DE2807065A1

DE2807065A1 - NUMERICAL CONTROL CIRCUIT FOR A WORKPIECE TRANSPORT DEVICE

Info

Publication number: DE2807065A1
Application number: DE19782807065
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing Grad Braitinger; Franz Ing Grad Schneider; Burkhard Ing Grad Schumann
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1979-08-23
Also published as: SE7901354L; IT1111731B; IT7920253A0; DE2807065C2; FR2417799A1; GB2014760B; GB2014760A

Description

Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerschaltung für eine Werkstücktransport Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a numerical control circuit for a workpiece transport device according to the generic term of claim 1.

Eine derartige Steuerschaltung für eine Werkstücktransportvorrichtung ist in der DE-OS 22 18 966 beschrieben. Hierbei ist jeder Presse eine Beladevorrichtung und eine Entladevorrichtung mit Greiferelementen zugeordnet, wobei die Be- und Entladevorrichtung durch eigene, vom Pressenhauptantrieb unabhängige Stellantriebe angetrieben werden. Die Steuerung der Stellantriebe erfolgt durch eine an sich bekannte, numerische Steuerschaltung. Derartige numerische Steuer schaltungen und insbesondere CNC-Bahnsteuerungen sind für relativ geringe Bahngeschwindigkeiten aufgrund desAnwendungsbereiches in der spanabhebenden Fertigung konzipiert. Diese handelsüblichen, bereits mit einer internen Software versehenen CNC-Bahnsteuerungen beinhalten jedoch in der Anwendung bei einer Werkstücktransportvorrichtung, wie sie dem Stand der Technik zu entnehmen ist, Probleme , wie unerwünschte Geschwindigkeitsänderungen, Ansteuerungsprobleme usw.Such a control circuit for a workpiece transport device is in DE-OS 22 18 966. Each press is assigned a loading device and an unloading device with gripper elements, the loading and unloading device are driven by their own actuators that are independent of the main press drive. The actuators are controlled by a known, numerical control circuit. Such numerical control circuits and in particular CNC path controls are due to relatively low path speeds of the area of application in machining. These commercially available, CNC path controls already provided with internal software include, however, in application to a workpiece transfer device like them can be found in the state of the art, problems such as undesired speed changes, Control problems etc.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine handelsübliche CNC-Bahnsteuerung bei einer Werkstücktransportvorrichtung anzuwenden und optimal an die geforderten Bewegungsabläufe anzupassen.Proceeding from this, the invention is based on the object of a commercially available CNC path control to be used in a workpiece transport device and to be optimally adapted to the required movement sequences.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 vorgesehenen Maßnahmen gelöst, wobei vorteilhafte Kombinationen und Ausgestaltungen den Unteransprüchen zu entnehmen sind.This task is provided by the characterizing part of claim 1 Measures solved, with advantageous combinations and configurations of the subclaims can be found.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen in der Verwendung handelsüblicher, numerischer Steuerungen, deren vorgegebene interne Software nicht verändert werden muß, wodurch ein erheblicher wirtschaftlicher Faktor gegeben ist. Weiterhin wird ein hohes Maß an Servicefreundlichkeit erreicht, da keine speziel hergestellten Hardware-Bausteine angewandt werden.The advantages of the solution according to the invention are the use of commercially available, numerical controls whose internal software is not changed must, whereby a significant economic factor is given. Will continue A high level of service friendliness is achieved because there are no specially manufactured hardware components can be applied.

Anhand einer Zeichnung ist nachfolgend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigenAn example of the invention is explained in more detail below with the aid of a drawing. It demonstrate

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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführung der Steuerschaltung,Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of the control circuit,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der Steuerschaltung,Fig. 2 is a block diagram of a second embodiment of the control circuit,

Fig. 3a-c Diagramme des Fahrverhaltens der Werkstücktransportvorrichtung. 3a-c diagrams of the driving behavior of the workpiece transport device.

Kernstück der numerischen Steuerschaltung gemäß Fig. 1 ist eine handelsübliche CNC-Bahnsteuerung 10 mit einer vorgegebenen internen Software, wie sie beispielsweise bei spanabhebenden Maschinen verwendbar ist. Die CNC-Bahnsteuerung 10 ist als Zwei- oder Drei-Achsen-Seuerung ausgebildet. Die zugehörigen Stellantriebe sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Stellvertretend für die Lageregelkreise ist ein inkrementaler Positions-Ist-Impulsgeber 11 dargestellt, dessen Ausgang direkt auf die CNC-Bahnsteuerung 10 geführt ist und an dem zusätzlich ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler 12 mit Vorzeichenermittlung, d.h. Richtungserkennung, angeschlossen ist. Dem Vorwärts-Eückwärts-Zähler 12 ist ein Vergleicher 13 nachgeschaltet, dem weiterhin aus einem Datenspeicher 14, der von einer Adresse 15 aktivierbar ist, Positions-Soll-Signale zugeführt werden. Die Adresse 15 wird durch ein Steuerwerk 16 bestimmt, welches von einem Hilfsfunktions-Ausgangs-Kanal 17 seriell kodiert angesteuert wird. Den Ausgängen des Vergleichers 13 sind Verstärkerstufen 18 nachgeschaltet, die Ventile, Relais etc. der Werkstücktransportvorrichtung aktivieren bzw. desaktivisren. Einem der Verstärker 18 ist eine Ausgangs schaltstufe 19 nachgeschaltet, durch die das Toleranzband 20 - Erläuterung erfdgt später der CNC-Bahnsteuerung 10 gesteuert wird.The core of the numerical control circuit according to FIG. 1 is a commercially available one CNC path control 10 with a predetermined internal software, such as, for example can be used in cutting machines. The CNC path control 10 is designed as two- or three-axis control. The associated actuators are not shown in more detail for reasons of clarity. Representing the position control loops an incremental actual position pulse generator 11 is shown, the output of which is fed directly to the CNC path control 10 and to which an additional Up / down counter 12 with sign determination, i.e. direction recognition, connected. The up / down counter 12 is followed by a comparator 13, to which further position setpoint signals are supplied from a data memory 14, which can be activated by an address 15. The address 15 becomes through a control unit 16 determines which of an auxiliary function output channel 17 is controlled serially coded. The outputs of the comparator 13 are amplifier stages 18 downstream, the valves, relays, etc. of the workpiece transport device activate or deactivate. One of the amplifiers 18 is an output switching stage 19 connected downstream, through which the tolerance band 20 - Explanation erfdgt later of the CNC path control 10 is controlled.

Anstelle der separaten Bauteile 13 bis 16 kann auch eine an sich bekannte programmierbare Steuerung 21 verwendet werden.Instead of the separate components 13 to 16, a programmable one known per se can also be used Controller 21 can be used.

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In Fig. 2 sind gleichwirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen und Bezeichnungen versehen. Anstelle der Bauteile 13 bis 16 sind manuell einstellbare Dekadenschalter 25 vorgesehen, wobei jeweils zwei Dekadenschalter 25 zu einer Einheit gehören. Die Ausgänge der Dekadenschalter 25 sind jeweils mit einem Eingang eines Koinzidenz-Vergleichers 26 verbunden. Die zweiten Eingänge der Koinzidenz-Vergleicher 26 sind in einer Parallelschaltung an den Ausgangs des Vorwärts-Rückwärts-Zählers angeschlossen. Die Ausgänge der jeweils zu einer Einheit zählenden zwei Koinzidenz-Veigleicher 26 sind mit den Setzeingängen je einer Speicherstufe 27, vorzugsweise einer statischen Rücksetz -Setz -Speicherstufe ( RS-Speicher ), verbunden. Den Ausgängen der Speicherstufen 27 wiederum sind die Verstärkerstufen 18 nachgeschaltet. Die Beschaltung des Toleranzbandes 20 mit der Ausgangsschaltstufe 19 entspricht der der Fig. 1.In FIG. 2, components with the same effect are given the same reference numbers and designations Mistake. Instead of components 13 to 16 there are manually adjustable decade switches 25 provided, with two decade switches 25 belonging to one unit. The outputs of the decade switch 25 are each connected to an input of one Coincidence comparator 26 connected. The second inputs of the coincidence comparators 26 are connected in parallel to the output of the up / down counter connected. The outputs of the two coincidence comparators 26, each belonging to a unit, are preferably connected to the set inputs of a storage stage 27 a static reset-set memory stage (RS memory). The amplifier stages 18 are in turn connected downstream of the outputs of the storage stages 27. The connection of the tolerance band 20 to the output switching stage 19 corresponds to that of FIG. 1.

Unter Zuhilfenahme der Fig. 3 sind nachfolgend die Funktionen der numerischen Steuerschaltungen gemäß Fig. 1 und 2 erläutert.With the aid of FIG. 3, the following are the functions of the numerical control circuits according to FIGS. 1 and 2 explained.

Die handelsübliche CNC-Bahnsteuerung 10, die bei der erfindungsgemäßen numerischen Steuerschaltung verwendet wird, ist für eine Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise 2,5 m/min, und eine Eingabegenauigkeit von l/loo mm ausgelegt. Bei spanabhebenden ' Werkzeugmaschinen sind derartige Werte angebracht, während jedoch bei einer Werkstücktransportvorrichtung der eingangs geschilderten Art im wesentlichen die Fahrgeschwindigkeit viel zu gering ist. Eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit um den Faktor 100 wäre daher wünschenswert. Hierbei zeigen sich jedoch die Schwächen der handelsüblichen CNC-Bahnsteuerung 10. Zum einen sind Geschwindigkeitswechsel ohne Geschwindigkeitseinbrüche - siehe Fig. 3a, Kurve 30 - nicht zu erreichen und zum anderen ergeben sich die gleichen Geschwindigkeitseinbrüche bei dem Auslesen von Hilfsfunktionen während des Verfahrvorganges - siehe Fig. 3b, Kurve 32 - . Hervorgerufen werden diese Geschwindigkeitseinbrüche durch ein geringes, d.h. kleines Toleranzband. Das Prinzip der CNC-Bahnsteuerung 10 beinhaltet eine Sollwertvorgabe für die Stellantriebe, die bei Erreichen eines EndwertesThe commercially available CNC path control 10, which is used in the numerical according to the invention Control circuit used is for a vehicle speed of, for example 2.5 m / min, and an input accuracy of 1/100 mm. With machining 'Machine tools are appropriate, while at a workpiece transport device of the type described above essentially the driving speed is far too slow. An increase in driving speed a factor of 100 would therefore be desirable. Here, however, the weaknesses of the commercially available CNC path control 10 become apparent. On the one hand, there are speed changes Without speed drops - see Fig. 3a, curve 30 - not to be reached and on the other hand the same speed drops result the reading of auxiliary functions during the travel process - see Fig. 3b, curve 32 -. These drops in speed are caused by a slight, i.e. small tolerance band. The principle of the CNC path control 10 includes a setpoint specification for the actuators, which when a final value is reached

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einen Programmsatz "Position erreicht" ausliest, der den nächsten Programmschritt, beispielsweise eine höhere Fahrgeschwindigkeit freigibt bzw. abruft. Diese Reihenfolge der "Verarbeitung bestimmt den Geschwindigkeitseinbruch, da durch das kleine Toleranzband 20 der Programmsatz "Position erreicht" erst nahezu in der Endposition ausgelesen wird, in der die Stellantriebe sich bereits dem Stillstand nähern. Mit dieser Einstellung des Toleranzbandes 20 wird beispielsweise die in Fig. 3c gezeigte Bahnkurve 34 abgefahren, wobei alle Sollpositionen relativ langsam aber genau angefahren werden. Diese Einstellung des Toleranzbandes 20 wird während des Greifens bzw. Ablegens der Werkstücke benötigt. In der eigentlichen Transportphase kann mit wesentlich höherer Geschwindigkeit gefahren werden. Um die Geschwindigkeitsänderung zu erreichen, ohne Geschwindigkeitsbrüche ( Fig. 3a, 30 ) zu erhalten, wird die erfindungsgemäße Steuerschaltung eingesetzt. Gemäß Fig. 1 werden von dem Positions-Ist-Impulsgeber 11 Wegimpulse vorzeichenrichtig in den Vorwärts-Rückwärts-Zähler 12 eingelesen, von dessen Ausgang der jeweilige Istzählerstand dem Vergleicher 13 zugeführt ist. Die CNC-Bahnsteuerung 10 gibt über einen Hilfsfunktions-Ausgangskanal 17 seriell Daten aus, die in dem. Steuerwerk 16 verarbeitet, z.B. umkodiert, eine Adresse 15 aktivieren, wodurch in dem Datenspeicher 14 gleichzeitig verschiedene Soll-Positionen gesetzt werden, die mit Ist-Positionen der Werkstücktransportvorrichtung an dem Vergleicher 13 anstehen. Die Steuerung des Toleranzbandes 20 erfolgt nun derart, daß bei einer vorgegebenen Soll-Position, die in dem Datenspeicher 14 ansteht,und bei Erreichen dieser Soll-Position durch die Ist-Position ein Verstärker 18 aktiviert wird, der die Ausgangsschaltstufe 19 ansteuert, wodurch das Toleranzband 20 vergrößert wird. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß ohne unmittelbare Verarbeitung des Programmsatzes "Position erreicht" der nächste Programmsatz, der beispielsweise eine höhere Bahngeschwindigkeit vorgibt, unmittelbar ausgelesen wird. Mit dem großen Toleranzband 20 wird hierbei eine verschliffene Bahnkurve 35 ( Fig. 3c ) und ein Geschwindigkeitsverlauf 31 ( Fig. 3a ) erzielt. Bei exakter Positionierung wird die Ausgangssehaltstufe 19 entsprechend der vorhergehenden Weise angesteuert, wodurch wieder auf das kleinere Toleranzband 20 umgeschaltet wird.reads a program block "position reached", which the next program step, for example, releases or retrieves a higher driving speed. This order of "processing" determines the drop in speed because of the small tolerance band 20 of the program block "position reached" only almost in the End position is read out in which the actuators are already approaching standstill. With this setting of the tolerance band 20, the trajectory 34 shown in FIG. 3c is followed, for example, with all setpoint positions being relatively slow, however be approached precisely. This setting of the tolerance band 20 is required while the workpieces are being gripped or deposited. In the actual transport phase, you can drive at a much higher speed. About the change in speed to achieve without speed breaks (Fig. 3a, 30), the control circuit according to the invention is used. According to Fig. 1 will be from the actual position pulse generator 11 path pulses with the correct sign in the up / down counter 12 read, from the output of which the respective actual counter reading is fed to the comparator 13. The CNC path control 10 is a Auxiliary function output channel 17 serially outputs data that is in the. Control unit 16 processed, e.g. recoded, activate an address 15, whereby different target positions are set in the data memory 14 at the same time, which are associated with actual positions of the workpiece transport device are pending at the comparator 13. The control of the tolerance band 20 is now carried out in such a way that, at a predetermined target position, which is pending in the data memory 14, and when this target position is reached by the Actual position an amplifier 18 is activated, which controls the output switching stage 19, whereby the tolerance band 20 is increased. This measure has the consequence that without immediate processing of the program block "position reached" the next program block, which, for example, specifies a higher path speed, is read out immediately. With the large tolerance band 20, a ground trajectory 35 (FIG. 3c) and a speed profile 31 are created (Fig. 3a) achieved. With exact positioning, the initial holding stage 19 is corresponding controlled in the previous manner, which switches back to the smaller tolerance band 20.

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Mit Hilfe der weiteren Verstärkerstufen 18 und der im Datenspeicher 14 anstehenden Soll-Positionen werden bei Erreichen der entsprechenden Ist-Position der Werkstücktransportvorrichtung, die von dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 12 kontinuierlich erfaßt wird, Hilfsfunktionen, z.B. das Öffnen und Schließen von Greiferzangen, gesteuert! Eine direkte Steuerung durch die CNC-Bahnsteuerung 10 ist hierbei nicht möglich, da das Auslesen der entsprechenden Programmschritte wiederum zu einem Geschwindigkeitseinbruch ( Fig. 3b, 32 ) führen würde und das Auslesen entsprechend dem vorauseilenden Sollwert erfolgen würde. Da jedoch die Hilfsfunktionen istwertabhängig abgerufen werden müssen, wird die Erfassung der Ist-Position mittels des Positions-Ist-Impuls geber s 11 und des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 12 zur Steuerung des Toleranzbandes 20 für die Steuerung der Hilfsfunktionen erweitert.With the help of the further amplifier stages 18 and those in the data memory 14 Target positions are set when the corresponding actual position of the workpiece transport device is reached, which is continuously recorded by the up / down counter 12, auxiliary functions, e.g. the opening and closing of gripper tongs, controlled! There is no direct control by the CNC path control 10 here possible, since reading out the corresponding program steps would in turn lead to a drop in speed (Fig. 3b, 32) and reading out accordingly the leading setpoint would occur. However, since the auxiliary functions are dependent on the value must be called up, the actual position is recorded by means of the actual position pulse encoder s 11 and the up / down counter 12 for controlling the tolerance band 20 for controlling the auxiliary functions.

Bei der numerischen Steuerschaltung gemäß Fig. 2 werden die Positionen, an denen das Toleranzband 20 verändert wird und die Hilfsfunktionen ausgelöst werden, durch Dekadenschalter 25 eingestellt. Über Koinzidenzvergleicher 26 werden Speicherstufen 27 gesetzt, die die Verstärkerstufen 18 aktivieren. Der weitere Funktionsablauf entspricht dem der Schaltung gemäß Fig. 1.In the numerical control circuit of FIG. 2, the positions where the Tolerance band 20 is changed and the auxiliary functions are triggered by decade switches 25 set. Storage stages 27 which activate the amplifier stages 18 are set via coincidence comparators 26. The further functional sequence corresponds to that of the circuit according to FIG. 1.

Anstelle der exakten Steuerung des Toleranzbandes 20 gemäß der vorhergehenden Beschreibung ist auch eine vereinfachte Ausführung möglich, bei der bereits abhängig von einem Positions-Soll-Impuls die Umschaltung der Größe des Toleranzbandes 20 erfolgt. Hierbei wird unmittelbar mit dem Auslesen eines Programmsatzes die Ausgangsschaltstufe 19 beaufschlagt.Instead of the exact control of the tolerance band 20 as described above A simplified version is also possible in which the size of the tolerance band 20 is switched over as a function of a target position pulse. The output switching stage is activated immediately when a program block is read out 19 applied.

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L e e r s e 11Read 11

Claims

28Q7065

Applicant: Goppingun, on February 13, 1978

L. Schuler GmbH 'P 8051 KP / R / Gl

Bahnhofstrasse 41-67
Goeppingen

Numerical control circuit for a
Workpiece transport device

Patent claims:

(lyNumerical control circuit for a workpiece transport device, for example for the automation of press lines with at least one conveyor slide is provided, to which controllable gripper elements are attached, and the conveyor carriage can be moved horizontally and vertically by means of actuators numerically controlled by the control circuit,

characterized,

that a CNC path control (10) is used, the tolerance band (20) accordingly a preselectable position impulse is controllable.

2. Control circuit according to claim 1,

characterized,

that an incremental actual position pulse generator (11) of a position control loop of the numerical control circuit followed by an up / down counter (12) is, the output of which is connected to a comparator (13) to which a setpoint signal is supplied, which can be called up from a data memory (14), and that the data memory (14) from an auxiliary function output channel (17) of the CNC path control (10) via a control unit forming an address (15) ι 16) can be activated, and that the comparator (13) output switching stages (18, 19) are downstream.

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28Q7065

3. Control circuit according to claim 1,

characterized,

that an incremental actual position pulse generator (11) of a position control loop the numerical control circuit is followed by an up / down counter (12) is, whose output inputs of comparison stages (26) are connected in parallel, which can be set by decade switch (25), and that each two comparison stages (26) are connected to a memory stage (27) which is an output switching stage (18, 19) is connected downstream.

4. Control circuit according to claim 2,

characterized,

that the functions of the comparator (13), the control unit (16) and the data memory (14) can be executed by a programmable controller (21).

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