DE2620779C3 - Vorrichtung zum berührungslosen Steuern des Einsetzens und Abschaltens der Bearbeitungsvorgänge an entlang einer Längsfördereinrichtung für die Werkstücke angeordneten Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum berührüngslosen Steuern des Einsetzens und Abschaltens der Bearbeitungsvorgänge an entlang einer Längsfördereinrichtung für die Werkstücke angeordneten Werkzeugmaschinen, mit einem Impulsgeber, welcher je einer festgelegten Partiallänge des Förderweges einen Impuls abgibt, und mit je einem Speicher, wenigstens einem Impulszähler und einer Schaltungslogik pro Werkzeugmaschine.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 14 63 476 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird jeweils ein einziges Werkstück auf einem Schlitten zu längs der Schlittenlaufbahn angeordneten Bearbeitungsmaschinen bewegt Jeder Arbeitsebene ist ein Zähler zugeordnet, welcher jeweils von Beginn des Schlittenlaufs an zu zählen beginnt, wobei bei einer bestimmten Zählstellung das Anhalten des Schlittens in einer der Arbeitsebenen nach vorheriger Verlangsamung der Schlittenbewegung bewirkt wird. Die Steuerlogik ist dabei als Speicher ausgebildet. Sobald das Werkstück still steht, können in der angefahrenen Arbeitsebene verschiedene Bearbeitungen vorgenommen werden, welche jedoch nicht von der beschriebenen Steuerung unmittelbar programmgesteuert sind Bei der bekannten Vorrichtung kann jeweils nur ein Werkstück eingegeben und bearbeitet werden, da die Vorrichtung nicht für einen durchlaufender* Betrieb geeignet ist, d.h. die Bearbeitung eines neuen Werkstücks kann immer erst dann vorgenommen werden, wenn die Bearbeitung des vorhergehenden Werkstücks beendet ist und die Zähler zurückgestellt worden sind.

Die Erfassung von Teilintervallen mittels Impulszählung bei der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen ist aus der DE-PS 8 90 420 bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Vorrichtung zum berührungslosen Steuern des Einsetzens und Abschaltens der Bearbeitungsvorgänge der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie für einen Betrieb mit kontinuierlich durchlaufenden Werkstücken geeignet ist, so daß sobald ein erstes Werkstück die erste Werkzeugmaschine einer Bearbeitungsstraße verlassen hat, bereits das nächste Werkstück aufgegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß die Speicher nach Art von Schieberegistern mit einer der von den Werkstücken in der Werkzeugmaschine durchlaufenden Weglänge entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen ausgebildet sind und bei Einlauf eines kontinuierlich durchlaufenden Werkstücks in den Bereich einer Werkzeugmaschine ein Signal im Takt des Impulsgebers den zugehörigen Speicher durchläuft, und daß an jeden Speicher mehrere, das Signal als Anfangszählimpuls erhaltende, und bei Erreichen ihres Einstellwertes einen Schaltvorgang an der zugehörigen Werkzeugmaschine auslösende einstellbare Zähler angeschlossen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeiten die Speicher als Schieberegister und die hintereinander angeordneten Speicherplätze des Schieberegisters bilden die Weglänge ab, welche das Werkstück in der Werkzeugmaschine durchlaufen muß. Beim Einlauf des Werkstücks in eine Werkzeugmaschine erhält das Schieberegister ein Signal, welches im Takt des Impulsgebers durch das Schieberegister geschoben wird. Dabei ist es nicht erforderlich, daß das Signal des ersten Werkstücks bereits das Schieberegister verlassen hat, ehe das Signal eines weiteren Werkstücks einläuft

An bestimmte Speicherplätze des als Schieberegister ausgebildeten Speichers für jede Bearbeitungsmaschine

so sind Zähler angeschlossen, welche ihren Anfangszählimpuls erhalten, sobald das durch das Schieberegister geschobene Signal den betreffenden Speicherplatz erreicht hat. Von hier aus wird dann im Takt des Impulsgebers weitergezählt und bei Erreichen der eingestellten Zählstellung des Zählers durch die Schaltlogik ein Schaltvorgang an der Werkzeugmaschine ausgelöst. Dieser Schaltvorgang erfolgt genau zum Zeitpunkt der Speicherplatznummer des Schieberegisters plus der eingestellten Zählstellung des Zählers.

eo Durch diese Kombination läßt sich die örtliche Stellung für den Schaltvorgang hochgenau einstellen, ohne die Abgriffe am Schieberegister ändern zu müssen und ohne daß ein Abgriff an jedem Speicherplatz des Schieberegisters erforderlich ist.

Durch die Wahl der Speicherplätze des als Schieberegisters ausgebildeten Speichers, an welche die Zähler angeschlossen sind, erfolgt eine Grobauswahl der Stelle, an welcher ein Schaltvorgang ausgelöst werden soll. Die

dem Schieberegister nachgeschalteten, einstellbaren Zähler ermöglichen dann eine millimetergenaue Feineinstellung der Schaltstelle am durchlaufenden Werkstück. Sobald ein Werkstück eine Werkzeugmaschine auf seinem Weg verlassen hat, kann bereits ein neues Werkstück einlaufen und ein Signal auf das Schieberegister geben, welches erneut durchgeschoben wird. So können sich während eines Durchlaufs in den den einzelnen Werkzeugmaschinen zugeordneten Schieberegistern die Signale verschiedener Werkstücke befinden, was bei der Verwendung von Zählern statt Schieberegistern nicht möglich ist Das durch jedes Schieberegister laufende Signal bildet den Lauf des zugehörigen Werkstückes durch die Werkzeugmaschine ab.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit elektronisch der Förderweg, beispielsweise über einen an dessen Auslaufende angeordneten Drehgeber, in geeignete Partiallängen von z. B. 1 mm aufgeteilt Pro Partiallänge gibt der Impulsgeber einen Inpuls ab, der anzeigt, daß die Förderkette bzw. das darauf befindliche Werkstück um den betreffenden Betrag weiterbewegt wurde. Der Impuls wird der erfindungsgemäßen Elektronik in Form von den einzelnen Werkzeugmaschinen zugeordneten Speichern zugeführt. Jeder Speicher hat eine der ihm zugeordneten BearbeitungswegstrecKe des Förderweges entsprechende Anzahl an Speicherplätzen, die fortlaufend vom Impulsgeber beaufschlagt werden. Eine Schaltungslogik in den Speichern sorgt dafür, daß die gewünschten Maschinenfunktionen in Gang gesetzt werden, sobald eine Beaufschlagung von ein oder mehreren ausgewählten Speicherplätzen, entsprechend einer bestimmten Bearbeitungsweglänge, vorliegt

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entfallen somit vom Werkstück zu betätigende Endschalter bzw. mechanisch bewegte Teile. Außerdem wird ein besonders einfaches, zuverlässiges und sicheres Umrüsten bzw. Nachstellen der einzelnen Werkzeugmaschinen ermöglicht, da hierzu lediglich eine Einstellung der Schaltungslogik an die gewünschten Verhältnisse erforderlich ist und dann wieder exakt eingestellte und genau reproduzierbare Bearbeitungsstrecken vorliegen. Weitere, mit der Erfindung erzielte Vorteile sind: Geringere Verdrahtung an der Maschine selbst, leichte Fehlerordnung in der Elektronik, hoher Bedienungsund Wartungskomfort, insbesondere in Verbindung mit der sich anbietenden Modulbauweise für die Elektronik und eine höhere Lebensdauer der Steuerausrüstung, da keine bewegten Teile vorliegen.

Zwischen benachbarten Werkzeugmaschinen können längs des Förderweges bearbeitungsfreie Wegstrecken vorliegen. Um solche Wegstrecken zwischen benachbarten Werkzeugmaschinen bzw. Speichen; zu überbrücken, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen jedem Speicher ein Zwischenspeicher in Form eines programmierbaren Schieberegisters zur Überbrückung bearbeitungsfreier Wegstrecken zwischen benachbarten Werkzeugmaschinen vorgesehen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehreren Zählern eines Speichers ein oder mehrere Vorschubanpassungsschalter zum gemeinsamen Verschieben der Ansteuerungswerte der Zähler zugeordnet. Wenn sich daher zeigt, daß ein Bearbeitungsvorgang zu früh oder zu spät in Gang gesetzt worden ist, so kann mittels des Vonichubanpassungsschalters der am Zähler eingestellte Wert um bestimmte Weglängen vergrößert oder verkleinert »erden, so daß die eingestellten Werte leicht abgeänderten Vorschubverhältnissen angepaßt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. IA eine schematische Ansicht von einem Förderweg mit mehreren längs dessen Länge schematisch angedeuteten Bearbeitungsmaschinen,

F i g. 1B ein Blockschaltbild der zugehörigen elektronischen Steuervorrichtung,

Fig.2A eine schematische Ansicht eines elektronischen Zählereinschubs mit vier Zählern und Vorschubanpassungsschaltern,

Fig.2B die Zuordnung der an den Zählern nach F i g. 2A eingestellten Werte an einem plattenförmigen Werkstück.

Oie Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit der Folgesteuerung von Holzbearbeitungsmaschinen beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt ist sondern überall dort Anwendung Finden kann, wo es gilt ein im wesentlichen schlupffrei längs eines Förderweges bzw. einer Maschinenstraße bewegtes Werkstück nacheinander bestimmten Arbeitsvorgängen zu unterziehen

in Fig. IA ist schematisch eine Maschinenstraße, bestehend aus einem Förderweg, z. B. einer Förderkette 1, dargestellt, die ein nicht gezeigtes Werkstück in Richtung des Pfeiles 2 längs einer Reihe von Werkzeugmaschinen 5, 7,9 bewegt Die Werkzeugmaschinen sind in der Regel in Abstand voneinander längs der Förderkette angeordnet, so daß zwischen benachbarten Maschinen bearbeitungsfreie Wegstrecken 6, 8 vorliegen. Bei der Maschine 5 kann es sich z. B. um ein Magazin, bei der Maschine 7 um eine Kippvorrichtung und bei der Maschine 9 um eine Schleifvorrichtung handeln. Vorzugsweise am Ende des Förderweges ist ein Impulsgeber, z. B. in Form eines Drehgebers 4, vorgesehen und derart mit der Förderkette gekuppelt, daß pro einer bestimmten Partiallänge, mit der die Förderkette 1 weiterbewegt wurde, ein Impuls erzeugt wird. Durch den Impulsgeber 4 wird somit der gesamte Förderweg der Kette 1 in Partiallängen von z. B. 1 mm aufgeteilt. Am gegenüberliegenden oder Einlaufende der Förderkette 1 ist weiter ein Erfassungsschalter 3, z. B. in Form eines herkömmlichen oder berührungslosen Endschalters, vorgesehen, der ein Signal abgibt, das anzeigt, ob ein Werkstück vorhanden ist oder nicht.

In F i g. 1B ist die der beschriebenen Maschinenstraße zugeordnete elektronische Steuervorrichtung schematisch wiedergegeben. Diese besteht im wesentlichen aus einer Takt- und Richtimpulssteuerplatte 10, die als Eingang den Ausgang des Impulsgebers 4 erhält. Die Steuerplatte 10 hat im wesentlichen die Aufgabe, die Impulse des Impulsgebers 4 systemgerechi so zu verarbeiten, daß damit die nachfolgend näher beschriebenen Speicher 11, 14, 17 direkt angesteuert werden können. Außerdem versetzt die Steuerp'atte 10 die Speicher bei Einschalten der gesamten Anlage in einen definierten Ausgangszustand und schaltet die gesamte Anlage vorzugsweise nach Verstreichen einer vorgewählten Verzögerungszeit, automatisch bei Betriebsstörungen, z. B. bei einem Netzausfall, in einen Leerlauf zustand, bei dem die noch in der Anlage befindlichen Werkstücke ohne Bearbeitung ausgefahren werden.

Nach bestimmten Förderwegstrecken vom Schalter 3 entfernt, müssen die Funktionen der einzelnen Maschinen durchgeführt werden. Die Steuerung dieser

Funktionen erfolgt erfindungsgemäß durch Vorsehen von je einen? Speicher 11,14,17 mit einer Schaltungslogik pro Werkzeugmaschine, d. h. der Werkzeugmaschine 5 ist der Speicher 11, der Werkzeugmaschine 7 der Speicher 14 und der Werkzeugmaschine Si der Speicher 17 zugeordnet. Jeder Speicher weist eine Anzahl von Speicherplätzen auf, wobei jeder Speicherplatz der besagten Partiallänge der Förderkette entspricht, und die Gesamtanzahl von Speicherplätzen demzufolge gleich der Summe der Partiallängen ist, die für die von der betreffenden Werkzeugmaschine 5, 7, 9 längs der Förderkette 1 eingenommene Bearbeitungswegstrecke gleichkommt. Bei einer Auflösung von 1 mm und einer Bearbeitungsstrecke für die betreffende Maschine von beispielsweise 1 m ist somit ein Speicher mit 1000 Speicherplätzen erforderlich, jedem Speicher ii, 14,17 ist weiter eine Elektronikplatte 12,15,18 zugeordnet, in der die Werte von ein oder mehreren einstellbaren Zählern systemgerecht verarbeitet werden. Der nachfolgend näher beschriebene Zähler zählt dann bis zu einem eingestellten Wert die Anzahl von vom Impulsgeber 4 sukzessive beaufschlagten Speicherplätzen ab. Sobald die eingestellte Impulsanzahl erreicht ist, wird über die im Speicher eingebaute Schaltungslogik ein Signal abgegeben, welches die betreffende Maschinenfunktion auslöst

Weiter ist zwischen jedem Speicher 11, 14, 17 ein Zwischenspeicher in Form eines Schieberegisters 13,16 vorgesehen. Mit diesen Zwischenspeichern werden elektronisch die bearbeitungsfreien Wegstrecken 6, 8 längs des Förderwegs 1 überbrückt. Diese Zwischenspeicher sind auf bestimmte Anzahlen von Speicherplätzen programmierbar, so daß sich mit ihnen beliebige Wegstrecken von beispielsweise 4 cm bis 138 cm in Stufen von 1 cm überbrücken lassen. Damit ist die gesamte Förderwegstrecke der Förderkette 1 durch die Speicherplätze in den Speichern 11, 13, 14, 16 und 17 wiedergegeben.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Steuervorrichtung anhand eines Beispiels beschrieben. Es sei angenommen, daß eine der längs der Förderkette 1 angeordneten Maschinen eine Maschine zum Einfräsen von Nuten in ein Werkstück ist In das Werkstück sollen dabei zwei Nuten unterschiedlicher Breite in Abstand voneinander eingebracht werden. Das Werkstück befindet sich auf der Förderkette 1, und der Erfassungsschalter 3 hat an den ersten Speicher ein Signal abgegeben, daß ein Werkstück vorhanden ist so daß mit fortschreitender Werkstückbewegung die im- Speicher befindlichen Speicherplätze entsprechend den Impulsen von Impulsgeber 4 beaufschlagt werdea Durchläuft die Vorderkante des Werkstückes eine ir. geeignetem Abstand vom Fräswerkzeug vorgesehene Nullmarke, so beginnen die dem betreffenden Speicher zugeordneten Zählwerke die Anzahl an beaufschlagten Speicherplätzen abzuzählen. Entsprechend dem vorliegenden Bearbeitungsvorgang sind in Fig.2A vier einstellbare Zähler 20, 21, 22, 23 auf einer gemeinsamen Einschubplatte 19 angeordnet Der Zähler 20 gibt beispielsweise die von der Vorderkante des Werkstükkes durchlaufene Wegstrecke an, nach der das Fräswerkzeug in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden soll. Der Zähler 21 bestimmt die Wegstrecke, nach der das Fräswerkzeug wieder zurückgezogen wird, der Zähler 22 die Wegstrecke, innerhalb der das Fräswerkzeug außer Eingriff mit dem Werkstück bleibt 's bzw. nach der das Fräswerkzeug wieder in das Werkstück eingefahren wird und der Zähler 23 die Wegstrecke, nach der das Fräswerkzeug wieder außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird. Sämtliche Wegstrecken beziehen sich auf die Vorderkante des

m Werkstückes. Sobald die an den Zählern eingestellten Werte, entsprechend einer Vielzahl von Partiallängen, erreicht sind, wird der im Speicher eingebauten Schaltungslogik ein Signal zugeführt, welches die betreffenden Ansteuervorgänge am Betätigungsorgan

;■; für das Fräswerkzeug ausführt. Eine Umstellung auf andere Fräsnuiiängen öder auf das Fräsen von ein oder mehreren Nuten läßt sich somit sehr einfach dadurch vornehmen, daß man an den Zählern entsprechend geänderte Zählwerte einstellt. Jeder Zählerwert entspricht einer Partiallänge von beispielsweise 1 mm. Wird am unteren Zähler 23 ein Wert eingestellt der größer als die Werkstücklänge ist, so kommt das Fräswerkzeug erst hinter der Hinterkante des Werkstückes in seine zurückgezogene Ausgangsstellung zurück. Soll nur die erste Nut kurz hinter der Vorderkante des Werkstückes vorgesehen werden, so läßt sich dies dadurch erreichen, daß die Zähler 20 und 21 die gezeigten Werte behalten, jedoch die Zähler 22 und 23 auf Werte eingestellt werden, die größer als die Werkstücklänge sind. Das gleiche Ergebnis wird erzielt, wenn die Zähler 22 und 23 identische Zahlenwerte aufweisen.

Wie in Fig.2B dargestellt, weist die Einschubplatte 19 weiter zwei Vorschubanpassungsschalter Su Si auf, mit denen sich die vier Ansteuerungswerte der Zähler gemeinsam so verschieben lassen, daß die Ansteuer rungswerte um gewisse Wegstrecken vor- oder zurückgelegt werden. Damit läßt sich der Einfluß von sehr großen oder sehr kleinen Vorschubgeschwindigkeiten berücksichtigen. Der Schalter Si kann beispielsweise die Ansteuerungswerte um 16 mm pro Stufe, der Schalter S» um beispielsweise 2 mm pro Stufe verändern. Wenn beispielsweise die Ansteuerungswerte von sämtlichen Zählern 20, 21, 22, 23 um 22 mm früher erfolgen sollen, wird der Schalter Si um eine Stufe zur kleineren Zahl und der Schalter S₂ um drei Stufen zur kleineren Zahl verstellt Bei Vorschubgeschwindigkeitsänderungen brauchen also nur die Schalter Si und S2 in entsprechender Weise betätigt werden. Dies erfolgt bei

so hohen Geschwindigkeiten auf kleinere Zahlen und bei geringen Geschwindigkeiten auf größere Zahlen.

im vorliegender. Beispiel wurde stets fortlaufend in den Zählern 20, 21, 22 und 23 von Null bis zu den eingestellten Werten gezählt In manchen Fällen findet eine Bearbeitung des Werkstückes jedoch stets erst nach einer gewissen gleichbleibenden Entfernung von einer Nullmarke statt In diesem Fall kann das eigentliche Zählen erst ab einer vorgegebenen durchlaufenen Wegstrecke erfolgen, so daß in den Zählern lediglich die noch zu der vorgegebenen Wegstrecke hinzukommenden Weglängen einzustellen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum berührungslosen Steuern des Einsetzens und Abschalter» der Bearbeitungsvorgänge an entlang einer Längsfördereinrichtung für die Werkstücke angeordneten Werkzeugmaschinen, mit einem Impulsgeber, welcher je einer festgelegten Partiallänge des Förderweges einen Impuls abgibt, und mit je einem Speicher, wenigstens einem

" Impulszähler und einer Schaltungslogik pro Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (11, 14, 17) nach Art von Schieberegistern mit einer der von dem Werkstück in der Werkzeugmaschine (5, 7, 9) durchlaufenen Weglänge entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen ausgebildet sind und bei Einlauf eines kontinuierlich durchlaufenden Werkstücks in den Bereich einer Werkzeugmaschine (5,7,9) ein Signal im Takt des Impulsgebers (4) den zugehörigen Speicher (U, 14, 17) durchläuft und daß an jeden Speicher (U, 14, 17) mehrere, das Signal als Anfangszählimpuls erhaltende und bei Erreichen ihres Einstellwertes einen Schaltvorgang an der zugehörigen Werkzeugmaschine (5,7,9) auslösende einstellbare Zähler (20, 21, 22, 23) angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (20, 21, 22, 23) an unterschiedliche Speicherplätze ihres Speichers (11, 14,17) anschließbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Speicher ein Zwischenspeicher in Form eines programmierbaren Schieberegisters zur Überbrückung bearbeitungsfreier Wegstrecken (6, 8) zwischen benachbarten Werkzeugmaschinen (5,7,9) vorgesehen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Zählern (20, 21, 22, 23) eines Speichers (11, 14, 17) ein oder mehrere Vorschubanpassungsschalter (Su &) zum gemeinsamen Verschieben der Ansteuerungswerte der Zähler (20,21,22,23) zugeordnet sind.