DE2547439A1

DE2547439A1 - Werkzeugsicherung, insbesondere fuer eine werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2547439A1
Application number: DE19752547439
Authority: DE
Inventors: Guntram Dipl Ing Kind; Herbert Roedder
Original assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Current assignee: Pulsotronic Merten GmbH and Co KG
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1977-04-28

Description

Werkzeugsicherung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Durch diese Maßnahme vereinfacht sich der Schaltungsaufwand und es kann ein normaler Zähler verwendet werden.
Die erfindungsgemdße Einrichtung läßt sich gemäß einer Weiterbildung dahingehend erweitern, daß mehrere Abfrngeimpulse eingestellt werden können.
Das ist z.B. bei solchen Werkzeugsicherungen erforderlich, bei denen sowohl eine Auswerfkontrolle als auch eine Vorschubkontrolle durchgefuhrt werden.
Dabei ist für jeden Abfrageimpuls ein Vorwähischalter erforderlich, mit dem der Steuerwinkel fur die Auswerfkontrolle und für die Vorschubkontrolle über getrennte Kanäle eingestellt wird.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und nachfolgend naher beschrieben.
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.
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.
FUr die Vorschubüberwachung werden stabförmige Kleinstgeber 9, 10, 11 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.
Die Signale der Geber 5, 9, 10 und 11 werden noch während des jeweiligen Arbeitshubes der Kurbelwelle 2 durch einen Steuer-Geber 14 abgefragt.
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.
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.
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.
Durch den Abfrageimpuls des Vorwahlschalters 20 oder 21 wird das gespeicherte Signal des Gebers 5 gelöscht und die Maschine läuft weiter.
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.
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.
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.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: Einrichtung zur Einstellung des Abfragezeitpunktes von Zustandsinformationen eines durch eine Funktionsüberwachung gesicherten Werkzeuges einer Maschine, insbesondere Werkzeugmaschine, wie Preß- oder Stanzmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerscheibe ( 15 ) mit einer Vielzahl am Umfang gleichmaßig verteilt angeordneter Steuermarken (16) so an der Maschine befestigt ist, daß sie bei einem Arbeitshub der Maschine eine volle Umdrehung vollzieht, daß die Steuermarken (16) durch einen Geber ( 14 ) #bgetastet werden, der bei jeder Umdrehung der Steuerscheibe entsprechend der Anzahl der Steuermarken Schaltsignale erzeugt, die auf einen Zähler (19) geleitet werden und mit einem Vorwahischalter (20), (21 ) die Anzahl der Steuermarken (16) eingestellt werden kann, nach denen ein Abfrageimpuls an das Steuergerät ( 8) abgegeben wird, daß nach jeder Umdrehung der Steuerscheibe ( 15 ) der Zähler wieder auf Null gestellt wird.
2) Einrichtung zur Einstellung des Abfragezeitpunktes einer Werkzeugsicherung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine außerhalb der Steuermarkenreihe angeordnete Einzelmarke (17) durch einen zweiten Geber (18) abgetastet wird, der nach jeder Umdrehung der Steuerscheibe ( 15 ) beim Erfassen des Einzelmarke (17) ein Rückstellsignal erzeugt, mit dem der Zahlerauf Null gestelltwird.
3) Einrichtung zur Einstellung des Abfragezeitpunktes einer Werkzeugsicherung, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zahler (19) mehrere Vorwahlschalter (20), (21) angeschlossen sind, mit denen jeweils eine Anzahl von Zählschritten eingestellt werden kann, nach denen je ein Abfrageimpuls über getrennte Leitungen (22), (23) an das Steuergerat (19) abgegeben wird.
4) Einrichtung zur Einstellung des Abfragezeitpunktes einerWerkzeugsicherung, nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe ( 15 ) aus einer metallbeschichteten Leiterplatte gefertigt ist, aus der die Steuermarken (16), (17) konzentrisch um einen Drehpunkt freigeätzt sind.
5) Einrichtung zur Einstellung des Abfragezeitpunktes einer Werkzeugsicherung, nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (15 ) konzentrisch an der Kurbelwelle der Maschine befestigt und so eingestellt ist, daß die Einzelmarke (17) im oberen Totpunkt der Kurbelwelle durch den Geber (18) abgetastet wird.