DE2534589A1

DE2534589A1 - Einrichtung zum automatischen ausschneiden von werkstuecken

Info

Publication number: DE2534589A1
Application number: DE19752534589
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl Phys Boehme; Guenter Hahn; Rolf Jung; Guenter Schumann
Original assignee: Messer Griesheim GmbH; Krauss und Reichert GmbH and Co KG
Current assignee: Messer Griesheim GmbH; Krauss und Reichert GmbH and Co KG
Priority date: 1975-08-02
Filing date: 1975-08-02
Publication date: 1977-02-10
Also published as: JPS5237686A; GB1528278A; SE7608632L; FR2320164A2; US4081671A

Description

Krauss und Reichert HG 956

Messer Griesheim Gmbh 25 3 A 58 9 Be/Tr

4. Juli 1975 Kennwort: II. Zeitglied
Erfinder: Jung,

Böhme, Hahn, Schumann

Einrichtung zum automatischen Ausschneiden von Werkstücken

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausschneiden von Werkstücken, mit einer Abtastvorrichtung, die einen Signalfotowiderstand zur Markierungserfassung mit zugeordneter Steuervorrichtung aufweist, wobei die Steuervorrichtung ein erstes Zeitglied enthält, welchem ein Schalter zum Umschalten auf eine reduzierte Vorschubgeschwindigkeit zugeordnet ist.

Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik Bezug genommen, wie er in der deutschen Patentanmeldung P 23 ^90 735.5 (DT-OS 2 3^9 073) geoffenbart ist.

Mit der in dieser DT-OS beschriebenen Einrichtung ist es vorteilhaft möglich, kleinste Krümmungen und scharfe Ecken exakt abzutasten und ein Werkzeug entsprechend der Abtastvorlage zu steuern, wobei das Abtastsystem während des gesamten Abtastvorganges stabil bleibt. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß in jedem Fall vor Erreichen der zu umfahrenden Krümmung eine reduzierte Vorschubgeschwindigkeit vorhanden ist. Bei dem in der DT-OS beschriebenen Ausiülirungsfceispiel der Äbtaststeuerung wird nach einer vorgegebenen Zeit, welche am ersten Zeitglied einstellbar ist, die Vorschubgeschwindigkeit wieder auf Schnellfahrt umgeschaltet. Die Praxis hat gezeigt, c"aß der Abstand zwischen einer ersten und einer zweiten Markierung, welche beide zum Umschalten auf eine reduzierte Geschwindigkeit dienen sollen, derart klein sein kann, daß die vorgegebene Zeit für die Langsamfahrt gerade dann abgelaufen ist und

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ORIGINAL INSPECTED

ein Impuls zur Schnellfahrt abgegeben wird, wenn der Signalfot(widerstand über die zweite Markierung gefanren wird, was einen Impuls zur Langsamfahrt auslöst. Diese sioh widersprechenden Impulse können jedoch zu Fehlsteuerungen führen, wodurch die Abtastgenauigkeit sowie die Schnittgüte ungünstig beeinflußt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist und die auch bei dicht hintereinander vorgesehenen Markierungen zur Langsamfahrt exakte Abtastergebnisse sowie gute Schnittqüalitäten liefert.

Die Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem ersten Zeitglied und dem Schalter ein ODER-Glied geschaltet ist, daß ferner der Eingang und der Ausgang des ersten Zeitgliedes über ein UND-Glied mit einem weiteren Zeitglied verbunden sind und^ daß weiterhin der Ausgang des weiteren Zeitgliedes mit einem Eingang des ODER-Gliedes in Wirkverbindung steht.

Durch die Erfindung wird es vorteilhaft möglich auch dicht hintereinander angeordnete Langsammarkierungen zu erfassen und eine entsprechende Langsamfahrt zu erreichen, so daß die oben genannten Nachteile vorteilhaft vermieden werden. Dies ist insbesondere auf die Anordnung des zweiten Zeitgliedes zurückzuführen, so daß sjch durch die erfindungsgemäß vorgesehenen beiden Zeitglieder eine beliebige Verlängerung der Langsamfahrt erreichen läßt. Erst wenn in einer vorgegebenen Zeit keine Langsammarkierungen mehr erfaßt werden, erfolgt wieder eine Umschaltung auf Schnellfahrt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet,

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, in denen u.a. eine besonders vorteilhafte, erfindungsgemäße Vorrichtung veranschaulicht ist, sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung näher erläutert.

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Es veranschaulicht:

Fig. 1 - ein Blockschaltbild einer fotoelektrischen Kopiersteuerungsvorrichtung

Fig. 2 - ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 3 - einen Ausschnitt aus einer Zeichnungsvorlage (Schnittmustervorlage )

In Fig. 1 ist ein fotoelektrischer Abtastkopf mit 10 bezeichnet, welcher Steuersignale, die die Relativstellung des Abtastkopfes 10 gegenüber der abzutastenden Linie kennzeichnen und welche über die Leitungen 11 einer Verstärkerstufe 12 zugeführt werden. Der Aufbau des Abtastkopfes 10 ist nicht näher dargestellt, da er für die Erfindung unwesentlich ist.

Der Abtastkopf 10 ist in bekannter Weise mechanisch mit einem Nachdrehmotor 13 gekoppelt, welcher den Abtastkopf 10 und gegebenenfalls das mit ihm verbundene Werkzeug (Trennmesser, Laser, Plasmaoder Autogenschneidbrenner oder dergleichen) entsprechend den gelieferten Steuersignalen, die dem Motor 13 vom Verstärker 12 über Leitungen 14 zugeführt werden, jeweils in die sich ändernde Richtung der Tangente an den abzutastenden Liniensug dreht. Der Nachdrehmotor 13 ist ferner mechanisch mit einem Drehmelder (Resolver) 15 verbünden, der eine Zerlegung der Verstellbewegung des Motors 13 in eine X- und eine Y-Komponente bewirkt. Durch die Ausgangssignale des Resolvers 15 werden die beiden Koordinatenmotore (Vorschubmotore) 16 bzw. 17 gesteuert.

Der Abtastkopf 10 ist um eine Schwenkachse 18 drehbar und weist in Abtastrichtung I9 gesehen, hintereinander und gegenüber der Schwenkachse 18 vorversetzt zwei Differentialfotozellen auf, die je aus zwei Fotowiderständen 20, 21 bzw. 22, 23 aufgebaut

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sind, deren Abstand voreinander geringer ist als die Strichbreite der abzutastenden Linie der Zeichnungsvorlage. Der Signalfotowiderstand 24 bzw. die Signalfotowiderstände 24 und 25 sind mit Steuervorrichtungen verbunden, die in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt sind.

Die Steuervorrichtung gemäß Fig. 2 besteht aus einem mit dem Signalfotowiderstand 24 verbundenen Verstärker 26,: dem ein erstes Zeitglied (monostabiler Multivibrator) 27 nachgestellt ist. Der Ausgang des Multivibrators 27 ist unter Zwischenschaltung eines ODER-Gliedes 29 mit einem Transistorschalter verbunden, welcher im Kollektorzweig 31 eine Relaisspule 32 aufweist, deren Schaltkontakt in der in Fig. 1 veranschaulichten Versorgungseinrichtung 34 für den Resolver 15 liegt und zur Gesehwindigkeitsumschaltung dient. Weiterhin ist der Ausgang 28 über eine sich aufzweigende Leitung 35 niit einem zweiten Zeitglied (monostabiler Multivibrator) 36 (Leitung 35a) sowie einem UND-Glied 37 (Leitung 35b) verbunden. Das UND-Glied 37 steht dabei ferner über die Leitung 38 mit dem NichijAusgang des Multivibrators 36 in Verbindung. Dem UND-Glied ist ein Transistorschalter 40 nachgeschaltet, in dessen Kollektorzweig 41 eine Relaisspule 42 liegt, deren Schaltkontakte 43a und 43b zur Umschaltung von der ersten Differentialfotozelle auf die zweite dienen (siehe Fig. 1).

Erfindungsgemäß ist der Eingang 80 und der Ausgang 28 des ersten Zeitgliedes 27 über ein UND-Glied 81 mit einem weiteren, dem dritten Zeitglied 82 verbunden. Das Zeitglied (monostabiler Multivibrator) 82 steht mit einem Eingang 83 des ODER-Gliedes 29 in Wirkverbindung.

Wie aus Fig. 2 ferner hervorgeht_#ist erfindungsgemäß ein weiterer Eingang 88 des ODER-Gliedes 29 mit dem Ausgang 80 des Signalfotowiderstandes 24 verbunden. Ferner ist der Eingang 90 des ODER-Gliedes 29 mit dem Ausgang einer an sich bekannten automatischen Anschnittssteuerung 92 verbunden.

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Unter einer automatischen Anschnittsteuerung wird eine Vorrichtung verstanden, durch welche die Abtastvorrichtung, bis zur Zeichnungskontur herangeführt wird und die sich dann automatisch beim Erreichen der Kontur einschaltet, d.h., der Abtastlichtfleck läuft nach Druckknopfbetätigung in gerader Richtung ohne Vorlage bis zur vorgegebenen Zeichnungskontur und schaltet dann auf "Automatische Steuerung" um.

Die Punktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung wird anhand der Fig. 3 erläutert, in der eine teilweise dargestellte Zeichnungsvorlage veranschaulicht ist.

Die abzutastende Kante ist in Fig. 3 mit 70 bezeichnet. In der Fig. 3 ist ferner der Abtastkopf 10 der Abtastvorrichtung angedeutet, welcher die Differentialfotozellen 20, 21 bzw. 22, 23 besitzt sowie ein zusätzliches Abtastorgan in Form der Signalfotowiderstände 24, 25. V/ährend die Fotowiderstände 20, 21, 22, 23 der Differentialfotozellen beiseitig der Kante 70 anliegen bzw. diese teilweise überdecken, hat der Signalfotowiderstand 24 bzw. 25 einen vorgegebenen Abstand von der Kante 70 und zwar vorzugsvieise einen Abstand von etwa 2 bis 4 mm. Im gleichen seitlichen Abstand von der Kante 70 sind Verzögerungsmarkierungen 71 vorgesehen. Die Verzögerungsmarkierungen 71 befinden sich in der durch Pfeile längs der Linie 70 angedeuteten Laufrichtung der Abtastvorrichtung jeweils in einem vorgegebenen Abstand vor Punkten, an denen eine Richtungsänderung vorgegebener Größe der Kante 70 erreicht wird. Diese Punkte sind bei dem gezeigten Beispiel u.a. die Knickpunkte von rechtwinkligen Ecken bzw. Einschnitten 93. Der Abstand der Verzögerungsmarkierungen 71 von diesen Ecken beträgt etwa 20 ran.

Zur eigentlichen Abtastung wird der Abtastkopf von der automatischen Anschnittsteuerung 92. in Anschnittposition gefahren, wobei ein Signal L- an den Eingang des Schalters 30 gelegt wird.

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Das Signal L steuert den Transistorschalter 30 durch, wodurch die Spule 32 erregt und der Kontakt 33 in Position I geschaltet wird. Somit wird der Widerstand 73 im Resolverversorgungskreis zugeschaltet, die Resolverversorgungsspannung kleiner und damit die Vorschubgeschwindigkeit der Motore verringert. Die Größe der Geschwindigkeitsreduzierung ist an dem Widerstand 73 einstellbar. Somit wird also der Abtastkopf mit langsamer Geschwindigkeit in die Anschnittposition gefahren danach auf schnelle Geschwindigkeit umgeschaltet (Anschnittsteuerung 92 gibt kein Signal mehr ab) und mit hoher Geschwin~ digkeit in Pfeilrichtung A auf die erste Markierung 7I zugefahren.

Beim Erfassen einer Verzögerungsmarkierung 71 durch den Signalfotowiderstand 24 wird nun ein Signal erzeugt, welches den Multivibrator 27 ansteuert, so daß dieser für eine an dem Widerstand 72 einstellbare Zeit t-^ ein Signal L abgibt, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit wieder verringert wird.

Beim Anschnitt als auch beim eigentlichen Schnitt wird gleichzeitig das Signal L über die Leitung 35a dem zweiten monstabi« len Multivibrator 36 zugeführt, welcher nach einer mittels Widerst stand 75 einstellbaren Zeit tg nicht leitend wird und dann ein Signal L₁ abgibt. Die Zeit t2 ist so eingestellt, daß das Signal L₁ erst dann entsteht, wenn die Vorschubgeschwindigkeit den eingestellten reduzierten Wert aufweist. Die Signale L und Lj werden dem UND-Glied 37 zugeführt, öffnen dieses und bewirken ein Durchsteuern des Transistorschalters 40. Dadurch wird die Spule 42 erregt und der Kontakt 43a geöffnet und der Kontakt 43 b geschlossen. Es ist somit nicht mehr die erste Differentialfotozelle 20, 21 mit großem Vorlauf V₁ (ca. 6 mm), sondern die zweite Differentialfotozelle 22, 23 mit kleinem Vorlauf V2 (ca. 0,5 mm) für die Abtastung der Kante 70 maßgebend.

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Die Ecke 94 wird nun mit reduzierter Geschwindigkeit und kleinem Vorlauf umfahren. Nach Ablauf der Zeit t^, die so eingestellt wird, daß gewährleistet ist, da£ der Abtastkopf die Ecke mit verminderten Werten umfährt, wird das Signal L Null. Dadurch werden beide Transistorschalter 30 und 40 gesperrt und der Kontakt 33 in Position II umgeschaltet, der Kontakt 43a geschlossen sowie der Kontakt 43b geöffnet. Die ursprünglich hohe Vorschubgeschwindigkeit sowie der große Vorlauf sind wieder wirksam.

Befindet sich unmittelbar im Bereich der Ecke 94 beispielsweise ein zweiter Punkt, an dem ein Richtungsänderung erforderlich ist, wie ein Einschnitt 93, so kann es vorkommen, daß die Zeit ti gerade dann abgelaufen ist, und der Vorschub auf Schnellgang umgeschaltet wird, wenn der Einschnitt von den Fotoempfärigern erfaßt wird. Um dies zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung das Zeitglied 85 entsprechend vorgesehen. Erfaßt der Signalfotowiderstand 24 nunmehr die unmittelbar vor dem Einschnitt 93 vorgesehene Verzogerungsmarkierung 71a, wobei - wie bereits erwähnt - die Maschine aufgrund der noch nicht abgelaufenen zeit t^ im Langsamlauf bewegt wird, so entsteht ein Signal L, welches dem einen Eingang des UND-Gliedes 81 zugeführt wird, dessen anderer Eingang vom Ausgangssignal L des ersten Zeitgliedes 27 beaufschlagt wird. Das UND-Glied 81 gibt daraufhin ebenfalls ein Signal L ab, wodurch das Zeitglied 82 eingeschaltet wird und für eine am Widerstand 82a einstellbare Zeit t2}. ein Signal L abgibt, durch das der Schalter 30 in der Langsam-Stellung gehalten wird. Kommt in dieser Zeit V₁, keine weitere Markierung 71 - falls Ja würde über das Zeitglied 27 der Langsamlauf beibehalten - so schaltet die Maschine auf Schnelllauf um. Somit wird durch die Erfindung vorteilhaft auch bei einfachen Markierungen sowie dicht nacheinander angeordneten Markierungen ein optimales Abtasten und Schneiden erreicht.

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Durch die Erfindung; wird ferner eine Umschaltung vom Schnellauf auf Langsamlauf dann erreicht, wenn der Abtastkopf vom Bauteil 95 über den Verbindungssteg 96 zum Bauteil 97 bewegt wird. In diesem Fall wird der Signalfotowiderstand 2Ά in den weißen Schablonenbereich bewegt und es entsteht wieder am Ausgang des ODER-Gliedes 88 ein Ausgangssignal, welches entsprechend den Schalter 30 betS^ tigt.

Obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung mit dem Verfahren, der Kantenabtastung erläutert wurde, versteht es sich, daß die Erfindung auch beim Arbeiten nach dem sogenannten Linienabtastverfahren vorteilhaft einsetzbar ist.

Darüberhinaus ist es selbstverständlich möglich, anstelle der mechanischen Bauteile (Relais) elektronische Bauelemente einzusetzen.

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Claims

4. Juli 1975

Ansprüche

Einrichtung zuin Ausschneiden von Werkstücken mit einer Abtastvorrichtung, die einen Signalfotowiderstand zur Markierungserfassung mit zugeordneter Steuervorrichtung aufweist, wobei die Steuervorrichtung ein erstes Zeitglied enthält, welchem ein Schalter zum Umschalten auf eine reduzierte Vorschubgeschwindigkeit zugeordnet ist, nach Patentanmeldung P 2349073.5,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Zeitglied (27) und dem Schalter (30) ein ODER-Glied (29)
geschaltet ist, daß ferner der Eingang (80) und der
Ausgang (28) des ersten Zeitglledes (27) Über ein UND-Glied (81) mit einem weiteren Zeitglied (82) verbunden sind und daß weiterhin der Ausgang des weiteren Zeitgliedes (82) mit einem Eingang (83) des ODER-Gliedes (29) in Wirkverbindung steht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Eingang (89) des ODER-Gliedes (29) mit dem Ausgang (80) des Signalfotowiderstandes (24) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß einem anderen Eingang (90) des ODER-Gliedes (29) der Ausgang (9I) einer automatischen Anschnittssteuerung (92) zugeordnet ist.

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