DE2743599C2

DE2743599C2 - Pressenbelastungs-Meßeinrichtung

Info

Publication number: DE2743599C2
Application number: DE2743599A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: KOMATSU SEISAKUSHO TOKYO JP KK
Current assignee: KOMATSU SEISAKUSHO TOKYO JP KK
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPS5342875A; DE2743599A1; US4116050A; JPS5712445B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Pressenbelastungs-Meßeinrichtung mit mehreren Spannungsmeßeinrichtungen, die an verschiedenen Stellen eines Pressenstempels angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Pressenbelastungs-Meßeinrichtungen dienen dazu, während des Betriebs einer Presse den Maximalwert der dynamischen Spannung anzuzeigen. Sie bieten die folgenden Vorteile:

1. Die Menge des zugeführten Materials kann geregelt werden, so daß die Last möglichst genau auf die Pressenform abgestimmt wird.

2. Abnorme Bedingungen, wie das Vorhandensein von Fremdkörpern und die Abnutzung der metallischen Pressenform können erkannt werden.

3. Die Qualität der Werkstücke kann überwacht werden.

4. Die Presse wird vor Überlastungen geschützt.

Eine der wichtigsten Bedingungen für eine Belastungsmeßeinrichtung an einer Presse besteht daher darin, den jeweiligen Belastungszustand schnell und mit großer Genauigkeit zu ermitteln.

Bei Belastungs-Meßeinrichtungen für Pressen bestehen außerdem die folgenden spezifischen Anforderungen:

(a) Der Maximalwert der dynamischen Spannung kann für eine relativ lange Zeitspanne nach Beendigung

einer Messung angezeigt werden,
(L) sie kann die Lastwerte an mehreren Meßstellen

(zwei oder vier Meßstellen) des Pressenstempels,

sowie die Summe der Lastwerte ermitteln und
(c) sie arbeitet eine relativ lange Zeitspanne stabil und ist einfach zu bedienen.

Wenn eine Presse eine Kraft auf ein Werkstück aurübt, entstehen Spannungen an verschiedenen Teilen der Presse. Die Spannungen sind der ausgeübten Kraft proportional. Daher werden an verschiedenen Meßstellen Kraftmeßeinrichtungen angebracht und für die Meßstellen sind jeweils Wheatstonesche Brücken vorhanden. Zusätzlich werden vor Beginn der Messung, wenn noch keine Kraft auf das Werkstück ausgeübt wird, die Ungleichgewichtswerte, die an den Wheatstoneschen Brücken gemessen werden (im folgenden als »Anfangswerte« bezeichnet) mittels eines Anfangs-Ungleichgewichtsreglers auf Null gebracht Danach wird aie Presse belastet, und die Ausgangssignale der Wheatstoneschen Brücken werden mit Meßgeräten gemessen. Hierbei erhält man die Größen der Spannungen an den Meßstellen und somit di^ Größe der Beanspruchung.

Bei einer aus der JP-OS 11 268/40 bekannten Meßeinrichtung erfordert die Ausregelung des anfänglichen Ungleichgewichts viel Zeit, und sie ist mühsam, weil sie für jede Meßstelle manuell durchgeführt werden muß. Dies bedeutet, daß die bekannte Meßeinrichtung im praktischen Betrieb Nachteile hat. Ferner wird bei der bekannten Meßeinrichtungbei der Messung des Maximalwertes der Belastung ein Kondensator mit dem Ausgangssignal der Brückenschaltung aufgeladen, und die Kondensatorspannung wird von einem Meßgerät angezeigt. Dies bedeutet, daß der Maximalwert der zu messenden Last in Analogform festgehalten wird. Infolge der Kondensatorentladung bleibt die Anzeige jedoch nicht konstant, so daß der angezeigte Wert sich mit der Zeit verringert. Ferner erhält man die Summe der Belastungswerte an den Meßstellen durch Umschalten der Verbindungen der Wheatstoneschen Brücken. Dies hat den Nachteil, daß die Schalt- und Verbindungsvorgänge ziemlich mühsam sind.

Die bekannte Meßeinrichtung besitzt außerdem nur eine Ladeschaltung und nur ein Meßgerät. Damit können nicht gleichzeitig die Belastungswerte an allen Meßstellen (die Belastungswerte an den Meßstellen und außerdem ihre Summe) für jeden Hub des Pressenstempels gemessen werden.

Aus der US-PS 29 24 968 ist eine Pressenbelastungs-Meßeinrichtung mit mehreren an verschiedenen Stellen eines Pressenstempels angeordneten Spannungsmeßeinrichtungen bekannt, denen Verstärker nachgeschaltet sind. Diese bekannte Meßeinrichtung weist ferner eine Belastungsmeßbrücke auf, die mit einem Abgleich-Netzwerk abgeglichen wird. Hierbei erfolgt der Abgleich an einer Abgleichschaltung, die für jede Meßstelle ein Abgleichelement, einen Widerstand für eine Grobeinstellung und einen Widerstand für die Feineinstellung aufweist. Zur Vorbereitung einer Messung müssen die verschiedenen Brückenschaltungen abgeglichen werden. Dies ist auch für die Nullung der Meßeinrichtung erforderlich, damit die anschließend ermittelten Meßwerte vergleichbare Absolutwerte darstellen. Wenn die Meßeinrichtung durch eine manuelle Einstellung der Abgleichsschakung für jede Meßstelle vorbereitet worden ist, erfolgt die eigentliche Messung.

Diese Vorbereitung ist jedoch einerseits kompliziert und zeitraubend, und andererseits verändern sich die Nullzustände der Schaltungen im Laufe der Zeit. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Spannungsmeßeinrichtungen schwankenden Umgebungseinflüssen unterworfen sind, und daß die Meßwerte mit der Zeit »weglaufen« oder driften. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Meßeinrichtung besteht in der sehr begrenzten Zuverlässigkeit und Genauigkeit; denn diese Meßeinrichtung enthält Stellglieder, Potentiometer und Kondensatoren, deren Kennwerte sich als Folge von Vibrationen und Temperatureinflüssen sowie infolge von Alterung verändern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß

ohne das Erfordernis manueller Abgleichvorgänge die Genauigkeit auch über längere Zeiträume hinweg beibehalten wird. Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.

Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung werden jeweils im unbelasteten Zustand der Presse die Nullastsignale in digitaler Form in einen ersten Speicher eingegeben, und während der nachfolgenden Belastung wer-

den die Lastsignale ebenfalls in digitaler Form in einen zweiten Speicher eingegeben, wobei der Inhalt des zweiten Speichers immer dann neu eingeschrieben wird, wenn das neue Lastsignal größer ist als das zuvor gespeicherte Lastsignal. Auf diese Weise enthält der zwei-

te Speicher stets das größte aufgetretene Lastsignal. Von diesem größten Lastsignal wird in der Operationsschaltung das in dem ersten Speicher gespeicherte Nullastsignal subtrahiert. Diese Vorgänge werden für sämtliche Spannungsmeßeinrichtungen im Multiplexbetrieb durchgeführt, so daß für alle angeschlossenen Spannungsmeßeinrichtungen nur ein einziger erster Speicher und ein einziger zweiter Speicher erforderlich sind.

Für den Betrieb dieser Meßeinrichtungen sind keinerlei Vorbereitungen und insbesondere keine Nullung bzw. kein Abgleich der einzelnen Meßeinrichtungen im unbelasteten Zustand der Presse erforderlich; vielmehr erfolgt innerhalb einer kurzen Zeit eine Berechnung des Anfangs-Ungleichgewichts, ohne daß jedoch eine Nachstellung vorgenommen wird. Anschließend wird das Meßergebnis ermittelt und durch die Anfangswerte korrigiert. Damit können die Maximallastwerte an allen Meßstellen angezeigt werden, und außerdem kann die Summe der Maximallastwerte gebildet werden. Die Anzeige bleibt beliebig lange konstant.

Bei der Meßeinrichtung lassen sich ferner Störeinflüsse ermitteln und eliminieren. Wenn die an den Spannungsmeßeinrichtungen ermittelten Meßwerte von Störungen überlagert sind, kann dies mit einer zusätzlichen Schaltung festgestellt werden. Wird das Vorhandensein von Störsignalen erkannt, so kann der jeweilige Meßwert unterdrückt werden, so daß er nicht angezeigt wird. Auf diese Weise lassen sich die Maximallastwerte an allen Meßstellen sowie der Maximalwert der Gesamtlast sehr genau ermitteln und anzeigen.

Ferner ist eine Pressenbelastungs-Meßeinrichtung geschaffen, bei der die Spannung, die die Summe der Belastungswerte an den Meßstellen darstellt, komprimiert wird, so daß ihre Größe etwa den Spannungen an den Meßstellen entspricht, um die für die Verarbeitung der Meßstellenspannungen benutzte digitale Verarbeitungsschaltung auch für die Verarbeitung der Summenspannung benutzen zu können. Bei der Anzeige des Gesamtlastwertes erfolgt eine Verschiebung um eine be-

stimmte Bitzahl, so daß das Summensignal wieder in seiner richtigen Größe an der Anzeigeeinrichtung erscheint.

Ferner kann angezeigt werden, wenn Belastungswerte an einzelnen Meßstellen oder der Gesamtbelastungswert eingestellte Werte übersteigen. In diesem Fall wird ein Überlastungssignal ausgegeben. Die Maximallastsignale werden an einer Einstellschaltung voreingestellt.

Auch kann die Pressenbelastungs-Meßeinrichtung mit einer Anzeige-Umschaltvorrichtung versehen sein, so daß die Anzeigeeinrichtung für mehrere Pressen mit unterschiedlichen Leistungen und Kapazitäten gleichermaßen verwandt werden kann.

Die Anfangs-Ungleichgewichtsanteile der einzelnen Spannungsmeßeinrichtungen werden digitalisiert und gespeichert, und nach Beendigung des Meßvorganges werden die Maximalwerte, die an den einzelnen Meßstellen ermittelt worden sind, um die jeweiligen Anfangswerte dieser Meßstellen verringert. Hierdurch erhält man die wahren Maximalwerte. Während der Messung werden die den mechanischen Spannungen entsprechenden Ausgangssignale aller Meßstellen sequentiell im Time-Sharing-Betrieb eingeschaltet und digitalisiert, so daß die Belastungswerte in den Speicheradressen der Meßstellen gespeichert werden, und die Belastungswerte aller Meßstellen bei jedem Schlag des Pressenstempels im wesentlichen gleichzeitig ermittelt werden. Zusätzlich wird der Maximallastwert ermittelt, digitalisiert und gespeichert, um nach Beendigung des Meßvorganges angezeigt zu werden. Die Anzeige bleibt für eine lange Zeitspanne unverändert und kann in Ruhe abgelesen werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Pressenbelastungsmeßvorrichtung bei einer Einzelstempelpresse,

F i g. 2(a) bis 2(d) zeigen graphische Darstellungen der Arbeitsweise eines Schalters LS in F i g. 1 sowie verschiedene Torsteuersignale.

F i g. 3(a) bis (b) zeigen graphische Darstellungen der Signale an den Baugruppen der Fig. 1 zur Erläuterung des Verhinderns von Fehloperationen, die durch Rauschen entstehen können, wenn dem Lastsignal eines Kanales Störungen überlagert sind,

F i g. 4(a) bis (f) zeigen graphische Darstellungen der an den Baugruppen in Fig. 1 entstehenden Signale zur Erläuterung der Speicherung eines Maximallastwertes indem Speicher M₂ der Fig. 1.

F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer modifizierten Ausführungsform der Pressenbelastungsmeßvorrichtung.

F i g. 6{a) bis 6{c) zeigen Anschlüsse des Schaltverbinderteils,

F i g. 7 zeigt Anschlüsse des Schaltverbinderteils in dem Fall, daß der in F i g. 1 dargestellte Addierer TAD so konstruiert ist, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, das ein Viertel der Summe der Ausgangssignale der Verstärker AM] bis AM_n beträgt,

F i g. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Pressenbelastungsmeßvorrichtung bei einer Doppelpresse,

F i g. 9 zeigt den Schaltverbinderteil für das Ausführungsbeispiel nach F i g. 8 und

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Pressenbelastungsmeßvorrichtung, die zusätzlich imstande ist, ein Überlastungssignal zu erzeugen.

In F i g. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pressenbelastungsmeßvorichtung dargestellt, das bei einer Einzelpresse verwendbar ist.

Gemäß F i g. 1 sind mehrere Spannungsmeßeinrichtungen P\ bis P_n, von denen jede aus einer Spannungsmeßdose besteht, bestimmten Bereichen des Pressenstempels zugeordnet. Diese Kraftmeßdosen P\ bis P_n sind zu einer Wheatstoneschen Brücke zusammengeschaltet. Die Kraftmeßdosen empfangen ein Signal, beispielsweise ein Rechteckwellensignal mit einer Frequenz von 5 kHz von einer Brückenquelle BE und wandeln es in elektrische Signale Fi bis F_n um, die den mechanischen Spannungen oder Belastungswerten an ihren Anbringungsstellen entsprechen. Die elektrischen Signale η bis F_n werden jeweils in Verstärkern AM\ bis AM_n verstärkt und anschließend einem Analog-Multiplexer MAX und einem Analog-Gesamtaddierer TAD zugeführt. Der Analog-Gesamtaddierer TAD summiert die Signale F] bis F_n und führt dem Analog-Multiplexer MAX ein Gesamtlastsignal Fs zu. Der Analog-Multiplexer MAX ordnet die ihm zugeführten Signale Fi bis F_n und das Gesamtlastsignal Fs im Time-Sharing-Betrieb und gibt sie aus. Dies bedeutet, daß der Analog-Multiplexer MAX immer dann, wenn ihm ein Schaltimpulssignal von einer Steuerschaltung CON zugeführt wird, seine Ausgangssignale sequentiell abgibt. Die Ausgangssignale des Analog-Multiplexers MAX werden einem Analog/Digital-Umsetzer ADC zugeführt, der auf ein Signal H hin, das ihm von der Steuerschaltung CON zugeführt wird, das an seinem Eingang anstehende Analogsignal in ein Digitalsignal umwandelt und dieses ausgibt. Auf diese Weise werden die den einzelnen Meßpunkten entsprechenden Signale Fi bis F_n und das Gesamtsignal F₅ jeweils in Digitalsignale D] bis D_n und D„+i umgewandelt.

Der Analog-Multiplexer MA-Yist so konstruiert, daß er bei Empfang des Schaltsignals von der Steuerschaltung CON die Ausgangssignale Fi bis F_n und das Ge-

samtsignal Fs in der erwähnten Reihenfolge und im Time-Sharing-Betrieb ausgibt und diese Signale zyklisch so lange erzeugt, bis ein Arbeitszyklus der Presse beendet ist.
Im folgenden werden die Signalzüge, die den nachfolgend noch zu erläuternden Spannungsmeßeinrichtungen Py bis P_n entsprechen, als erster Kanal bis n-ter Kanal bezeichnet, und ein Signalzug, der das Gesamtsignal Fs enthält, wird als (n+ l)-ter Kanal bezeichnet.
Zur Speicherung von Ungleichgewichtskomponenten der Spannungsmeßeinrichtungen Pi bis P_n bei Nichtvorhandensein einer Last dient ein Digitalspeicher Mu in dessen erstem bis (n+ l)-ien Kanälen Digitalsignale D*·, bis D*_n+] gespeichert werden, die jeweils die Ungleichgewichtskomponenten der betreffenden Spannungsmeßeinrichtungen repräsentieren.

Das Ausgangssignal des Umsetzers ADC wird einem Speicher Ai₂ zugeführt, dessen Speicherinhalt nur dann, wenn für ein und denselben Kanal ein neu anstehendes Digitalsignal größer ist als das bisherige Digitalsignal, in das neue Digitalsignal umgeschaltet wird. In dem Speicher M₂ ist also stets für jeden Kanal dasjenige Digitalsignal gespeichert, das dem Maximalwert von allen dem Kanal bisher zugeführten Werten entspricht
Die Umschreibsteuerung des Speichers M₂ wird von einer Halteschaltung LA₂, einem Komparator CO₂ und einem Tor Ch durchgeführt Eine Halteschaltung LA\ und ein Komparator COi dienen zur Verhinderung der fehlerhaften Arbeitsweise der Lastmeßeinrichtung, die

ndernfalls durch Störsignale verursacht werden könnte, die an den Ausgängen der Spannungsmeßeinrichtun- ;en und auch auf den Anschlußleitungen entstehen. Bei !Beendigung eines Arbeitszyklus der Presse sind die den Maximallastwerten in den jeweiligen Kanälen entsprechenden Daten in dem Speicher M₂ gespeichert. Die so gespeicherten Daten werden ausgelesen und einem der Eingänge einer Operationsschaltung OPzugeführt. Andererseits werden Daten, deren Werte den Ungleichgewichtskomponenten (Anfangswerten) des Speichers M\ entsprechen, ausgelesen und dem zweiten Eingang der Operationsschaltung OPzugeführt.

In der Operationsschaltung wird für jeden Kanal der Anfangswert von dem Maximallastwert subtrahiert, und das Ergebnis wird einer Anzeigeschaltung DP zugeführt. Von der Anzeigeschaltung DP wird daher der richtige Maximallastwert angezeigt.

Die Speicherung der Anfangswertdaten in dem Speicher Mu die Speicherung der Meßwerte in dem Speicher M₂, der Vergleich der Maximallastwerte, die Subtraktion des Anfangswertes von dem Maximallastwert und die Anzeige des Subtraktionsergebnisses werden sämtlich synchron mit dem Betrieb des Pressenstempels durchgeführt. Die Position des Pressenstempels erhält man als elektrisches Signal durch den Ein-Aus-Schaltvorgang eines Schalters LS, der an einer bestimmten Position in der Nähe einer sich drehenden Nockenwelle angeordnet ist, die normalerweise mechanisch mit der den Pressenstempel antreibenden Kurbelwelle gekoppelt ist.

Während eines Pressenhubes (Schlages) bewegt sich der Pressenstempel vom oberen Totpunkt bis zum unteren Totpunkt und kehrt dann zum oberen Totpunkt zurück, während die drehende Nockenwelle eine Umdrehung (360°) durchführt.

Es sei angenommen, daß die dem oberen Totpunkt entsprechende Stellung der Nockenwelle auf 0° festgelegt ist. Wenn die Nockenwelle sich um 60° dreht, schaltet der Schalter LS(EIN), wie in Fig. 2(a) dargestellt ist. Hierdurch wird das in Fig. 2(b) dargestellte Torsteuersignal Xo von der Steuerschaltung CON erzeugt, wodurch das Tor Co geöffnet wird. In diesem Fall sind die Spannungsmeßeinrichtungen P\ bis P_n natürlich keiner Last unterworfen, und die Signale Fi bis F_n der Spannungsmeßeinrichtungen entsprechen nur den Ungleichgewichtskomponenten.

Daher werden die Anfangswertdaten D*\ bis D*„ und D*s dem Speicher M\ über das Tor Co von dem Analog/ Digital-Umsetzer ADC zugeführt. Ein Schreibsignal WR, das von der Steuerschaltung CO ausgegeben wird, bewirkt das richtige Einschreiben der betreffenden Daten in die jeweiligen Kanäle des Speichers M\. Das Tor Go wird nach etwa 2 ms geschlossen, so daß der in den Speicher M\ eingegebene Inhalt dort anschließend festgehalten wird.

Sobald die Speicherung des Anfangswertes beginnt, werden die Tore C\ und G₂ von den Torsteuersignalen ΛΊ und X2, die von der Steuerschaltung erzeugt werden, geöffnet Die öffnungszustände der Tore G\ und G\ •werden beibehalten, bis die Nockenwelle sich auf etwa 300° gedreht hat Während dieser Zeitspanne wird das Tor Gi geschlossen gehalten, weil ihm kein Steuersignal X3 zugeführt wird.

Der Analog/Digital-Umsetzer ADC ist so ausgebildet, daß er das Aüsgangssignal des Multiplexers MAX innerhalb einer kurzen Zeitspanne zweimal pro Kanal in die Digitalform umsetzt In Fig.3(a) ist der dem Lastverlauf eines bestimmten Kanales (beispielsweise des ersten Kanales) proportionale Spannungsverlauf dargestellt, dem Störungen (Rauschen) überlagert sind. Der Spannungsverlauf ist zeitlich vergrößert dargestellt. Aus Fig.3(b) ist ersichtlich, daß die Steuersignale, die benachbarten Impulse H\ und H2, f/3 und Hn..., zeitlich sehr dicht nebeneinanderliegen (obwohl die Zeitintervalle zwischen den Impulsen noch vergrößert dargestellt sind). Die Werte der Impulse H\ und H2, die man durch Digitalumsetzung erhält, sind einander gleich.

Zuerst werden mit Hilfe des Halte-Steuersignals LCi diejenigen Daten in der Halteschaltung LA\ festgehalten, die dem Amplitudenwert /1 entsprechen, der von dem Steuersignal H\ in digitale Form umgesetzt worden ist. Anschließend werden dem Komparator CO\ diejenigen Daten zugeführt, die im wesentlichen demselben Amplitudenniveau /1 entsprechen, das jedoch kurze Zeit später, nämlich durch das Steuersignal H2, in digitale Form umgesetzt worden ist. In dem Komparator wird die Amplitude zum Zeitpunkt des Impulses H₂ mit der Amplitude zum Zeitpunkt des Impulses Wi verglichen. Wenn beide Daten der Amplitude A entsprechen, ist das Ausgangssignal des Komparators COi »1«. Dieses Ausgangssignal »1« bedeutet, daß die Daten keine Störungen enthalten.

Der durch das Steuersignal Hi in digitale Form umgesetzte Wert enthält einen Störanteil, so daß die Halteschaltung LA\ den der Amplitude I₂ entsprechenden Wert festhält, während der richtige Wert /3 lauten müßte. Durch das Steuersignal Ha wird anschließend der Amplitudenwert /3 in Digitalform umgesetzt und dem Komparator COi zugeführt, wo der Vergleich erfolgt. In diesem Fall sind beide Eingangssignale des Komparators einander nicht gleich, so daß das Ausgangssignal des Komparators COi »0« wird. Dieses Ausgangssignal »0« verhindert das Einschreiben der Daten in den Speicher M2.

Das Ausgangssignal des Komparators COi wird einem Eingang der UND-Schaltung A zugeführt und bildet eine Bedingung zur Bildung des Umschreibsignales für den Speicher Mi. Wenn auf dem dem Speicher zugeführten Signal ein Störanteil ist, erfolgt daher keine Einschreibung in diesen Speicher.

Im folgenden wird nun die Maximalwerterkennungsfunktion, unter Bezugnahme auf lediglich den ersten Kanal, beschrieben, wobei angenommen wird, daß kein Störanteil vorliegt.

In Fig.4(a) ist der Spannungsverlauf für den ersten Kanal am Ausgang des Verstärkers A M\ dargestellt. Vor der Messung ist der Speicher M2 gelöscht worden,

d. h. der Inhalt des Speichers M₂ ist nun »0«. Der in F i g. 4 dargestellte Spannungsverlauf wird durch Steuersignale H an den Stellen 1 bis 17 digitalisiert (in Digitalwerte umgesetzt). Am Punkt 1 ist die Amplitude »0«, und der Inhalt des Speichers M₂ bleibt unverändert Dieser Vorgang erfordert keine besonderen Erläuterungen. Am Punkt 2 wird das Digitalsignal über das Tor G\ mit Hilfe des Steuersignales H in die Halteschaltung LA eingegeben und dort durch das von der Steuerschaltung erzeugte Haltesteuersignal LC2 festgehalten. Dann wird dem Speicher M₂ von der Steuerschaltung CON ein Auslesesignal RO₂ zugeführt, das bewirkt, daß der in dem Speicher M₂ gespeicherte Wert ausgelesen und durch ein Tor G₂ dem Komparator CO2 zugeführt wird. Hier wird der von der Halteschaltung LA₂ festgehaltene Wert am Punkt 2 mit dem aus dem Speicher M₂ ausgelesenen Wert (in diesem Fall »0«) verglichen. Da in diesem Fall der Wert am Punkt 2 größer ist, erzeugt der Komparator CO2 ein Ausgangssignal 1. Dieses Ausgangssi-

gnal wird einem Eingang der UND-Schaltung A zugeführt. Wenn daher der UND-Schaltung A von der Steuerschaltung CON ein Schreibsynchronisiersignal Ws zugeführt wird, sind alle Eingangssignale der UND-Schaltung »1«, woraufhin das Ausgangssignal der UND-Schaltung, nämlich das Umschreibsignal W »1« wird. Auf dieses Unischreibsignal Whin wird in den Speicher M₂ der Wert am Punkt P₂ eingeschrieben.

Auf diese Weise wird der Inhalt des Speichers M₂ nur dann neu geschrieben oder umgeschrieben, wenn dem Speicher über das Tor G\ ein Wert zugeführt wird, der größer ist als der gerade in dem Speicher enthaltene Wert. Daher erfolgt unter Zugrundelegung des in F i g. 4 dargestellten Spannungsverlaufs eine Neuschreibung oder Umschreibung des Inhalts des Speichers M an den Punkten 2, 3, 4, 8, 9 und 10 in der angegebenen Reihenfolge und am Schluß ist der Wert am Punkt 10 in dem Speicher M₂ gespeichert. Dies bedeutet, daß nach Beendigung eines Operationszyklus der Presse der der Maximallast entsprechende Wert in dem Speicher M₂ enthalten ist.

Wenn der Drehwinkel der Nockenwelle 300° überschreitet, werden die Tore G\ und G₂ geschlossen, während das Tor Gi geöffnet wird. Dann werden die Auslesesignale RO\ und RO₂ von der Steuerschaltung CON den Speichern M\ bzw. M₂ zugeführt, und der erwähnte Abtastwert sowie der erwähnte Maximalwert werden aus den Speichern M] bzw. M₂ ausgelesen. Nach Empfang eines Operationssteuersignals OC von der Steuerschaltung CON subtrahiert die Operationsschaltung OP den Anfangswert von dem Maximalwert, so daß der wahre oder richtige Maximalwert gebildet wird, der anschließend der Anzeigeschaltung DP zugeführt und von dieser zur Anzeige gebracht wird.

Es sei angenommen, daß das Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers ADCaus 8 Bit besteht, so daß die gesamte Skala dieses Ausgangssignals 255 Werte umfaßt. Der höchste Meßwert beträgt dabei lediglich 255 000 Kp. Es gibt jedoch viele Pressen, deren Kapazität 255 000 Kp übersteigt und beispielsweise 500 000 Kp oder 1 000 000 Kp beträgt. Damit die Pressenbelastungsmeßeinrichtung bei einer Vielzahl von Pressentypen einsetzbar ist, werden ein Schaltverbinderteil JS und eine Anzeige-Umschalteinrichtung DC zwischen die Operationsschaltung OP und die Anzeigeschaltung DP in der in F i g. 5 dargestellten Weise geschaltet.

Es sei angenommen, daß das Ausgangssignal der Operationsschaltung OP aus 8 Bits besteht. In diesem Fall sind lediglich in dem Schaltverbinderteil /5 die Daten der 8 Bits so zu schalten, daß sie zu höheren Bitstellen hin verschoben sind. Nachfolgende Tabelle gibt die Beziehungen zwischen der Bitzahl, um die die Verschiebung erfolgt, und der Kapazität der mit der Belastungsmeßeinrichtung zu überwachenden Presse an:

Tabelle

Pos.	Anzahl der Schiebeschritte	Anzeigewert mit gesamter Bitzahl	Pressenkapazität (Kp)
I	0	255	250 000
II	1	510	500 000
III	2	1020	1000 000
IV	3	2040	2 000 000
V	4	4080	4 000 000

In Fig. 6(a), (b) und (c) sind schematisch die Schaltbilder von Schaltverbindungszuständen für drei verschiedene Verschiebungszahlen 0, 2 und 4 in dem Schaltverbinderteil /5 dargestellt.

Andererseits wird in dem Addierer TAD die Summe der Ausgangssignale der Verstärker AM] bis AM_n mit '/„ multipliziert, so daß das Ergebnis annähernd gleich jedem der Ausgangssignale der Verstärker ist und mit den 8 Bits des Umsetzers -4DC ausgedrückt werden kann. Nur im Hinblick auf das Gesamtsignal muß das Gesamtsignal multipliziert mit vier (4) angezeigt werden. Aus diesem Grund erfolgt die tatsächliche Verbindung in dem Schaltverbinderteil JS in der in F i g. 7 dargestellten Weise. Bei der Anzeige des Maximallastwertes für die Erkennungsbereiche P\ bis P_n werden die Anschlüsse auf der »A«-Seite des Schaltverbinderteils /San die Anzeigeeinrichtung DP angeschlossen. Bei der Anzeige des Gesamtsignals wird von der Steurschaltung CON ein Schaltsignal DCC an die Anzeige-Umschalteinrichtung abgegeben, so daß die Anschlüsse auf der »B«-Seite des Schaltverbinderteils JS jetzt an die Anzeigeeinrichtung DP angeschlossen werden. Auf diese Weise wird für das Gesamtsignal der Maximalwert, der den richtigen Gesamtwert darstellt, angezeigt.

F i g. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem die Belastungsmeßeinrichtung für eine Doppelpresse bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind vier Spannungsmeßeinrichtungen IP) bis /Pt an dem inneren Stempel und vier weitere Spannungsmeßeinrichtungen OUP\ bis OUPi, an dem äußeren Pressenstempel angebracht. Für den inneren Stempel und den äußeren Stempel sind jeweils Gesamtaddierer TAD\ und TAD₂ vorgesehen. Die Verstärker AMP] bis AMPs dienen jeweils für einen der zu überwachenden Bereiche.

Ebenso wie bei dem zuerst beschriebenen Gesamtaddierer arbeitet jeder der Gesamtaddierer TAD₁ und 7ViD₂ so, daß er ein Viertel der Summe der Ausgangssignale der jeweiliegen Verstärker als Ausgangssignal abgibt.

Bei diesem Beispiel erfolgt eine Anzeige der Maximallast für die inneren Stellen, der Gesamtlast der inneren Stellen, der äußeren Stellen und der Gesamtlast der äußeren Stellen. Bei der Anzeige des Gesamtwertes müssen die Daten um mehr als 2 Bits hochgeschoben werden. Daher ist, ähnlich wie in dem zuvor beschriebenen Fall, ein Schaltverbinderteil /S vorgesehen, bei dem die Schaltverbindung in der in Fig.9 dargestellten Weise durchgeführt werden kann.

In F i g. 9 dienen die mit A bezeichneten Anschlüsse, die mit B bezeichneten Anschlüsse, die mit C bezeichneten Anschlüsse und die mit D bezeichneten Anschlüsse jeweils für die inneren Stellen, den inneren Gesamtwert, die äußeren Stellen und den äußeren Gesamtwert Ähnlich wie bei dem ersten Beispiel erfolgt die Umschaltung und Verbindung durch eine Anzeige-Umschalteinrichtung, die von einem Anzeige-Umschalt-Selektionssignal gesteuert wird, das von der Steuereinheit CON geliefert wird. Die Anzeige-Umschalteinrichtung DC liefert selektiv die Maximallastwerte für die inneren Stellen, den inneren Gesamtwert, die äußeren Stellen und den äußeren Gesamtwert

Wenn die Pressenbelastungs-Meßeinrichtung so konstruiert ist, daß bei Überchreiten bestimmter voreingestellter Werte durch die Maximalwerte der einzelnen Punkte und die Gesamtwerte Überlastungssignale erzeugt werden, kann man Überlastungserscheinungen bei Pressenbetrieb ermitteln. Wenn beispielsweise in einer Presse mit vier inneren Punkten zu 800 000 Kp

(200 000 Kp pro Punkt) und vier äußeren Punkten zu 400 000 Kp (100 000 Kp pro Punkt) der Überlastungswert auf 110% festgesetzt ist, dann beträgt der Einstellwert für die inneren Punkte 220 000 Kp, der Einstellwert für den inneren Gesamtwert beträgt 880 000 Kp, der Einstellwert für die äußeren Punkte beträgt 110 000 Kp, und der Einstellwert für den äußeren Gesamtwert beträgt 440 000 Kp.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, muß zur Erzielung von Überlastungssignalen für die Doppelpresse eine Schaltung vorgesehen sein, an der die vier Stellwerte eingestellt werden, und es werden außerdem Hilfsschaltungen benötigt. Dies führt zu einer ziemlich komplizierten Schaltung.

Man kann Überlastungssignale aber auch mit lediglich zwei Einstellwerten erhalten. Im einzelnen gibt in bezug auf das Ganze jeder der Gesamtaddierer TAD\ und TAD₂ ein Viertel der Summen der jeweiligen Verstärker aus. Daher kann man die Ausgangswerte der Operationsschaltung OP als äquivalent zu jedem der betreffenden Punkte betrachten. Dies bedeutet, daß für die inneren Punkte und den inneren Gesamtwert derselbe Einstellwert \orgesehen werden kann. In dem obigen Beispiel beträgt der Einstellwert 220 000 Kp. Das gleiche kann man im Falle der äußeren Punkte und des äußeren Gesamtwertes durchführen.

Gemäß Fig. 10 liefert eine innere Überlast-Einstellschaltung K] den erforderlichen Einstellwert. Das Ausgangssignal der inneren Überlast-Einstellschaltung K] wird von einer Kodeumsetzerschaltung CGi in ein digitales 8-Bit-Signal Vi umgewandelt und einem der Eingänge einer Vergleichsschaltung CRK] zugeführt. Ferner wird ein 8-Bit-Wert X, der die Maximallast kennzeichnet, von der Operationsschaltung OP der Vergleichsschaltung CRKι zugeführt, wo die beiden Daten X\ und Vi miteinander verglichen werden. Wenn der Wert X größer ist als Ki (X> Yi), erzeugt die Vergleichsschaltung CRKi ein Ausgangssignal. Für die äußere Überlastung sind in gleicher Weise eine äußere

ίο Überlastungs-Einstellschaltung Kj, eine Kodeumsetzerschaltung CG₂ und eine Vergleichsschaltung CRK₂ vorgesehen. Die Vergleichsschaltung vergleicht den Wert X mit dem Wert Y₂ und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn der zweite Wert größer ist als der erste (X> Y₂).

!5 Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen CRK] und CRK₂ werden einer Torschaltung G zugeführt. Diese Torschaltung G wird von einem Anzeige-Selektionssteuersignal DCC, das von der Steuerschaltung CON geliefert wird, gesteuert, und es -wird im Zeittakt der Anzeige der oben beschriebenen Anzeigeschaltung geöffnet. Wenn in diesem Fall die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen CRK] und CRK₂ anstehen, werden diese Ausgangssignale als Überlastungssignale über das Tor G an die Anzeigeschaltung DPL geliefert

und zeigen das Auftreten eines Überlastungszustands an. Die Anzeigeschaltung DPL kann konventionell ausgebildet sein, indem sie beispielsweise eine lichtemittierende Diode enthält oder einen Summer, der durch Schließen eines eingebauten Relaisschalters betätigt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung mit mehreren an verschiedenen Stellen eines Pressenstempels angeordneten Spannungsmeßeinrichtungen, denen Verstärker nachgeschaltet sind, mit Mitteln zur Berücksichtigung der Nullastsignale der Spannungsmeßeinrichtungen und mit einer Speicherschaltung zur Lastsignalspeicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (Fi bis F_n) der Spannungsmeßeinrichtungen (P\ bis P_n) einem Multiplexer (MAX) zugeführt werden, der eine zyklische Abtastung dieser Ausgangssignale (Fi bis F_n) durchführt und an einen Analog/Digital-Umsetzer (ADC) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Analog/Digital-Umsetzers (ADC) mit den Eingängen zweier Speicher (M_u M₂) verbunden ist, von denen ein Speicher (M\) durch ein im unbelasteten Zustand der Presse erzeugtes Schreibsignal (WR) zur Aufnahme der Nullastsignale gesteuert ist und von denen der andere Speicher (M₂) durch ein Umschreibsignal (W) gesteuert ist, das nur dann erzeugt wird, wenn das Lastsignal am Ausgang des Analog/Digital-Umsetzers (ADC) größer ist als das bisher in diesem Speieher (M₂) enthaltene Lastsignal, und daß die Speicher (Mi, M₂) an eine Operationsschaltung (OP) angeschlossen sind, die bei Beendigung eines Pressenzyklus den Inhalt des ersten Speichers (Mi) von demjenigen des zweiten Speichers (M₂) subtrahiert und das Subtraktionsergebnis an eine Anzeigevorrichtung (DP) weiterleitet.

2. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (F_x bis F_n) der Spannungsmeßeinrichtungen (P\ bis P_n) einem Addierer (TA D) zugeführt werden, dessen Ausgang an den Eingang des Multiplexers (MAX) angeschlossen ist.

3. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des zweiten Speichers (M₂) an eine für jede Spannungsmeßeinrichtung (P\ bis P_n) ein Lastsignal (F\ bis F_n) aufnehmende Halteschaltung (L4.) und an einen ersten Eingang eines !Comparators (COi) angeschlossen ist, daß an einen zweiten Eingang des !Comparators (COi) der Ausgang der Halteschaltung (LAi) angeschlossen ist, daß der Komparator (COi) ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn das Signal (Di bis D_n) an seinem ersten Eingang größer ist als das Signal an seinem zweiten Eingang, und daß das Ausgangssignal des !Comparators (COi) zur Erzeugung des Umschreibsignals (W) benutzt wird.

4. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/ Digital-Umsetzer (ADC) derart gesteuert ist, daß zwei Abtastzyklen kurz hintereinander durchgeführt werden, daß die Ausgangssignale des ersten Abtastzyklus der ersten Halteschaltung (LA\) zugeführt werden, welche sie festhält und an den Komparator (COi) abgibt, dem außerdem die Ausgangssignale des zweiten Abtastzyklus zugeführt werden, daß eine zweite Halteschaltung (LA₂) an den ersten Eingang eines zweiten Komparators (CO2) angeschlossen ist, daß an einen zweiten Eingang des zweiten Komparators (CO₂) der Ausgang des zweiten Speichers (M₂) angeschlossen ist, daß der zweite Komparator (CO2) ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn das Signal an seinem ersten Eingang größer ist als das Signal an seinem zweiten Eingang, und daß die Ausgangssignale der beiden Komparatoren (COi, CO2) mit einem Schreibsynchronisiersignal (Wj) in einer UND-Schaltung (A) zur Erzeugung des Umschreibsignals (W) zusammengefaßt sind.

5. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (Fs) des Addierers (TAD) einem Bruchteil der Summe der Eingangssignale (F\ bis F_n) entspricht, und daß die Operationsschaltung (OP) an einen Schaltverbinder (JS) angeschlossen ist, der die digitalen Ausgangswerte der Opertionsschaltung nur für die Gesamtsumme um mindestens ein Bit nach oben verschiebt

6. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Spannungsmeßeinrichtungen (IP_x bis IPa) an einem inneren Stempel und andere Spannungs-Meßeinrichtungen (OUP] bis OUPa) an einem äußeren Pressenstempel angeordnet sind, und daß der Addierer (TAD) in einen Addiererteil (TAD\) für den inneren Pressenstempel zur Ermittlung der Summe der Ausgangssignale der Spannungsmeßeinrichtungen für die inneren Meßstellen und einen Addiererteil (TAD₂) für den äußeren Pressenstempel zur Addierung der Ausgangssignale der Spannui.gsmeßeinrichtungen der äußeren Meßstellen unterteilt ist.

7. Pressenbelastungs-Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (K_u K₂) für Überlastwerte vorgesehen ist, deren Ausgangssignale einer Vergleichseinrichtung (CRKu CRK₂) zugeführt und mit den entsprechenden Lastsignalen verglichen werden, wobei ein Überlastsignal erzeugt wird, wenn das Ausgangssignal der Operationsschaltung (OP) den voreingestellten Überlastwert überschreitet.