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Werkzeugsicherung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine
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Die ErFindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einstellung des
Abfragezeigpunktes von Zustandsinformationen eines durch eine Funktionsuberwachung
gesicherten Werkzeuges einer Maschine, insbesondere Werkzeugmaschine, wie Preß-
oder Stanzmaschine.
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Die Werkzeuge von Preß- oder Stanzmaschinen, wie Präge-, Biege-, Beschneid-und
Stanzwerkzeuge, werden dahingehend überwacht, ob das Werkstück nach jedem Arbeitshub
der Maschine aus dem Werkzeug entfernt wurde oder ob der Materiolvorschub ordnungsgemäß
funktioniert.
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FUr diesen Zweck an dem Werkzeug ein oder mehrere berührungslos wirkende
Geber angeordnet, deren aktive Schaltzonen jedes ausgeworfene Werkstück oder bestimmte
Steilen der Materialbahn passieren u. am Ausgang des Gebers wird ein Signal erzeugt,
das in einem Steuergerät gespeichert werden kann.
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Dieses Signal wird durch einen weiteren Geber abgefragt, der in der
Nahe der Kurbelwelle angeordnet ist und durch einen Nocken an der Kurbelwelle angesteuert
wird. Die Ja - Nein - Funktion des Kontroll-Gebers am Werkzeug wird durch die Aktivierung
des Steuer-Gebers an der Kurbelwelle derart ausgewertet, daß bei ordnungsgemäßem
Ausstoß des Werkstückes das gespeicherte Signal des Kontroll-Gebers durch den Steuer-Geber
gelöscht und die Maschine weiterlouft, oder im Fall einer Störung, d.h., wenn ein
WerkstUck nicht ausgeworfen wird, die Maschine stillgesetzt wird. Dabei ist der
Steuernocken an der Kurbelwelle so angeordnet, daß das Abbremsen unter Berücksichtigung
des erforderlichen Bremsweges noch vor dem oberen Totpunkt der Kurbelwelle erfolgt.
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Um dies auch bei unterschiedlichen Drehzahlen der Kurbelwelle zu ermöglichen,
ist der Steuerwinkel, also der Drehwinkel der Kurbelwelle, zwischen dem Steuer-Geber
und OT einstellbar und zwar ist der Geber um die Steuerscheibe dreh- und feststellbar
gelagert Wird beispielsweise nach einem Werkzeugwechsel die Hubzahl pro Minute der
Maschinegeandert, oder der Abfragezeitpunkt geändert, muß dies durch eine Nachstellung
des Steuerwinkels berücksichtigt werden. Für diesen Zweck ist es erforderlich, den
Steuer-Geber an der Kurbelwelle zu versetzen, so daß durch den neuen Steuerwinkel
ebenfalls bei der geänderten Drehzahl oder dem geänderten Steuerwinkel die Maschine
noch vor Erreichen des oberen Totpunktes stillgesetzt werden kann.
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Diese Einstellung des Abfragezeitpunktes durch eine mechanische Verstellung
des Steuer-Gebers an der Kurbelwelle ist recht umständlich und zeitraubend, da der
Geber u.U. nur mit einer Leiter erreichbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit der
die Einstellung des Abfragezeitpunktes beispielsweise vom Schaltpult der Maschine
eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
eine Steuerscheibe mit einer Vielzahl am Umfang gleichmaßig verteilt angeordneter
Steuermarken so an der Maschine befestigt ist, daß sie bei einem Arbeitshub der
Maschine eine volle Umdrehung vollzieht, daß die Steuermarken durch einen Geber
abgetastet werden, der bei jeder Umdrehung der Steuerscheibe entsprechend der Anzahl
der Steuermarken Schaltsignale erzeugt, die auf einen Zähler geleitet werden und
mit einem Vorwahlschalter die Anzahl der Steuermarken eingestellt werden kann, nach
denen ein Abfrageimpuls an ein Steuergerät abgegeben wird, daß nach jeder Umdrehung
der Steuerscheibe der Zähler wieder auf Null gestellt wird Als Steuerscheibe kann
z.B ein Zahn- oder Nockenrad verwendet werden.
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Vorteilhaft ist die Steuerscheibe so ausgebildet, daß die Steuermarken
aus Metall auf einer nichtmetallischen Unterlage aufgebracht sind. Eine derartige
Steuerscheibe läßt sich am einfachsten aus einer kupferbeschichteten Leiterplatte
herstellen, bei der die Steuermarken freigeatzt--sind. Eine derartige runde Scheibe
läßt sich direkt an der Kurbelwelle der Maschine befestigen, so daß bei einer Umdrehung
der Kurbelwelle sich die Steuerscheibe ebenfalls einmal dreht.
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Im Abstand vor den Steuermarken läßt sich vorteilhaft ein berührungslos
wirkender Geber anordnen, der jedesmal, wenn eine Steuermarke in die aktive Zone
des Gebers kommt, ein Schaltsignal erzeugt Hat beispielsweise die Steuerscheibe
360 Steuernocken bzw. Steuermarken, so erzeugt der Geber bei einer Umdrehung 360
Schaltsignale, dabei entspricht ein Schalt-
signal 10 Drehwinkel
der Kurbelwelle.
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Ist es beispielsweise erforderlich, den Abfrageimpuls bei 2700 Drehwinkel
gerechnet von OT auszulösen, um die Maschine im Fall einer Störung noch vor OT stillzusetzen,
dann lassen sich am Vorwdhlschalter des Zählers 270 Zöhlschritte einstellen, nach
denen bei jedem Arbeitshub der Maschine durch ein entsprechendes Signal die Auswurf-
oder Vorschubkontrolle abgefragt werden.
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In der Praxis kommt man mit weniger als 360 Steuermarken aus, um den
Abfragezeitpunkt hinreichend genau einstellen zu können, so wird beispielsweise
mit 90 Steuermarken am Umfang der Steuerscheibe ein Drehwinkel der Kurbelwelle je
Steuermarke von 40 erfaßt. Die Rückstellung des Zählers kann beispielsweise im oberen
Totpunkt automatisch erfolgen.
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Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es nicht mehr erforderlich,
den Geber an der Steuerscheibe zu verstellen, um den Abfragezeitpunkt einzustellen,
vielmehr kann dies mit Hilfe des Vorwdhlschalters direkt am Schaltbrett bzw. Schaltpult
der Maschine erfolgen.
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Nach e;ner Weiterbildung der Erfindung ist außerhalb der Steuermarkenreihe
an der Steuerscheibe eine Einzelmarke angeordnet, die durch einen weiteren Geber
abgetastet wird, der nach jeder Umdrehung der Steuerscheibe beim Erfassen der Einzelmarke
ein Rückstellsignal erzeugt, mit dem der Zähler wieder auf Null gestellt wird.
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Durch diese Maßnahme vereinfacht sich der Schaltungsaufwand und es
kann ein normaler Zähler verwendet werden.
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Die erfindungsgemdße Einrichtung läßt sich gemäß einer Weiterbildung
dahingehend erweitern, daß mehrere Abfrngeimpulse eingestellt werden können.
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Das ist z.B. bei solchen Werkzeugsicherungen erforderlich, bei denen
sowohl eine Auswerfkontrolle als auch eine Vorschubkontrolle durchgefuhrt werden.
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Dabei ist für jeden Abfrageimpuls ein Vorwähischalter erforderlich,
mit dem der Steuerwinkel fur die Auswerfkontrolle und für die Vorschubkontrolle
über getrennte Kanäle eingestellt wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt
und nachfolgend naher beschrieben.
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Die Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Einrichtung an einem durch einen Kurbeltrieb betatigten Werkzeug, z.B, Schnitt-,
Preß- oder Stanzwerkzeug. Dieses Werkzeug 1 wird durch eine Auswerfkontrolle und
eine Vorschubüberwochung im laufenden Betrieb dahingehend überwacht, ob bei jedem
Arbeitshub der Kurbelwelle 2 das Werkstück 3 ordnungsgemdß ausgestoßen wird und
ob der Materialstreifen 4 im Werkzeug am Ende eines jeden Vorschubganges die richtige
Lage hat.
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Beide Überwachungsfunktionen erfolgen an verschiedenen Stellen des
Werkzeuges. Fur die Auswerfkontrolle wird in dem Ausfuhrungsbeispiel ein ringförmiger
beruhrungslos wirkender Geber 5 verwendet, der unterhalb des Werkstückauswurfes
angebracht ist und durch dessen Öffnung 6 jedes ausgestoßene Werkstück hindurchfallt
und beim Passieren der Öffnung ein Signal im Geber erzeugt, welches Uber die Verbindungsleitung
7 in dem Steuergerät 8 gespeichert wird.
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FUr die Vorschubüberwachung werden stabförmige Kleinstgeber 9, 10,
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verwendet, die im Unterwerkzeug 12 eingebaut sind. Die Geber
9, 10, 11 sind-dabei so angeordnet, daß sie bei exaktem Vorschub der Materialbahn
4 kein Metall erfassen und bei einem größeren oder kleineren Vorschub wenigstens
ein Geber 9, 10 oder 11 einen Teil der Materialbahn erfaßt und ein Signal über die
Leitung 13 arr das Steuergerät 8 leitet.
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Die Signale der Geber 5, 9, 10 und 11 werden noch während des jeweiligen
Arbeitshubes der Kurbelwelle 2 durch einen Steuer-Geber 14 abgefragt.
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Der Impuls zur Abfragung der Signale durch den Steuer-Geber 14 ist
einstellbar und wird in Abhangigkeit vom Drehwinkel der Kurbelwelle 2 ausgelöst.
Für diesen Zweck ist an der Kurbelwelle 2 eine runde Steuerscheibe 15 befestigt,
die stirnseitig am äußeren Rand 90 in gleichem Teilungsmaß angeDrdnete Steuermarken
16 und ferner eine außerhalb der Steuermarken 16 mit dem oberen Totpunkt der Kurbelwelle
2 ausgerichtete Einzelmarke 17 aufweist, Die Steuerscheibe 15 vollzieht also bei
jeder Umdrehung der Kurbelwelle 2 ebenfalls eine volle Umdrehung, das einem Arbeitshub
der Maschine entspricht.
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Die Steuermarken 16, 17 bestehen aus Metall und werden berührungslos
durch jeweils einen Geber 14, 18 abgetastet, wobei der Steuergeber 14 die Steuermarken
16 und der Geber 18 die Einzelmarke 17 erfaßt. Bei jeder Umdrehung der Steuerscheibe
15 erzeugt der Steuer-Geber 90 Schaltsignale, mit denen der Zähler 19 angesteuert
wird. Im oberen Totpunkt der Kurbelwelle 2 erzeugt der Geber 18 beim Erfassen derSteuermarke
17 ein Rückstellsignal, mit dem der Zahler 19 auf Null gestellt wird und die Zahlung
erneut beginnt.
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An dem Zahler 19 sind zwei Vorwahlschalter 20, 21 angeschlossen, mit
denen getrennt die Anzahl der Steuermarken 16 eingestellt werden können, nach denen
mit dem jeweiligen Vorwahlschalter 20 oder 21 ein Abfrage-Signal über die Leitung
22 oder 23 auf das Steuergerät 8 für Auswerfkontrolle mit dem Geber 5 bzw. für die
Vorschububerwachung mit den Gebern 9, 10, 11 gelangt. Ist das Werkstück 3 während
des betreffenden Arbeitshubes der Maschine ordnungsgemäß ausgestoßen worden, wird
dies durch den Geber 5 erfaßt und im Speicher des Steuergerates 8 festgehalten.
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Durch den Abfrageimpuls des Vorwahlschalters 20 oder 21 wird das gespeicherte
Signal des Gebers 5 gelöscht und die Maschine läuft weiter.
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Im umgekehrten Fall, d .h. wenn das Werkstück nicht ausgestoßen wurde,
wird die Maschine durch den Schalter 24 noch vor Erreichen des oberen Totpunktes
gestoppt.
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Auf ähnliche Weise funktioniert die Vorschububerwachung mit den Gebern
9, 10 und 11. Sie sind z.B. vor und hinter einem Steg der Materialbahn so eingebaut,
daß sie bei exaktem Vorschub kein Metall erkennen.
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Ein größerer oder kleinerer Transport läßt den einen oder anderen
Geber 9,10, 11 ansprechen, was ebenfalls zum Stillsetzen der Maschine durch den
Schalter 24 führt. Dauert der Materialtransport bis nach OT - und kann der Abfrageimpuls
durch den Vorwahlschalter 20 oder 21 erst dann gegeben werden, so führt eine Presse
mit Dreh- oder Ziehkeilkupplung noch einen Hub bis zum Stillsetzen aus. Maschinen
mit stufenloser Hubunterbrechung können dagegen bei richtiger Einstellung der Abfrageimpulse
durch 20 und 21 noch vor Erreichen des oberen Totpunktes stillgesetzt werden.
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