (nicht dargestellter) Kodierer angebracht, der den Manipulator — bezogen auf die Schmiedepresse — in elektrische Signale umsetzt. Auf diese Weise wird einerseits die Stellung des Manipulators in bezug auf die beiden Stößel 11,12 ermittelt, zum anderen aber auch diejenige Länge des Werkstückes 10, die bereits zwischen den Stößeln 11, 12 durchgelaufen ist bzw. diejenige Stelle des Werkstückes, die gerade bearbeitet wird. Der Kodierer kann beispielsweise aus einer entlang den Schienen 15. auf denen der Manipulator verfahrbar ist, angebrachten, mit einem Strichraster versehenen Meßplatte bestehen, deren Strichraster von einer optischen Einrichtung des Manipulators abgetastet wird. Es sind jedoch auch zahlreiche andere Arten von Weggebern bekannt, die für die Umsetzung der Manipulatorposition in elektrische Signale geeignet sind, so daß auf die konstruktive Ausführung hier nicht besonders eingegangen werden muß.

Das zu schmiedende Werkstück — im vorliegenden Faii eine Fahrzeugachse — ist in F i g. J dargestellt, wobei die eingezeichneten Maßangaben mm-Angaben darstellen. Die Fahrzeugachse soll aus einem Vierkantstab mit einer Kantenlänge von 70 mm geschmiedet werden. Ausgehend von einem unbearbeiteten Abschnitt 16 soll ein Abschnitt 17 mit einer Länge von 100 mm und reduziertem Querschnitt folgen, dann wieder ein unbearbeiteter Abschnitt 18 mit einer Länge 115 mm und schließlich ein 900 mm langer Abschnitt 19. in dem der Querschnitt auf eine Kantenlänge von 50 mm reduziert ist. Es folgen die Abschnitte 18', 17' und 16', die in ihren Abmessungen den Abschnitten 18, 17 und 16 entsprechen.

Die im Querschnitt quadratischen Stößel 11,12 haben eine Kantenlänge von 80 mm. Hieraus ergibt sich das in F i g. 4 dargestellte Diagramm für den Arbeitsablauf bzw. für die Steuerung des Manipulators und den oberen Stößel 12. Nach einem Manipulatorvorschub von 20 mm ist die Herstellung des Abschnittes 17 beendet. Dies bedeutet, daß der erste Programmschritt sich über 20 mm erstreckt Danach folgt der zweite Programmschritt bis auf eine Länge von 215 mm, gerechnet vom Nullpunkt aus. Dieser zweite Programmschritt wird ohne Schmiedehübe ausgeführt d. h. der Manipulator wird um ein dem Abschnitt 18 entsprechendes Stück vorgeschoben, ohne daß das Werkstück geschmiedet wird. Danach setzen zu Beginn des dritten Pfügrammschrittes erneut Schmiedehübe ein, und zwar bis der Manipulator 1035 mm vom Nullpunkt entfernt ist. Hieran schließt sich der vierte, fünfte und sechste ', Progranimschritt zur Herstellung der Abschnitte 18', 17' und 16'an.

Auf der in F i g. 2 dargestellten Eingabeeinrichtung ist die Verschaltung dieser Programmschritle im einzelnen dargestellt. Die Eingabeeinrichtung enthält eine Reihe

ίο von Kontaktstellen, in Form Von Lölpunkten oder Steckbuchsen. Die Kontaktstellen können untereinander mittels flexibler Leitungen verbunden werden.

In der Mitte der Eingabeeinrichtung befindet sich ein Kontaktfeld 20, in dem die Kontakte rasterförmig in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Das Kontaktfeld enthält insgesamt zwölf Spalten und zwanzig Zeilen von kontakten. Die Kontakte einer Zeile bilden jeweils eine Gruppe. Es sind also zwanzig Konlaktgruppen vorhanden. Links von dem Kontaktfeld 20 ist eine Kontaktreihe 21 dekadisch geordneter Anschlußstellen für den Manipulatorweg angeordnet. Diese Anschlußstellen sinH konstruktiv in gleicher Weise ausgeführt wie die Kontakte des Kontaktfeldes 20. Sie sind jeweils in Zehnergruppen für Einer, Zehner, Hunderter und in einer weiteren Gruppe für Eintausend und Zweitausend geordnet und in entsprechender Weise beschriftet. Die Beschriftung bezieht sich jeweils auf die Angabe in mm.

Auf 'ler rechten Seite des Kontaktfeldes 20 befinden

sich zwei weitere Reihen von Anschlußstellen, die mit 22

jo und 23 bezeichnet sind. Diese dienen zur Kennzeichnung der Bewegung des oberen Stößels 12, d.h. zur Markierung des unteren Totpunktes und des oberen Totpunktes der Stößelbewegung. Der obere Stößelpunkt der Presse wird nämlich abhängig von der Werkstückoperation derart gesteuert, daß immer nur ein minimaler Stößelweg zum folgenden Schmiedehub erforderlich ist. Für den unteren Totpunkt (u. T.) ist die mit 22 bezeichnete Reihe vorgesehen Sie besteht aus zehn Anschlußstellen für die Einer, zehn Anschlußstel len für die Zehner und vier Anschlußstellen für die Hunderter von Einhundert bis Vierhundert. Die Anschlußstellen sind, wie in der Zeichnung erkennbar ist. bescnnltet. uie Beschriftung bezieht sich aiii die Einheit mm. Die Reihe für den oberen Totpunkt (o.T.) des Stößels 12 umfaßt nur zehn Zehnerwerte sowie zwei Hunderterwerte, weil die Einstellung des oberen Stößelumkehrpunktes weit weniger kritisch ist wie die Einstellung des unteren Stößelumkehrpunktes, von der ja unmittelbar die Werkstückabmessungen abhängen.

5P An der Eingabeeinrichtung sind weiterhin zwei mit 24 bezeichnete Anschlußstellen für die Drehung der Manipulatorzange 14 vorgesehen, und zwar eine Anschlußstelle für eine 45° -Drehung und eine Anschlußstelle für eine 90"-Drehung.

Die mit W 1 bis W 3 bezeichneten Anschlußstellen bezeichnen eine einmalige bis dreimalige Wiederholung der Stößelbewegung ohne Manipulatortransport, so daß eine mehrfache Bearbeitung des Werkstückes an der gleichen Stelle erfolgt.

Schließlich ist eine weitere mit 26 bezeichnete Anschlußstelle vorhanden, die dann angeschaltet wird, wenn der Manipulatortransport »ohne Schmiedehübe« (o. S.) erfolgen soll.

Die vier mit 27 bezeichneten Anschlußstellen bezeichnen das Programmende.

Konstruktiv ist die Eingabeeinrichtung' 28 als ebene Platte ausgeführt die an den Vorderseiten Kontakte oder Anschlußstellen in form von Lötstellen oder

Anschlußbuchsen trägt und mit Handgriffen 29 zur Erleichterung dec Auswechselns versehen ist Die Platte ist mit einer Reihe von Steckvorrichtungen 30 versehen, mit denen sie mit einer noch zu erläuternden Steuervorrichtung verbunden ist

Wi^. bereits erwähnt, siiid die einzelnen Gruppen von Kontakten des Kontaktfeldes 20 zeilenweise angeordnet und entsprechend Von I bis 20 numeriert Jede der Gruppen ist imstande, die Daten eines Programmschrittes aufzunehmen. Dies sei am Beispiel des in der ι ο Zeichnung realisierten Programmes erläutert.

Während des Programmschritles 1, bei dem der Abschnitt 17 des Werkstückes geschmiedet wird, soll der untere Totpunkt des Stößels 12 entsprechend der an dieser Stelle geforderten Werkstückstärke von 50 mm auf 320 mm festgelegt werden. Dies bedeutet, daß · irgendein Kontakt der ersten Zeile (oberste Zeile) mit der Anschlußstelle 300 der Reihe 22 und ein anderer Kontakt der ersten Zeile mit der Anschlußstelle 20 der Reihe 22 verbunden werden muß

Für den oberen Totpunkt des Stößels 12 wird ein Wert von 230 mm (jeweils gemessen von der maximalmöglichen Hubhöhe) gewählt. Es ist daher nötig, einen weiteren Punkt der ersten Zeile des Kontaktfeldes mit der Anschlußstelle 200 der Reihe 23 und einen weiteren Punkt des Kontaktfeldes 20 mit der Anschlußstelle 30 der Reihe 23 zu verbinden.

Da der Abschnitt 17 des Werkstückes als Vierkant geschmiedet werden soll, müssen bei gleichem Manipulatorvorschub zwei Schmiedehübe durchgeführt werden, und zwar unter zwischenzeitlicher Drehung des Werkstückes 10 um 90". Zu diesem Zweck ist ein weiterer Kontakt der ersten Zeile des Kontaktfeldcs mit der Anschlußstelle W 1 der Reihe 25 verbunden und noch ein anderer Kontakt der ersten Zeile mit der Anschlußstelle 90° der Reihe 24. Dies bedeutet, daß jeder Schmiedehub unter Drehung der Zange um 90° ohne zwischenzeitlichen Manipulatorvorschub wiederholt wird.

Da im Bereich des Abschnittes 17 Schmiedehübe

nicht mit einem Kontakt der ersten Zeile verbunden. Anderenfalls würde in dem jeweiligen Abschnitt kein Schmiedehub durchgeführt werden. Der Weitertransport würde dann mit größerer Geschwindigkeit erfolgen.

Der Umstand, daß die erste Zeile des Kontaktfeldes 20 nicht an einen Wert der Reihe 21 für den Manipulatorweg angeschlossen ist, bedeutet, daß der entsprechende Programmschritt bei Null beginnt, wie ja auch aus F i g. 4 ohne weiteres erkennbar ist

Der zweite Programmschritt beginnt nach einer Entfernung des Manipulators von 20 mm aus seiner Ruhelage. Daher ist in der zweiten Zeile des Kontaktfeldes 20 einer der Kontakte mit der Anschlußstelle 20 der Reihe 21 verbunden. Die übrigen Anschlüsse sind die gleichen wie in der ersten Zeile, mit Ausnahme der Tatsache, daß einer der Kontakte mit o. S. belegt ist, was bedeutet, daß während des zweiten Programmschrittes keine Schmiedehübe durchgeführt werden.

Der dritte Programmschritt der bei 215 mm (ausgehend vom Nullpunkt) beginnt ist in Zeile 3 programmiert. Hier ist jeweils einer der Kontakte mit der Anschlußstelle 5, mit der Anschlußstelle 10 und mit der Anschlußstelle 200 der Reihe 21 verbunden. Eine Belegung mit Anschlußstelle 26 (o. S.) findet nicht statt Die übrigen Belegungen sind die gleichen wie in Zeile 1 und 2, Dies bedeutet, daß der Stößel 12 Von der Anfangsstellung bei 215 mm ab Schmiedehübe mit einem' Unteren Totpunkt von 320 mm und einem oberen Totpunkt von 230 mm ausführt, wobei zunächst zwei an gleicher Stelle um 90° versetzte Schmiedehübe

port wieder kontinuierlichem Vorschub betrieben wird, bei weiterer Ausführung der Schmiedehübe Und der nach jedem Schmiedehub erforderlichen 90° Zangendrehung. Diese Bearbeitung des Abschnittes 19 wird bis zum Erreichen einer Manipulatorstellung von 1035 mm fortgesetzt Dann folgt Programmschritt 4, der in gleicher Weise geschaltet ist wie Programmschritt 2, mit Ausnahme des anderen Anfangswertes. Dieser Unterschied äußert sich darin, daß in Zeile 4 des Kontaktfeldes 20 ein Kontakt mit der der Anschlußstelle 1000 ein weiterer mit der Anschlußstelle 30 und ein dritter mit der Anschlußstelle 5 der Reihe 21 verbunden ist

Für die Abschnitte 17' und 16' ist die Programmierung in der schon beschriebenen Weise fortgesetzt Das Programmende bzw. das Abschalten der Maschine ist bei einer Manipulatorstellung von 1260 mm vorgesehen. Daher sind die entsprechenden Anschlußsteilen der Reihe 21 mit den »Programm-Endew-Anschlußstellen der Reihe 27 verbunden.

Aus dem bisherigen Teil der Beschreibung geht hervor, wie einfach und verhältnismäßig leicht verständlich die Programmierung der Schmiedevorgänge eines Werkstückes erfolgt Im folgenden soll nun die Signalumsetzung bzw. Signalauswertung anhand von F i g. 5 erläutert werden.

Die Kontaktreihe 21 gemäß F i g. 4 bildet wie F i g. 5 zeigt den Ausgang eines Kodierers 30, der den Manipulatorweg bzw. die Manipulatorstellung in dezimal gegliederte Ausgangssignale umsetzt Diese Umsetzung erfolgt jedoch nur dann, wenn am Kodierer 30 ein Signal Ti ansteht dessen Erzeugung nachfolgend noch erläutert wird. Im nichtaktivierten Zustand, also wenn das Signal Ti nicht ansteht haben alle Anschlußstellen der Reihe 21 0-Signal. Ist das Signal T₇ vorhanden, so wird die »■/-"·-··!-·——•-11..— — j.™u „:--.«[.,.; π c^u ausgedrückt von denen jeweils maximal eines in einer Dekade vorhanden ist

Sämtliche Kontakte einer jeden Gruppe bzw. einer jeden Zeile des Kontaklfeldes 20 sind in einem NOR-Gatter 31 zusammengefaßt Demgemäß sind entsprechend der Anzahl der Gruppen insgesamt zwanzig NOR-Gatter vorhanden, die räumlich an der Rückseite der Platte 28 angebracht sein können. Die an die NOR-Gatter angeschlossenen Schaltungen sind einander gleich. Es genügt daher, hier die Beschreibung auf sine dieser Schaltungen zu beschränken.

An den Ausgang des NOR-Gatters 31 ist ein Umkehrverstärker 32 angeschaltet, an dessen Ausgangs stets L-Signal ansteht mit Ausnahme des Zustandes, daß bei allen Kontakten 20 der jeweiligen Zeile 0-SignaI vorhanden ist Dann nämlich steht auch am Ausgangs 0-SignaL Der Ausgangs wird zur Selbstabschaltung der verschiedenen Baugruppen benutzt, um den Abschaltvorgang dann vorzunehmen, wenn der an der Eingabeeinrichtung vorprogrammierte Wert erreicht ist und sämtliche Ausgänge des NOR-Gatters 0-Signal haben.

Der Ausgang des NOR-Gatters 31 ist ferner an eine UND-Schaltung 33 gelegt an deren anderem Eingang das schon erwähnte Taktsignal Tr liegt Dieses Taktsignal ist ferner an den als Dynamikeingang ausgebildeten Rücksetzeingang einer bistabilen Kippstufe 34 geschal-

tet, deren Setzeingang mit dem Ausgang des UND' Gliedes 33 verbunden ist Der Ausgang der bistabilen kippstufe 34 liegt an einem Eingang eines UND-Gliedes 35. Eine weitere Eingangsleitung 36 des UND-Gliedes 35 kommt von einer Steuer- oder Tasteinrichtung und zeigt an, wann der jeweils laufende Schmiedehub des Stößels 12 beendet ist Die dritte Eingangsleitung 37 ist an eine impulsquelle angeschlossen, die Rechteckimpulse mit einer Fogefrequenz von 1 ms liefert.

Der Ausgang des UND-Gliedes 35 ist an einen Programinschalief 38 angeschlossen, der in einer Periode insgesamt sieben verschiedene Ausgangssigna' Ie T\ bis TJ in unterschiedlichen ieitlichen Abständen an »eparaten Leitungen erzeugt Die Dauer der Ausgangs- «gnale Ti bis TJ, die in der Reihenfolge der Numerierung an den entsprechenden Ausgänger, erscheinen, ist jeweils in der Zeichnung angegeben.

Das Ausgangssignal T₂ liegt am Eingang eines UND-Gliedes 39, das mit einer dekadischen Binär-Zähleinrichtung 40 verbunden ist An den beiden weiteren Eingängen des UND-Gliedes 39 liegt die schon erwähnte Leitung s sowie eine Taktfrequenz von 10 |xs. Die Ausgangsleitungen der Zähleinrichtungg 40 bilden die Anschlußstellen 22 (F i g. 2). Die Zähleinrichtung 40, die zur Erzeugung des Binärwertes für den unteren Totpunkt dient, ist ebenso wie die anderen hier verwandten Zähleinrichtungen und Schalteinrichtungen so ausgebildet, daß sie sich in der Nullstellung befindet, wenn an seinen sämtlichen Ausgängen L-Signal ansteht Beim Zählen läuft praktisch ein 0-Signal an den Zählerausgangsleitungen entlang. Das Zählerausgangssignal wird durch das Taktsignal Ti aktiviert d. h. es liegt nur während der Dauer von 5 ms des Taktsignales Ti an den Anschlußstellen der Reihe 22 an. Im übrigen ist es rwar in der Zähleinrichtung 40 existent gelangt jedoch nicht an die Ausgänge.

In ähnlicher Weise ist die Zähleinrichtung 41 zur Feststellung des Wertes für den oberen Totpunkt ausgebildet Den Ausgang der Zähleinrichtung 41 bilden die Anschlußstellen 23 (F i g. 2). Am Eingang liegt ein UND-Glied mit drei Eingänge, von denen der eine »-Signal, der andere Taktsignal Γι und der dritte die 10 us-Impulsfrequenz führt Für die Ausgänge 23 des Zählers 41 sind durch das Taktsignal Ti aktivierbar.

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Manipulatorzange wird über eine Zähleinrichtung 43 ermittelt Hier handelt es sich um einen zweistufigen Zähler, dessen Ausgänge die Ausgangsleitungen 24 bilden. Dem Zähler, dessen Ausgangssignal durch das Taktsignal T₄ aktiviert wird, ist ein UND-Glied 44 vorgeschaltet an dessem einen Eingang das Signal s, an dessem zweiten Eingang das Signal T₄ und an dessem anderen Eingang das 10 us-Taktsignal ansteht

Eine weitere Zähleinrichtung 45 dient zur Herstellung der Signale W 1 bis W 3. Sie erzeugt also die benötigte Anzahl von Wiederholungen der Stößelhübe ohne *ManipuIalortransport Der Zähleinrichtung 45, deren Ausgang durch das Signal T₅ aktiviert wird, ist ein UND-Glied 46 vorgeschaltet an den drei Eingängen liegen: das Signal s, das Taktsignal T₅ und das 10 s-TaktsignaJ.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der in F i g. 5 dargestellten Taktsteuerung erläutert:

Wie schon erwähnt werden die Ausgänge der verschiedenen Baugruppen nacheinander durch die Taktsignale Ti bis T₇ aktiviert bzw. aufgerufen. Sind die Ausgänge nicht aktiviert so führen sie sämtlich 0-Signal und erfüllen daher insoweit die Bedingung des NOR-Gatters 31. Die einzige Baugruppe, die L-Signal an das NOR-Gatter 31 liefern kann, ist die jeweils aktivierte Baugruppe. Hat diese aktivierte Baugruppe an denjenigen Leitungen, die von den Anschlußstellen zu den Kontakten des Kontaktfeldes 20 führen, 0-Signal, so schaltet das NOR-Gatter 31 durch. Gleichzeitig wird der Ausgang 5 des Umkehr Verstärkers 32 zu Null.

Der e-ste Programmschritt wird gemäß der Beschallung der ersten Zeile des Kontaktfeldes 20 in Fig.2 eingeleitet, wenn der Manipulator sich in Nullstellung befindet In diesem Fall ist nämlich während des Anstehens des Taktsignales Ti die Bedingung des NOR-Gatters 31 erfüllt Nach einer ms schaltet der Programmschaltergeber 38 auf Tj um. Die Ausgänge des Kodierers 30 und der übrigen Baugruppen mit Ausnahme des Zählers 40, liefern nun sämtlich 0-Signale. Somit ist infolge des am Zähler 40 anstehenden Ausgangssignales, das zunächst aus lauter L-Werten besteht. Die NOR-Bedingung des Gatters 31 nicht erfüllt Die Leitung s führt daher L-Signal. Damit ist die Voraussetzung dafür gegeben, daß das UND-Gatter 39 das 10 με-Taktsignal zum Zähler 40 überträgt. Der Zähler 40 zählt entsprechend dem Taktsignal und seine Ausgänge nehmen die verschiedenen Signalkombinationen an, wobei stets in jeder Dekade maximal ein 0-Signal ansteht Entsprechen diese 0-Signale den Werten 200 und 30, so ist die NOR-Bedinguiig des Gatters 31 erfüllt das Gatter schaltet durch, und an Leitung s entsteht 0-Signal. Damit wird das UND-Gatter 39 blockiert Der Zählerstand des Zählers 40 kann nicht mehr weitergezählt werden und bleibt zunächst im Zähler gespeichert

Nach Ablauf der Taktzeit T₂ wird Takt Γι eingeschaltet Der Zähler 41 wird in der gleichen Weise betneben und steuert somit das NOR-Gatter 31 bis die an die Kontakte der entsprechenden Zeile angeschlossenen Ausgänge bzw. Anschlußstellen 0-Signal führen. Dann spricht NOR-Gatter 31 an und bewirkt über Leitung s die Abschaltung des Zählers 41. In gleicher Weise wird mit den Zählern 43 und 45 verfahren, so daß diese nach einmaligem Durchlauf der Taktzeiten von Ti bis Tj diejenigen Werte gespeichert haben, die unmittelbar an die Maschine weiterzugeben sind, um die entsprechenden Befehle auszuführen.

Anschlußstelle 26 für den Befehl »ohne Schmiedehübc«. Der entsprechende Taktimpuls T_b liegt am Eingang eines UND-Gliedes 48. an dessem anderen Eingang das Selbstabschalte-Signal s liegt. Der Ausgang des UND-Gliedes 48 liegt am Eingang einer bistabilen Kippstufe 47, an deren Rücksetzeingang ein L.öschsignal Lö liegt

Das o.S.-Signal wird für die Dauer des Impulses T_b von Liner ms erzeugt und an die Anschlußstelle 26 gegeben. Gleichzeitig wird die bistabile Kippstufe 47 gesetzt Ist o.S. an einen Kontakt der betreffenden Zeile angeschlossen, so spricht zum Zeitpunk Te das "NOR-Gatter 31 an. Dies bedeutet daß an Leitung s 0-Signal ansteht und das UND-Gatter 48 schließt Ist dagegen kein Kontakt der betreffenden Zeile mit der Anschlußstelle 26 verbunden, so stellt sich bei Auftreten des Taktsignales Ti, an Leitung 5 0-Signal ein. Damit ist das UND-Gatter 48 gesperrt und vermag die Kippstufe 47 nicht zu setzen. Man erkennt daher, daß Kippstufe 47 in dem Zeitintervall Tj, stets denjenigen Zustand einnimmt der der Beschallung der zu untersuchenden Zeile mit der Anschlußstelle 26 entspricht

Die Schaltzustände der Zähleinrichtungen 40, 4Ϊ, 43, 45 und 47 bei der jeweiligen Abschaltung, die zunächst

gespeichert bleiben, werden anschließend als binäre Steuersignale an -.iie Maschinensteuerung !abgegeben.

Die nachfolgende Tabelle dient der Erläuterung der Funktionsabläufe in den einzelnen Progt'iimmschritten der Signale T₁WsT₇,

Tabelle

PrOgfammscliriti

Nr. Zeit

Ausführungen

7*1 ca, a) Stopbefehl Tür Manipulatortransport ^{1 ms} b) bereits eingeleiteten Schmiedehub zu Ende führen

c) nach b) löschen der Datenspeicher der Takte T₁ bis Tf₁

T₁ ca. Datenspeicherung unterer Stößeltot-5 ms punki u.T.

% ca. Datenspeicherung oberer !'5tö3eltot-3 ms punkt o.T.

Ti ca. Datenspeicherung 0° bzw. 45° oder 90° I ms der Zangendrehung

T₅ ca. Datenspeicherung W bzw. Wl, W2 1 ms oder W3 für Schmiedehübe ohne

Manipulatortransport

Tf, ca. Datenspeicherung o.S. bzw. o. S. für 1 ms Manipulatortranspöi t ohne! Schmiedehübe. Ausführung nach mindestens I Schmiedehub bzw. Wl, W2 oder W3

Programmschrilt

Nr. Zeit

Ausführungen

T₁ ca. a) Umschaltung zum nächsten Pro-1 ms grammsschritt. Neuer Manipulator

weg-Sollwert in Vorbereitung.

b) Steuerungsbefehle zum Schmieden und Manipulatortransport nach Datenspeicherung Takt 2 bis 6

13 ms. max. Programmzeit.

Man erkennt also, daß die in den Programmschritten der Signale Ti bis T₆ gespeicherten Werte in der oben erläuterten Weise nur einmal ermittelt werden und dann bis zur Beendigung der Bearbeitung des jeweiligen Abschnittes des Werkstückes gespeichert bleiben. Die Beendigung wird dadurch festgestellt, daß der vom Kodierer 30 abgegebene Wert die Durchschaltung des nächstfolgenden NöR-Gauers 3i bewirkt, das dann für die Speicherung der Daten des nächsten Werkstückabschnittes sorgt.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß die Fertigungsdaten eines Werkstückabschnittes lediglich gruppenweise verschaltet werden müssen, ohne daß innerhalb der Gruppe (Zeile des Kontaktfeldes) eine bestimmte Ordnung

jo eingehalten werden müßte. Dies erhöht die Flexibilität bei der Programmierung und erleichtert insbesondere auch nachträgliche Änderungen. Im übrigen erlaubt es die Vorrichtung, auch Änderungen selbst dann noch durchzuführen, wenn die Maschine bereits in Betrieb ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Programmspeicher zur manuellen Eingabe der Manipulator-Steuerungsdaten sämtlicher Schmiedeabschnitte und zur selbsttätigen Ausgabe der Steuerungsdaten einzelner Schmiedeabschnitte bei einer nach einem Werkstückprogramm arbeitenden Freiform-Schmiedepresse, mit einer Datepeingabeeinrichtung und einem die Ausgänge eines die jeweilige Manipulatorsteilung in Binärsignale umsetzenden Kodierer, dadurch gekennzeichnet, daß die Dateneingabeeinrichtung ein Kontaktfeld (20) ist, dessen Kontakte wahlweise mit den Ausgangsleitungen (22 bis 27) von Zähleinrichtungen (40, 41, 43, 45, 47) verbindbar ist, und das eine separate Kontaktreihe (21) aufweist, deren Kontakte mit den Binärausgängen des Kodierers (30) verbunden sind, daß die Kontakte des Kontaktfeldes (20) gruppenweise in Torschaltungen (NOR-Gatter 31) zusammengefaßt sind, die ein Ausgangssignal abgeben, wenn sämtliche Kontakte einer Kontakigruppe (Zeile) denselben Signalzustand aufweisen, daß die Zähleinrichtungen nacheinander mit einem Zähltakt (10 us) versorgt werden und jede der 2i Zähleinrichtungen von den Ausgangssignalen der Torschaltungen unter Beibehaltung des erreichten Zählerstandes stillsetzbar ist, und daß ein taktgestcuertcr Programmschalter (38) die Zähleinrichtungen nacheinander aktiviert und nach dem Stillsetzen der jo letzten Zähleinrichtung (47) ein Signal (Ti) erzeugt, das die Einj; -be der Zählerstände sämtlicher Zähleinrichtungen als Daten für den nächstfolgenden Schmiedeabschnitt in die Steuereinrichtung des Manipulators vorbereitet. 'Λ

2. Programmspeicher nach Anspruch 1. dadurch gc-Kennzeichnet. daß mehrere Kontaktgruppen (Zeilen) des Kontaktfeldes (20) nacheinander aktivierbar sind, und daß die Signaleingabc der an einer Kontaktgruppe durch Stecken am Kontaktfeld in eingestellten Werte in die Zähler (40,41, 43, 45) erst dann erfolgt, wenn der Manipulator die Anfangsposilion des betreffenden Abschnitts erreicht hat.

3. Programmspeicher nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Programmschalter 4Ί