DE2545764C2 - Steuerschaltung zum Einleiten und/oder Beenden von Arbeitsschritten an Perforier-, Stanz-, Schnitt- und Verformungspressen - Google Patents
Steuerschaltung zum Einleiten und/oder Beenden von Arbeitsschritten an Perforier-, Stanz-, Schnitt- und VerformungspressenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung zum Einleiten von Arbcitsschrilten an Perforier-, Stanz-,
Schnitt- und Verformungspressen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Steuerschaltungen dienen zur Erzeugung und Verarbeitung von Steuersignalen für Arbcilsschritte
von Mechanisierungs-, Transfer- bzw. Automatisicrungseinrichtungen
und/oder gesteuerten Werkzeugen an Pressen. Werden derartig ausgestattete Pressen mit
veränderlicher Hubzahl betrieben, so ergibt sich die Notwendigkeit zur Erzielung eines sicheren Arbcitsublaufes,
die Steuerschaltung bzw. die Steuersignale in Abhängigkeit der Hubzahl derart zu beeinflussen, daß die
Arbeitsschritte rechtzeitig eingeleitet und beendet werden. Da die Stellglieder, beispielsweise Ventile, der Mechanisierungs-,
Transfer- bzw. Automatisierungseins richtungen allgemein konstante Schaltzeiten aufweisen,
müssen bei hohen Hubzahlen der Presse die Steuerimpulse gegenüber den Steuerimpulsen bei niedrigen
Hubzahlen zu einem früheren Zeitpunkt dec Stellgliedern zugeführt werden.
to Hierfür ist es bereits bekanntgeworden (DE-Gbm 73 37 206), einen Impulsgeber zur Erzeugung der Steuerimpulse
zu verwenden, der bei Veränderung der Hubzahl der Presse von Hand bzw. durch einen Schrittmotor
und ein Getriebe in seiner Phasenlage gegenüber d'--f Antriebswelle des Pressenantriebes verstellt wird.
Bei einer derartigen mechanischen bzw. elektromechanischen Lösung ist neben der Verwendung vcrschleißbehafteter
Teile auch nur eine sichere Funktion in dem jeweils vorgewählten Hubzahlbercichen gewährleistet,
d. h. eine automatische Anpassung der Erzeugung der Steuerimpulse an die jeweiligen Hubzahlen
der Pressen, insbesondere auch während des Hochlaufes bei synchronisierten Pressenstraßen, ist nicht
möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung anzugeben, mit der eine automatische
Anpassung der Erzeugung der Steuerimpulse an die jeweiligen Hub/.ahlen einer Presse möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im
jo Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Weitcrc vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachgcordnetcn Unlcransprüchen zu entnehmen.
j5 Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, mit
verschleiß- und wartungsfreien Teilen aufgebaut zu sein, da berührungslos arbeitende, elektrische Bauteile
verwendet werden, die weiterhin nur wenig Platz benötigen.
Eine absolute Stellungsanzeige des Prcsscnstö-BcIs
ist möglich. Weiterhin können die zuzuordnenden Korreklurwcrte beliebig feinstufig vorgewählt und
auch nachträglich leicht variiert werden, wobei eine beliebig hohe Auflösung erreichbar ist.
Anhand einer Zeichnung ist ein Beispiel einer crfindungsgemäßen
Steuerschaltung in Form eines Blockschaltbildes näher erläutert.
Eine schematisch dargestellte Presse 1 enthält eine Kurbelwelle 2, die über eine Kupplung 3 mit Schwungrad
mit einem Antriebsmotor 4 verbindbar ist und den
5«) Pressenantrieb bildet. Die Kurbelwelle 2 steht mit einem
kodiert aufgebauten Impulsgeber 5 in Wirkvcrbindu.ig,
mittels dessen der Kurbclkreis der Kurbelwelle 2 der Presse 1 beliebig !einstufig in Form von kodierten
Steuerimpulsen darstellbar ist. Die kodierten Slcucrimpulse gelangen von dem Impulsgeber 5 über eine Summicrsehallung
6, in der kodierte Korrekturwerte zusetzbar sind, zu einem Dekoder 7. Dem Dekoder 7 ist ein
Signalverstärkcr 3 nachgeschaltct, über den die dekodierten Steuersignale an einen als Krcuzschiencnverlci-
W) ler 9 ausgebildeten Steiicrimpulsvcrteilcr geführt sind.
Von dem Kreuzschienenverteiler 9 gelangen die dekodierten Steuerimpulse an einen Leistungsverstärker 10,
der mit einer Spcichcrcinheit verschen ist. Die von dem Leistungsverstärker 10 kommenden Steuerimpulse
b5 werden Stellgliedern 11 zugeführt, die beispielsweise
einer Mechanisierungs-. Transfer- bzw. Automatisicrungscinrichtung und/oder gesteuerten Werkzeugen
zugeordnet sind. Der Einfachheit halber ist im gezeigten
Beispiel nur ein Stellglied 11 dargestellt, dessen Wirkverbindung
zur Presse 1 angedeutet ist Weiterhin ist eine Überwachungsschaltung 12 vorgesehen, der die
kodierten Steuerimpulse direkt von dem Impulsgeber 5 und die dekodierten und verstärkten Steuerimpulse, die
am Eingang des Kreuzschienenverteilers 9 anliegen, zugeführt sind. Die Überwachungsschaltung 12 ermittelt
falsch kodierte und/oder dekodierte Steuerimpulse bzw.
überhaupt fehlende Steuerimpulse. Sobald ein Fehler auftritt, schaltet die Überwachungsschaltung 12 den
Leistungsverstärker 10 ab, so daß die Stellglieder 11 nicht mehr angesteuert werden. Üblicherweise wird
auch im Störungsfall die Presse 1 bzw. der Antriebsmotor 4 abgeschaltet. Ein mit der Überwachungsschaltung
12'verbundener Störinelder 13 zeigt den Störungsfall,
z. B. optisch mittels Lampen und/oder akustisch mittels eines Signalhornes, an.
Die kodierten Steuerimpulse werden weiterhin von dem kodierten Impulsgeber 5 einer Anzeigeeinrichtung
14 zugeführt, auf der die jeweilige Stellung der Kurbelwelle 2 des Pressenantriebes ablesbar ist. Die Anzeige
kann sowohl in analoger Form mittels eines Zeigers als auch in digitaler Form mittels Zifferanzeige oder mit
diskreten Leuchtelementen ausgeführt sein.
Mittels der Überwachungsschaltung 12 wird weiterhin geprüft, ob in dem Kreuzschienenverteiler 9 alle
/um Rückstellen der Stellglieder 11 erforderlichen Schaltwege geschaltet sind. Dies erfolgt dadurch, daß
die Schaltwege für die Steuerimpulse zum Rückstellen der Stellglieder 11 im Ruhebetrieb mit einem Signal,
/.. B. einer Spannung, beaufschlagt sind. Ist dieses Signal
nicht vorhanden, kann eine Betätigung der Stellglieder 11 nicht erfolgen.
Der Störmelder 13 beinhaltet unter anderem eine Schalleinheit, die nur dann eingeschaltet ist, wenn alle
zum Betrieb der Steuerschaltung erforderlichen Betriebsspannungen vorhanden sind. Fehlt eine der Betriebsspannungen,
kann die Presse 1 einschließlich der Mechanis'crungs-, Transfer- bzw. Automatisierungseinrichtung
nicht in Betrieb genommen werden bzw. die Presse 1 und die zugehörigen Einrichtungen werden
stillgesetzt.
Durch die kodierte Ausführung des Impulsgebers 5 ist — falls erforderlich — eine hohe Auflösung eines 360°
umfassenden Kurbelkreises möglich. Hierzu kann in vorteilhafter Weise ein Impulsgeber 5 verwendet werden,
der mit einer Scheibe aufgebaut ist, die mit konzentrisch aufgebrachten Impulsspuren, entsprechend dem
gewählten Kode kod>rt, versehen ist. Die Abtastung der Impulsspuren erfolgt zweckmäßigerweise mittels
opto-elektronischer Bauteile, z. B. Lumineszenz-Dioden
und lichtempfindlicher Halbleiter.
Bei Erhöhung der Hubzahl der Presse 1 werden die Steuerimpulse bekanntlich kürzer, und die Ansprechzeiten
elcktro-mcchaniseher Speicherglieder, beispielsweise selbsthaltend ausgebildeter Relais oder Schaltschütze
bekannter Sieuersehaiiungen werden unterschritten. Dadurch können die Stellglieder 11 nicht mehr angesteuert
werden und es ergeben sich Fehlfunklioncn der zu steuernden Presse 1 bzw. der zugehörigen Hinrichtung.
Um diesen Mangel zu vermeiden, wird dem Leistungsverstärker
10 eine elektronische Speichercinhcit zugeordnet, durch die eine Hrhöhung der Hubzahl einer
Presse 1 in vorteilhafter Weise möglich wird, du die Ansprechzeiten des elektronischen Speichers weit kürzer
sind als die der ovhcr verwendeten elektromechanischen
Spcichcrglicder.
Ein Signalgeber mit einer Tachomaschinc 15 sieht mit
dem Pressenantrieb 2, 3, 4 in Wirkverbindung und erzeugt ein der Hubzahl der Presse 1 proportionales Ausgangssignal.
Dieses Ausgangssignal wird einem Analog-Digital-Wandler 16 zugeführt, der kodierte, einstellbare
Korrekturwerte entsprechend dem Kode des Impulsgebers 5 erzeugt. Vom Ausgang des Analog-Digital-Wandlers
16 gelangen die kodierten Korrekturwerte zu der Summierschaltung 6, in der sie vorzeichenrichtig zu
den kodierten Steuerimpulsen addiert bzw. von den kodienen
Steuerimpulsen subtrahiert werden.
Es sei angenommen, die Summierschaltung 6 arbeitet als Subtrahierer, so daß bei der niedrigsten Hubzahl der
Presse 1 die maximale Korrektur erfolgt, während bei der höchsten Hubzahl keine Korrektur erforderlich ist.
Dem bei niedrigster Hubzahl erzeugten Ausgangssignal der Tachomaschine 15 wird in dem Analog-Digital-Wandler
16 der kodierte maximale Korrekturwert zugcordnei und der Summierschaltung 6 zugeführt. Da die
Stellglieder II, wie eingangs bereits beschrieben, nahezu
konstante Schaltzeiten aufweis.-■;, müssen bei niedrigen
Hubzahien gegenüber hohen Huhzahien die Steuerimpulse
bezogen auf den zurückgelegten Winkel der Kurbelwelle 2 später zur Wirkung kommen, um eine
einwandfreie Funktion der Mechanisierungs-, Transfer- bzw. \utomatisierungseinrichtung und/oder des gesteuerten
Werkzeuges zu gewährleisten. Hieraus foigt, daß ein Stellglied 11, welches bei höchster Hubzahl, bei z. B.
30° Kurbeiwellenwinkel angesteuert wird, bei niedrigster Hubzahl, z. B. erst bei 70° Kurbc-Iwellenwinkel angesteuert
werden darf. Hieraus folgt weiter, daß der zugehörige, kodierte, maximale Korrekturwert einem
Kurbeiwellenwinkel von 40° entsprechen muß, der von den kodierten Steuerimpulsen, die der Impulsgeber 5
liefert, subtrahiei t wird. Hierdurch wird das Stellglied 11
tatsächlich erst bei 70c Kurbelwellenwinkel angesteuert.
Mit steigender Hubzahl muß das Stellglied Ii immer früher angesteuert werden, so daß der jeweilige, zu subtrahierende
Korrekturwert immer kleiner und bei der höchsten Hubzahl zu Null wird. Der Analog-Digital-Wandler
16 enthält eine Schaltung, die dem mit der Hubzahl veränderlichen Ausgangssignal der Tachomaschine
15 quasi stetige, kodierte Korrekturwerte zuordnet, deren Abstufung einstellbar und veränderlich ist,
und deren maximal mögliche Feinheil der Feinheit bzw. dem Auflösevermögen des kodierten Impulsgebers 5
entspricht. Hierdurch ergibt sich eine quasi stetige Anpassung des Zeitpunktes der Ansteuerung der Stellglieder
11 an die jeweilige Hubzahl der Presse 1.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Bereich zwischen kleinster und maximaler Hubzahl in mehrere
Hubzahlbereiche zu unterteilen und jedem dieser Hubzahlbereiche einen vcrwählbaren, einstellbaren, kodiertei·
ICorrekturwert zuzuordnen. Hierdurch ergibt sich eine relativ grobgestufte Korrektur, die in vielen Anwendungsfällen
jedoch als ausreichend angesehen werden kann, zumal die Erfassung der Hubzahlbereiche
auch noch für andere Funktionen benötigt wird, beispielsweise zur Bestimmung der Bremswirkung beim
Stillsetzen der Presse 1.
M) Zur Errniitlung der Hubzahlbereiche enthält der Analog-Digital-Wandler
16 Grenzwertmelder, tienen das hubzahlabhängige Ausgangssignal der Tachomaschiiie
15 zugeführt ist. Im Rahmen des vorhergehend beschriebenen Beis| 'clcs umfaüt der Bereich zwischen der
M kleinsten und der maximalen Hubzahl Korrekturwerte
von 0u bis 40", so daß dieser Bereich beispielsweise in
fünf Hubzahlbereiche unterteilbar ist. Hieraus folgt, daß der niedrigsten Hubzahl, z. B. 10 Hübe/min, der kodier-
te, maximale Korrekturwert von 40° zugeordnet wird,
dem nächsten Hubzahlbcreich Il bis 13 Hübe/min ein
kodierter Korrekturwert von 30". dem Hubzahlbcreich 14 bis 17 Hübe/min ein kodierter Korreklurwcrt von
20°, dem Hubzahlbereich 18 bis 20 Hübe/min ein kodierter Korrekturwert von 10° und Hubzahlen ab
20 Hübe/min kein Korrekturwert zugeordnet werden. Diese den Hubzahlbereichen zugeordneten Korrekturwerte werden der Summicrschaltung 6 zugeführt und
wie im vorhergehend beschriebenen Beispiel von den kodierten Impulsen des Impulsgebers 5 subtrahiert, so
daß das Stellglied 11 zum richtigen, der Hubzahl der Presse 1 entsprechenden Zeitpunkt angesteuert wird.
Die Grenzwertmelder können beispielsweise mittels schwellwertabhängiger, elektronischer Schulter aufgebaut sein, die ihre Schaltstellung in Abhängigkeit des
erreichten Wertes des Ausgangssignalcs der Tachomaschine 15 ändern und einen voreingestelltcn. veränderlichen, kodierten Korrekturwert abrufen und weiterleiten, oder in Abhängigkeit der Anzahl der geschalteten.
schwellwertabhängigen Schaller ganzzahlig vervielfacht weiterleiten. Im vorliegenden Beispiel entspricht
der voreingestellte, kodierte Korrekturwert einem Winkel von 10°, der bei der niedrigsten Hubzahl vervielfacht, mit steigender Hubzahl verdreifacht, verdoppelt,
einfach und bei der höchsten Hubzahl nicht mehr zur Wirkung kommt.
Der Signalgeber kann auch direkt in dem kodierten Impulsgeber 5 enthalten sein, wobei beispielsweise digitale, unkodierte Ausgangssignale integriert werden, wo- jo
durch ein hubzahlabhangiges analoges Signal gewonnen wird, welches dem Analog-Digital-Wandler 16 zugeführt und in der vorherbeschriebenen Weise weiterverarbeitet wird.
Weiterhin kann der Signalgeber entsprechend dem js
kodierten Impulsgeber 5 kodiert aufgebaut sein, so daß der Summierschaltung 6 die der Hubzahi entsprechenden kodierten Korrekturwerte direkt zugeführt werden.
60
Claims (7)
1. Steuerschaltung zum Einleiten und/oder Beenden von Arbeitsschritten an Perforier-, Stanz-,
Schnitt- und Verformungspressen mit einem Impulsgeber, dem in Abhängigkeit von der Stellung einer
Antriebswelle eines Pressenantriebes Steuerimpulse entnehmbar sind, die über einen voreinstellbaren
Steuerimpulsverteiler Stellgliedern zum Einleiten und/oder Beenden der Arbeitsschritte zugeführt
sind, und wobei ein Signalgeber vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal proportional zur Hubzahl der
Presse ist, von dem die Zeitpunkte zum Einleiten und/oder Beenden der Arbeitsschritte ableitbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß ein kodierter Impulsgeber (5) verwendet ist, dessen Ausgang
mit einem Eingang einer Summierschaltung (6) verbunden ist, daß ein weiterer Eingang der Summierschaltung
(6) mit einem Ausgang des Signalgebers (l5, 16) in Verbindung steht, und daß der Suiiiiriierschaltung(6)
ein Dekoder (7) nachgeschaltet ist
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (15, 16) in den
kodierten Impulsgeber (5) integriert ist.
3. Steuerschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalgeber (15,16) unabhängig von dem kodierten Impulsgeber (5) mit dem
Pressenantrieb (2,3,4) verbunden ist.
4. Steuerschaltung nach den Ansprüchen I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (15,
16) aus einer mit dem Prcsse*aniricb (2, 3, 4) in
Wirkverbindung stehenden Tachomaschine (15) sowie einem mit deren Ausgang ve· hundcncn Analog-Digital-Wandler
(16) bcslehl, dessen Ausgang auf den weiteren Eingang der Summierschaliung (6) geschaltet
ist.
5. Steuerschaltung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet,
daß der Analog-Digital-Wandler (16) eine dem der Hubzahl der Presse (1) proportionalen
Ausgangssignal der Tachomaschinc (15) quasi-stctige.
kodierte, einstellbare Korrekturwerte zuordnen de Schaltung enthält.
6. Steuerschaltung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Digital-Wandler (16)
vorwählbare Hubzahlbereiche abgrenzende Grenzwertmelder enthält.
7. Steuerschaltung nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet,
daß der Analog-Digital-Wandler (16) eine jedem Hubzahlbereich einen verviclfachbaren,
einstellbaren Korrekturen zuordnende Schaltung
enthält.
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