DE2309427C3 - Vorrichtung zum Durchführen eines in einem bestimmten, festlegbaren Abstand wiederholbaren Arbeitsganges an einem kontinuierlich durchlaufenden Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines in einem bestimmten, festlegbaren Abstand wiederholbaren Arbeitsganges an einem kontinuierlich durchlaufenden Werkstück, wie ein Abtrennen, mit einem in Durchlaufrichtung durch eine gesteuerte Nach; und Rücklaufeinrichtung geführten, ein Werkzeug tragenden Werkzeugschlitten, bei dem Nachlauf und Angleichung an das durchlaufende Werkzeug von der Bewegung eines mitlaufenden Anschlages, wie eines Wegaufnehmers mit Vorgabe für den Arbeitstakt, abgenommen und von einer Ventilsteuerung auf die Bewegungseinrichtung übertragen wird.

Bei den Maschinen zur Durchführung eines in bestimmtem Abstand wiederholbaren Arbeitsganges wird ein Werkstück, wie beispielsweise eine Zierleiste, kontinuierlich gefertigt, wobei das Werkstück, um eine rationelle Produktion zu ermöglichen, im kontinuierlichen Ablauf durch ein Werkstück zusätzlich bearbeitet wird. Die Bearbeitung kann ein Ablängen des Werkstückes und/oder Anbringen von Verformungen, wie Durchbrüche, Eindrücke oder Verformungen eines oder beider Enden, sein. Bei Werkstücken, die mit einer geringen Geschwindigkeit gefahren werden, läßt sich der

Bearbeitungsvorgang, beispielsweise das Ablängen, genauer durchführen, als wenn mit höherer Geschwindigkeit gefahren wird. Bei hohen Stückzahlen ist es aber zwingend notwendig, hohe Geschwindigkeiten zu fahren, weil mehrere Anlagen aus Kosten- und Plaizgründen einfach nicht wirtschaftlich vertretbar sind. Es bleibt daher zunächst nichts anderes übrig, als die sich insbesondere aus der hohen Produktionsgeschwindigkeit aufbauende Ungenauigkeit der Werkstücklänge hinzunehmen.

Um diese Nachteile zu verhindern, ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 1 178 022 vorgeschlagen worden, die Steuerung für die Auslösung der Schneidmaschine dahin zu verbessern, daß unterschiedliche Durchzugsgeschwindigkeiten des Werkstückes, im Ausführungsbeispiel ein Profilstab, von einem durch einen mitgehenden Anschlag beeinflußten hydraulischen Regelventil auf den Auslösevorgang des Schneidwerkzeuges übertragen werden. Maschinen dieser Art sind auch in Deutschland handelsüblich, wobei erfahrungsgemäß die eingangs angeführten Nachteile jedoch nur geringfügig abgebaut werden.

Nach der deutschen Offenlegungschrift 1 063 455 ist eine Steuereinrichtung für eine Bandschneidanlage bekannt, bei welcher die genaue Länge in Abhängigkeit vom Banddurchlauf mit einer Regeleinrichtung erfolgt, bei der eine Verzögerungszeit einprogrammiert ist, die größer als die Zeit der Annäherung an die Geschwindigkeit des Schneidschlittens zur Bandgeschwindigkeit ist. Hierdurch ist eine vorgebbare Funktion in der Regeleinrichtung in bezug auf die Soll/Ist-Länge vorhanden. Die Steuerung dieser Anlage kann jedoch nur die aus theoretischen Berechnungen aufgebauten Werte berücksichtigen. Beim Betrieb der Anlage kommen jedoch viele Momente hinzu, welche nicht voraussehbar und daher einkalkulierbar sind.

Diese nicht berechenbaren Ungenauigkeiten, die die liänge der abgetrennten Werkstücke beeinflussen, haben bei den bekannten Maschinen unterschiedliche

Gründe, die dazu meist nicht einzeln, sondern in einer Kombination auftreten und deren Ursachen nicht oder nur sehr schwer kontrollierbar und mit bekannten Mitteln bisher nicht abstellbar waren. Nachteilig wirkt sich beispielsweise ein unterschiedliches Drehmoment an der Abwickelhaspel aus, welches teilweise aus dem sich abbauenden Rollendurchmesser und den Schwankungen der Bremse besteht Fernerhin ist eine materialabjjängige Reckung beim Werkstück während des Verformungsyorganges anzuführen, die eine Geschwindigkeitsänderung des Werkstückes ergibt und erfahrungsgemäß, je nach Material, bis zu 7% betragen kann. Es ist auch festgestellt worden, daß ungleiche Schmierverhältnisse während des Verformungsvorganges zu einem verschieden großen Schlupf führen, der aus der unterschiedlichen Reibung herrührt Bei Maschinen, Jgsbesondere Profiliermaschinen, die mit einem hydraulischen Antrieb ausgerüstet sind, führt die unterschiedliche öltemperatur in den Antriebsaggrtgaten während des normalen Fahrbetriebes zu geänderten Geschwindigkeitea Dieser Nachteil vervielfältigt sich, wenn, wie es zumeist der Fall ist mehrere Hydraulik-Aggregate einer Produktionsvorrichtung zugeordnet sind, beispielsweise wenn auch die Verformung bzw. Ablängeinrichtung hydraulisch betätigt wird. Größer als bei den vorerwähnten Vorrichtungen sind die Längendifferenzen bei Maschinen, die mechanisch betätigte Arbeitsgänge ausführen, beispielsweise dann, wenn der Anschlag ausschließlich mechanisch wirkt. Bei diesen Vorrichtungen wird zumeist auch eine größere Betätigungskraft benötigt die bei mit schwachem Querschnitt ausgebildeten Werkstücken nicht immer vorhanden ist so daß diese teilweise gestaucht oder sonstwie verformt werden; sie verursachen außerdem einen größeren Rückstau.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung eines in bestimmtem Absland wiederholbaren Arbeitsganges an einem kontinuierlich erstellten Werkstück zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist und unabhängig von allen mascninellen und materialbedingten Einflüssen, auch bei mit großer Geschwindigkeit gefahrenen Werkstücken, einen äußerst genauen Bearbeitungsabstand wiederholbar erzielt

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das das Werkzeug tragende nach- und rückführbare Gerüst aus einem in bekannter Art gestalteten, geführten und über einen Hauptregelkreis gesteuerten Hauptschlitten besteht, dem seinerseits ein weiterer, in gleicher Richtung nach- und rückführbarer, das Bearbeitungswerkzeug tragender Nebenschlitten zugeordpet ist dessen Bewegungseinrichtung durch Steuerimpulse gesteuert wird, die von einem durch die Lage des Nebenschlittens zur Grundstellung auf dem Hauptschlitten beeinflußbaren Wegaufneh-ner erregt werden.

Hierdurch ergeben sich zwei Vorteile, einmal ein weiterer Regelkreis, so daß ganz generell gesehen durch zwei Regelkreise, welche irgendwie mechanisch oder von der Schaltung her integriert sind, eine größere Genauigkeit erreichbar ist, insbesondere weil die Re- *>o gelkreise auf unterschiedlichen Wirkungskreisen aufgebaut sein können; zum andern wird ein weiterer Vorteil durch den Einsatz eines Nebenschlittens erreicht, welcher gegenüber dem Hauptschlitten kleiner und leichter für eine lediglich ausgleichende Längendifferenz ausgelegt werden kann, so daß von den günstigeren Dimensionen her keine nachteiligen Längendifferenzen »π erwarten sind.

Eine konstruktive Vereinfachung der Vorrichtung ergibt sich, indem der Wegaufnehmer mit dem Anschlag für das Werkstück am Hauptschlitten und der Wegaufnehmer für den Nebenschlitter. zwischen dem Hauptschlitten und dem Nebehschlitten angeordnet ist wobei wahlweise ein Schlitten als Anbauteil für den Wegaufnehmer und der andere Schlitten als steuernder Anschlag dient

Der Erhöhung und fortlaufenden Sicherung der Genauigkeit der einmal eingestellten Länge zum Bearbeiten des Werkstückes dient die Anordnung der Schaltkreise, bei denen der Wegaufnehmer für den Hauptschlitten und der Wegaufnehmer für den Nebenschlitten gemeinsam einer Vergleichsstelle zugeordnet sind. So werden Fehlerquellen, ganz gleich, welches Schahkreises, von der Vergleichsstelle registriert derart, daß der entscheidende Steuerimpuls erst abgegeben wird, wenn der Fehler ausgeglichen ist.

Es ist ebenfalls zweckmäßig, daß die Steuerimpulse für die Vergleichsstelle und die Steuerimpulse für ein Beruhigungsglied, wie ein Zeitglied, von dem dem Hauptschlitten zugeordneten Wegaufnehmer abgeleitet sind. Dabei kann zwischen dem Wegaufnehmer und dem Zeitglied ein Schwellwertschalter zwischengeschaltet sein, so daß die Steuerimpulse weicher anlaufend, also stoßfreier, und in ihrer Intensität erhöht den Regelkreis beeinflussen.

Eine Vorrichtung, mit der selbst bei hohen Geschwindigkeiten des Werkstückdurchzuges äußerst genaue Längentoleranzen erzielt werden, ist gekennzeichnet durch einen Steuerkreis zur Auslösung des Bearboitungswerkzeuges mit einem vorgegebenen Zeitwert, bei dem der Steuerimpuls zur Auslösung der Bewegung des Bearbeitungswerkzeuges über einen Schwellwertschalter und ein einstellbares Zeitglied mit einem Beruhigungsteil erfolgt und dadurch, daß die Anpassung der Ist-Länge an die Soll-Länge des Werkstükkes über zwei weitere Regelkreise erfolgt, von denen ein Regelkreis von einem Wegaufnehmer am Hauptschlitten zur Vergleichsstelle verläuft und der andere Regelkreis vom Wegaufnehmer, der zwischen Hauptschlitten und Nebenschlitten angeordnet ist. ebenfalls zur Vergleichsstelle verläuft und daß von der Vergleichsstelle mindestens eine Bewegungsmechanik für einen Schlitten, wie einen Nebenzylinder, über ein Servoventil gesteuert ist.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel in vereinfachter Weise und teilweise schematisiert und symbolisiert dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung in Vorderansicht,

F i g. 2 ein Funktionsschema.

Mit 1 ist ein Werkstück bezeichnet, welches als Profilleiste von Walzen 21, die einem Walzengerüst zugeordnet sind, profiliert wird. Der Anfang des Werkstückes 1 stößt gegen einen Anschlag 2, welcher ortsveränderbar einem Hauptgerüst 22 auf unterschiedliche Längen befestigbar zugeordnet ist. Der Anschlag 2 ist durch eine Feder 23 belastet, die ihn entgegen der Bewegungsrichtung des Werkstückes 1 in eine Wartestellung überführt, wenn der Arbeitstakt erledigt und der Anschlag 2 vom Werkstück 1 überlaufen ist. Der veränderbare Abstand zwischen Anschlag 2 und Hauptgerüst 22 wird in einem Wegaufnehmer 3 registriert.

Bei dem Wegaufnehmer 3 kann es sich beispielsweise um ein Tauchspulen-Aggregat handeln, von welchem aus alle notwendigen Eingaben an andere Aggregate, insbesondere die der Produktionsgeschwindigkeit, er-

folgen können.

Eine dieser Eingaben aus dem Wegaufnehmer 3 ist ein Signal für einen Schwellwertschalter 16, welcher vorgesehen ist, unter Einschaltung einer Zeitvorgabe ein Magnetventil 18 zu betätigen, welches einen Hydraulikzylinder 19 eines Bearbeitungswerkzeuges 24 aus einer Hydraulik 20 versorgt. Die Zeitvorgabe wird über ein Beruhigungsglied, einem Zeitglied 17, über den notwendigen Zeitraum regelbar und auslösbar gehalten. .

Eine weitere Eingabe aus dem Wegaufnehmer 3 ist ein Signal für ein elektrohydraulisches Servoventil 5. Das Signal wird über einen Proportional-Verstärker 4 dem Servoventil 5 zugeleitet. Das Servoventil 5 speist aus einem Hydraulik-Aggregat 6 einen Hauptzylinder 7 dann, wenn vom Wegaufnehmer 3 der erste Regelauftrag erfolgt. Dieser erste Regelauft.rag bewegt in der beschriebenen Weise das Hauptgerüst 22, welches auf einem Hauptschlitten 9 bodenfesten Vorrichtungsteilen 8 zugeordnet ist. in Bewegungsrichtung des Werkstükkes 1. Es versteht sich von selbst, daß die Vorschubgeschwindigkeit den jeweiligen Produktionsgeschwindigkeiten des Werkstückes 1 angepaßt werden kann. Eine vollständige Anpassung des Hauptschlittens 9 an die Produktionsgeschwindigkeit des Werkstückes 1 erfolgt über Signale vom Wegaufnehmer 3 und über eine ±-Steuerung des Kolbens im Hauptzylinder 7 durch das in dieser Richtung geregelte elektrohydraulische Servoventil 5. Es ist ersichtlich, daß dann, wenn das Bearbeitungswerkzeug 24 mit dem Hauptgeriist 22 fest gekuppelt wäre, der Bearbeitungsvorgang in der eingestellten konstanten Länge bereits erfolgen würde. Erfahrungsgemäß hat sich jedoch gezeigt, daß die gewünschte Genauigkeit nicht möglich ist insbesondere dann nicht, wenn rationelle höhere Produktionsgeschwindigkeiten gefahren werden.

Aus dem vorangeführten Grunde ist bei der Vorrichtung ein zweiter Regelkreis eingeschaltet worden, welcher sinngemäß wie der erstbeschriebene Regelkreis aufgebaut ist. Jedoch wird hierbei das mit dem vom Hauptgerüst 22 getrennt angeordnete Bearbeitungswerkzeug 24 sinngemäß beeinflußt So gehen die primären Regelsignale auch vom Wegaufnehmer 15 aus; sie nehmen ihren Weg über eine im Augenblick noch nicht interessierende Vergleichsstelle 10 und werden über einen weiteren, dem zweiten Regelkreis zugeordneten Proportional-Verstärker 11 einem weiteren elektrohydraulischen Servoventil 12 zugeleitet das einen weiteren hydraulischen Zylinder, den Nebenzylinder 13, über das Hydraulik-Aggregat 6 speist Das Bearbeitungswerkzeug 24 ist dem Hauptgerüst 22 über einen Schlitten 14 in Bewegungsrichtung des Werkstückes 1 hin und her bewegbar zugeordnet Demnach kann der entscheidende Abstand zwischen Anschlag 2 und Bearbeitungswerkzeug 24 sich verändern und einen Langenausgleich herbeiführen; er wird immer nach einer kurzen Anlaufzeit durch einen Nachlauf des Bearbeitungswerkzeuges 24 wiederhergestellt Der Wiederherstellung des Abstandes dient der bereits angeführte elektrisch-hydraulische Zylinder 13, wobei ein Festpunkt, beispielsweise der des Zylinders, am Hauptgerüst 22 und der andere Festpunkt, nämlich der des Kolbens, am Bearbeitungswerkzeug 24 liegt. Es ist ersichtlich, daß durch die Stellung des Kolbens im Zylinder der Abstand vom Hauptgerüst 22 zum Bearbeitungswerkzeug 24 durch Betätigen des Nebenzylinders 13 veränderbar ist Wie schon vorher bei der Beschreibung des ersten Regelkreises erwähnt geschieht dies über das Servoventil 12, welches mit Signalen aus dem Wegaufnehmer 3 über den Proportional-Verstärker 11 gespeist wird.

Die Längeneinstellung für das Werkstück 1 wird ursprünglich mechanisch vorgenommen, indem der Anschlag 2 die entsprechende Position zum Bearbeitungswerkzeug 24 auf dem Hauptgerüst 22 erhält Dieser konstante Abstand, die Soll-Länge, ist vom Aufbau der Vorrichtung her in den beiden elektrisch-hydraulischen Servoventilen 5 und 12 aufgenommen bzw. in einem mit beiden verbundenen elektrischen, nicht dargestellten Speicher registriert Beim Bearbeitungsvorgang jedoch verändert sich die Soll-Länge, weil der Anschlag 2, das Hauptgeriist 22 und das Bearbeitungswerkzeug 24 nicht zeitlich einheitlich und auch nicht mit der gleichen Geschwindigkeit in Bewegungsrichtung des Werkstückes 1 bewegt werden. Um von der jeweiligen Ist-Länge die Soll-Länge zu erreichen, werden Signale in der bereits angeführten Vergleichsstelle 10 gebildet die über den Proportional-Verstärker 11 dem Servoventil 12 zugeleitet werden. Die Signale sind so abgestimmt daß der Kolben des Nebenzylinders 13 so hydraulisch beaufschlagt wird, daß eine Nachführung des Bearbeitungswerkzeuges 24 an das Hauptgeriist 22 erfolgt

In der Darstellung ist es offen gelassen, ob der Kolben des Nebenzylinders 13 nur nachgeführt wird oder vorgeführt und über eine Einpendelung den Soll-Wen der Länge herstellt.

Der Soll-Wert wird über die Vergleichsstelle 10 se lange aufrechterhalten, bis der Arbeitsvorgang durch das Bearbeitungswerkzeug 24 erfolgt ist Danach wire ebenfalls gesteuert, gegebenenfalls auch vorprogram miert das Hauptgeriist 22 mit Anschlag 2 und Wegauf nehmer 3 und das Bearbeitungswerkzeug 24 entgeger der Bewegungsrichtung des Werkstückes 1 in die War testellung zurückgeführt

Ganz speziell zu F i g. 1 ist anzuführen, daß zum bes seren Verständnis der Vorrichtung lediglich die mecha nischen Teile dargestellt sind. Sie weisen die gleich« Bezeichnung wie die Teile im Funktionsschemi (Fig.2) auf. Es bleibt noch ein unendlich geführte! Transportband 25, welches über einen Motor 26 ange trieben wird, anzuführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Durchführen eines in einem bestimmten, festlegbaren Abstand wiederholbaren Arbeitsgang an einem kontinuierlich durchlaufenden Werkstück, wie ein Abtrennen, mit einem in Durchlaufrichtung durch eine gesteuerte Nach- und Rücklaufrichtung geführten, ein Werkzeug tragenden Werkzeugschlitten, bei dem Nachlauf und Angleichung an das durchlaufende Werkzeug von der Bewegung eines mitlaufenden Anschlages, wie eines Wegaufnehmers mit Vorgabe für. den Arbeitstakt, abgenommen und von einer Ventilsteuerung auf die Bewegungseinrichtung übertrager, wird, dadurch gekennzeichnet, daß das das Werkzeug (24) tragende nach- und rückführbare Gerüst (22) aus einem in bekannter Art gestalteten, geführten und über einen Hauptregelkreis gesteuerten Hauptschlitten (9) besteht, dem seinerseits ein weiterer in gleicher Richtung nach- und rückführbarer, das Bearbeitungswerkzeug (24) tragender Nebenschlitten (14) zugeordnet ist, dessen Bewegungseinrichtung (6, 12, 13) durch Steuerimpulse gesteuert wird, die von einem durch die Lage des Nebenschlittens (14) zur Grundstellung auf dem Hauptschlitten (9) beeinflußbaren Wegaufnehmers (15) erregt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer (3) mit dem Anschlag (2) für das Werkstück (1) am Hauptschlitten

(9) und der Wegaufnehmer (15) für den Nebenschlitten (14) zwischen dem Hauptschlitten (9) und dem Nebenschlitten (14) angeordnet ist, wobei wahlweise ein Schlitten (9 oder 14) als Anbauteil für den Wegaufnehmer (15) und der andere Schlitten (14 oder 9) als steuernder Anschlag dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer (3) für den Hauptschlitten (9) und der Wegaufnehmer (15) für den Nebenschlitten (14) gemeinsam einer Vergleichsstelle (10) zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse für die Vergleichsstelle

(10) und die Steuerimpulse für ein Beruhigungsglied, wie ein Zeitglied (17), von dem dem Hauptschlitten (9) zugeordneten Wegaufnehmer (3) abgeleitet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wegaufnehmer (3) und dem Zeitglied (17) ein Schwellwertschalter (16) zwischengeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Steuerkreis zur Auslösung des Bearbeitungswerkzeuges mit einem vorgegebenen Zeitwert, bei dem der Steuerimpuls zur Auslösung der Bewegung des Bearbeitungswerkzeuges (24) über einen Schwellwertschalter (16) und ein einstellbares Zeitglied (17) mit einem Beruhigungsteil erfolgt und daß die Anpassung der Ist-Länge an die Soll-Länge des Werkstückes (1) über zwei weitere Regelkreise erfolgt, von denen ein Regelkreis von einem Wegaufnehmer (3) am Hauptschlitten (9) zur Vergleichsstelle (10) verläuft und der andere Regelkreis vom Wegaufnehmer (15), der zwischen Hauptschlitten (9) und Nebenschlitten (14) angeordnet ist, ebenfalls zur Vergleichsstelle (10) verläuft und daß von der Vergleichsstelle (10) mindestens eine Bewegungsmechanik für einen Schlitten (14), wie ein Nebenzylinder (13), über ein Servoventil (12) gesteuert wird.