DE2939955A1

DE2939955A1 - Schnittsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2939955A1
Application number: DE19792939955
Authority: DE
Inventors: Shigeki Hayashi; Takemitsu Okamoto
Original assignee: NUSCO KK
Current assignee: NUSCO KK
Priority date: 1978-10-04
Filing date: 1979-10-02
Publication date: 1980-04-10
Also published as: JPS5548517A; DE2939955C2; JPS6236806B2; US4266276A

Description

Schnittsteuerungsvorrichtung Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schnittsteuerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 7.

Bei einer herkömmlichen fliegenden Schere oder Schneideinrichtung wird die Umlaufgeschwindigkeit eines Schneid- oder Scherblattes iTüttels eines Geschwindigkeitsänderungsmechanismus für die Verwendung zur Schnittlängeneinstellung, etwa in V'orm eines stufenlosen Wechselgetriebes, gesteuert. Das zu schneidende Material wird dabei mit konstanter Geschwindigkeit vorgeschoben. Zur Vergrößerung der Schnittlänge des Materials wird die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes verringert, um die Länge des während einvsr Umdrehung der Schneideinrichtung vorgeschobenen Materials zu erhöhen. Im Fall dor Verringerung der Schnittlänge des Materials wird die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes erhöht. Das bedeutet, daß das Scherblatt während eines Umlaufs mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird und daß Qie während eines Umlaufs des Scherblattes vorgeschobene Materiallänge die Schnitt-

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länge des Materials ist, so daß zur Änderung der Schnittlänge des Materials die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes durch den erwähnten Geschwindigkeitsänderungsmechanismus geändert werden muß. Da diese Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes nicht sehr genau vorgenommen werden kann, ist auch die Maßgenauigkiait des Schneidvorganges gering.

Sollten die Bewegungsgeschwindigkeiten von Scherblatt und Material nicht gleich sein, wenn das Scherblatt mit dem Material in Berührung kommt, dann wird das Material manchmal nicht sauber geschnitten, oder das Scherblatt kann brechen. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, einen Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus zu verwenden, durch den das Scherblatt während einer Umdrehung in eine Pendelbewegung in Richtung seiner Rotation versetzt wird. Demzufolge ändert sich die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes bei einem Umlauf um einen Mittelwert. Der Scherblattgeschwindigkeitsänclerungsmechanismus wird so eingestellt, daß die Geschwindigkeit des Scherblattes im Moment der Berührung mit dem Material gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Materials ist. Da die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes in oben erwähnter Weise zur Vergrößerung der Schnittlänge des Materials verringert wird, wird beispielsweise der Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus so eingestellt, daß das Scherblatt mit dem Material mit einer Geschwindigkeit in Berührung kommt, die größer als die mittlere Geschwindigkeit des Scherblattes wäh-

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rend einer Umdrehung ist. Diese Einstellung ist jedoch verhältnismäßig mühsam, weshalb die Änderung des eingestellten Wertes für den Schnitt häufig zu einem merklich geringeren Schneidarbeitswirkungsgrad führt. Da außerdem der Bereich, innerhalb dessen die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes einstellbar ist, relativ eng ist, ist auch der Bereich, innerhalb dessen die Schnittlänge des Materials geändert werden kann, eng.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schnittsteuerungsvorrichtung zu schaffen, die anstelle des herkömmlichen Geschwindigkeitsänderungsmech.inismus zur Einstellung der Schnittlänge einen numerisch gesteuerten Servomechanismus zur leichten Einstellung der Schnittlänge verwendet und Schneidvorgänge mit erhöhter Genauigkeit zuläßt. Auch hierbei soll ein Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus wie bisher zur Verringerung von Geschwindigkeits- oder Drehzahländerungen eiies Servomotors eingesetzt werden, damit nicht die Massenträgheit ein Hindernis für Hochgeschwindigkeitsschneidvorgänge ist. Die Erfindung soll es ermöglichen, daß die mechanische Synchronisationseinstellung nicht für jede geringe Änderung der Schnittlänge geändert werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche i, 4 bzw. 7 gelöst. Sie erlaubt korrekte Schneidvorgänge, auch wenn eine synchrone Schnittlänge, die der Ein-

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stellung des Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus, ζ. B. dem eingestellten Winkel eines exzentrischen Getriebes entspricht, von der Schnittlänge des Materials verschieden ist.

Bei der erfindungsgemäBen Schnittsteuerungsvorrichtung werden die Materialschnittlänge und die synchrone Schnittlänge beispielsweise mit Hilfe von Digitalschaltern eingestellt. Längenmeßimpulse werden von einem Längenmeß impulsgenerator abhängig von der Länge erzeugt, um die das Material vorgeschoben wird. Die Pulsfrequenz, d. h. die Vorschubgeschwindigkeit des Material:;, wird durch die synchione Schnittlänge geteilt und das Ergebnis als Bezugsgeschwindigkeitssignal an einen Motor ^ um Antrieb der Schneideinrichtung angelegt. Die Längenmeßimpulse werden, jeweils beim Auftreten eines Impulses, mit einem Koeffizienten multipliziert, der der synchroner. Schnitt länge proportional ist. Das dabei erhaltene Ergebnis wird einem Addierer zugeführt und dem im Addierer vorhandenen Wert hinzuaddierL. Es werden außerdem Rotationsimpulse entsprechend der Motorrotation erzeugt und jeweils mit einem konstanten Koeffizienten multipliziert und dann an den Addierer geliefert, um von dessen Wert subtrahiert zu werden. Mit anderen Worten dient der Addierer als positiver und negativer Akkumulator. Auf der Basis der eingestellten Schnittlänge und der synchronen Schnittlange wird ein Korrekturwert errechnet und nach Abschluß eines Schneidvorgangs

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zur Vorbereitung des nächsten Schneidvorgangs in den Addierer eingegeben. D. h. der Korrekturwert wird vor jedem Schneidvorgang an den Addierer angelegt. Der Ausgangswert des Addierers wird in ein analoges Signal umgesetzt, welches als Korrektursignal für das Bezugsgeschwindigkeitssignal an den Antriebsmotor für die Schneideinrichtung geliefert wird.

Bei der so beschriebenen Anordnung können die beiden Eingangssignale des Addierers, die den Längenmeßimpulsen bzw. den Rotationsimpuli<en entsprechen, auch miteinander vertauscht werden. In diesem Fall werden die Rotationsimpulse, die abhängig von der Motorrotation erzeugt werden, mit einem Koeffizienten riultipliziert, der der synchronen Schnittlänge proportional ist, und dem Addierer dann subtraktiv zugeführt. Die der Vorschublänge des Materials entsprechenden Längenmeßimpulsj werden mit einem konstanten Koeffizienten multipliziert und dem Addierer additiv zugeführt. Außerdem wird auf der Basis der eingestellten Schnittlänge und der synchronen Schnittlänge ein Korrekturwert errechnet und für jeden Schneidvorgang in den Addierer eingegeben.

Bei der obigen Anordnung ist es auch möglich, die Umlaufgeschwindigkeit des Scherblattes festzuhalten und während eines

Umlaufs des Scherblatts die Vorschubgeschwindigkeit des Materials anstelle des Antriebsmotors für die Schneideinrichtung zu steuern. In diesem Fall wird der Wert der Umlaufgeschwin-

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digkeit des Motors zum Antrieb der Schneideinrichtung mit der synchronen Schnittlänge multipliziert und als Bezugsgeschwindigkeitssignal dem Motor für den Materialvorschub geliefert. Die Längenmeßimpulse entsprechend der Rotation des Motors für den Materialvorschub werden mit einer Konstanten multipliziert und dann dem Addierer subtraktiv zugeführt. Zugleich werden die Rotationsimpulse entsprechend der Rotation des Motors für den Antrieb der Schneideinrichtung mit der synchronen Schnittlänge multipliziert und dann additiv an den Addierer angelegt. Ferner wird ein numerischer Korrekturwert errechnet, der der Schnitt länge und der synchronen Schnittlänge entspricht, und einmal für jeden Schneidvorgang in den Addierer eingegeben. Der Ausgangswert des Addierers wird in ein analoges Signal umgesetzt, das als Geschwindigkeitskorrektursignal für den Motor zum Materialvorschub bereitgestellt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen fliegenden Schneidvorrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform, eingesetzt zur Steuerung der Rotation des Scherbzw. Schneidblattes;

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Fig. 3 ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile einer Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 2, bei der nach jedem Auftreten eines Impulses von einem die Rotation einer Schneideinrichtung erfassenden Kodierer ein der synchronen Schnittlänge entsprechender Viert an einen Addierer angelegt wird;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt zur Steuerung des Materialvorschubs; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile der Ausführungsform von Fig. 2 im Falle der Verwendung eines Aufwärts-Abwärts-Zählers als Addierer.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung soll unter Bezug auf Fig. 1 eine herkömmlicha Schnittsteuerungsvorrichtung erläutert werden.

Ein zu schneidendes Material, beispielsweise ein Eisenblech ο. α. wird mittels eines Vorschubwerks, beispielsweise einer Richtmaschine 11, einer fliegenden Schneideinrichtung, beispielsweise einer Schere 13, zugeführt und von den Scher-

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blättern 14a und 14b eines Paares von Schertrommeln 13a und 13b, die von unten und oben mit dem Blech 12 in Berührung kommen, geschnitten. Die Umlaufgeschwindigkeit bzw. Drehzahl eines Antriebsmotors 15 wird mittels eines Wechselgetriebes 16 geändert. Von einer Ausgangswelle dieses Wechselgetriebes wird ein Verteilergetriebe 17 angetrieben, um die Richtmaschine 11 bzw. deren Walzen zu drehen. Von einer anderen Ausgangswelle des Wechselgetriebes wird ein exzentrisches Getriebe 18 angetrieben, um die Schertrommeln 13a und 13b in Rotation zu verpetzen. Im Wechselgetriebe 16 wird die Länge. in die das Material 12 zu schneiden ist, durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses eingegeben. Das übersetzungsverhältnis ist stufenlos änderbar.

Wenn die Scherblätter 14a und 14b mit dem Material 12 in Berührung sind und ihre Geschwindigkeit nicht mit der Vorschubgeschwindigkeit des Materials übereinstimmt, dann ist eine Beschädigung der Scherblätter 14a und 14b wahrscheinlich oder das Material 12 wird nicht sauber geschnitten. Um dies zu vermeiden, verwendet man zur Synchronisierung einen Mechanismus zur Änderung der Scherblattgeschwindigkeit, nämlich das schon erwähnte exzentrische Getriebe 18, und zwar zusätzlich zum Wechselgetriebe für die Einstellung der Schnittlänge, nämlich das Wechselgetriebe 16. Durch das exzentrische Getriebe 18 werden die Schertrommeln 13a und 13b so angetrieben* daß sich die Geschwindigkeit ihrer Scherblätter 14a und 14b während

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eines Umlaufs der Schertrommeln um einen gewissen Wert ändert. Bei Vergrößerung der Länge, in die das Material 12 geschnitten werden soll, wird die Vorschubgeschwindigkeit des Materials 12 im wesentlichen konstant gehalten, die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der Schere 13 mittels des Wechselgetriebes 16 jedoch verringert, so daß die Vorschublänge des Materials 12 pro Umdrehung der Scherblätter 14a und 14b zunimmt. Zu diesem Zweck werden die Winkel der Scherblätter 14ε und 14b in bezug auf das exzentrische Getriebe 18 mechanisch so eingestellt, daß die Scherblätter 14a und 14b während einer Umdrehung mit einer höheren als der mittleren Umlaufgeschwindigkeit mit dem Material 12 in Berührung kommen. Die Schnittlänge, die sich ergibt, wenn die Umlaufgeschwindigkeit und der Winkel der Schertrommeln richtig eingestellt sind, nennt man die synchrone Schnittlänge. Wird im Gegenteil die Schnittlänge verringert, dann wird die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Wechselgetriebes auf Seiten der Scheve erhöht. Demzufolge wird eine Synchronisation eingestellt, bei der die Scherblätter 14a und 14b mit einer Geschwindigkeit, die geringer als ihre mittlere Umlaufgeschwindigkeit ist, mit dem Macerial 12 in Berührung kommen.

Die Grenzen der Einstellbarkeit des zur Änderung der Scherblattgeschwindigkeit dienenden Getriebes 18 zur Synchronisation begrenzen die maximale und die minimale Schnittlänge, so daß

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der zulässige Änderungsbereich der Schnittlänge relativ schmal ist, d. h. daß das Verhältnis zwischen der maximalen und der minimalen Schnittlänge beispielsweise um 1:2 liegt. Daher ist es schwierig, das Material .in längere oder kürzere Stücke außerhalb dieses Änderungsbereiches zu schneiden. Darüberhinaus ist es sehr mühsam, den Mechanismus zur Änderung der Scherblattgeschwind.igkeit einzustellen, beispielsweise also den Winkel des exzentrischen Getriebes bei jeder Änderung der Schnittlänge zu justieren.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Schnittsteuerungsvorrichtung gemäß der voiliegenden Erfindung. In Fig. 2 erfolgt der Vorschub des Materials 12 in Richtung eines Pfeiles 19 mittels einer Vorschubvorrichtung, etwa in Form einer Richtmaschine, einer Klemmrolle oder einer ähnlichen nicht gezeigten Einrichtung. Als Schertrommel 13 ist bei dieser Ausführungsform eine rotierende Säge eingesetzt. Die Drehbewegung eines Motors 20 wird, erforderlichenlalls über ein Untersetzungsgetriebe 21, auf eine Welle übertragen, die an einem Ende eines Dreharms 22 befestigt ist, welcher dadurch um dieses Ende in Drehung versetzt wird. Ein weiterer Dreharm 2 3 ist mit einem Ende an einem ortsfesten Punkt drehbar gelagert. Die jeweiligen anderen Enden der Dreharme 22 und 23 sind mittels eines Kopplungsgliedes 24 miteinander gekoppelt. Auf dem Kopplungsglied 24 ist ein Motor 25 angebracht, der dazu dient, eine Schneideinrichtung 26 in Drehung zu versetzen.

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Die Schneideinrichtung 26 wird vom Motor 25 gedreht, während sie gleichzeitig um den Drehpunkt des Dreharms 22 umläuft. Die Ortskurve des bei Drehung des Dreharms 22 erfolgenden Umlaufs der Schneideinrichtung 26 trifft dort auf die Vorschubbahn des Materials 12, wo dieses Material von der Schneideinrichtung 26 geschnitten werden soll. Damit die Umlaufgeschwindigkeit der Schneideinrichtung 26 bei Berührung mit dem Material 12 mit dessen Vorschubgeschwindigkeit übereinstimmt, wird das Kopplungsglied 24 in Längsrichtung der Dreharme 22 und 23 bewegt, um den Radios der Kreisbewegung der Schneideinrichtung 26 einzustellen und damit deren Umlaufgeschwindigkeit zu regulieren. Diejenige Umlaufgeschwindigkeit der Schneideinrichtung 26, bei der deren Komponente in Vorschubrichtung des Materials 12 gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Materials 12 ist, wird nachfolgend als synchrone Geschwindigkeit bezeichnet.

Ein Kodierer 27 für die Längenmessung erzeugt Impulse, deren Anzahl dem zurückgelegten Vorschubweg des Materials 12 entspricht. Zu diesem Zweck wird eine Rolle 28 mit dem Material 12 in Berührung gehalten und der Kodierer 27 von der Drehung der Rolle 2 8 angesteuert. Vom Kodierer 27 gewonnene Längenmeßimpulse werden einem Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerator 29 geliefert, der einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer enthält. Die gewonnene Spannung wird zur Schaffung eines Bezugsgeschwindigkeitssignals durch eine synchrone Schnittlänge L geteilt.

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Im Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerator 29 werden beispielsweise die Längenmeßimpulse der Frequenz-Spannungs-Umsetzung unterzogen und die Ausgangsspannung einem Pegelregler, etwa einer Schaltung mit veränderlicher Verstärkung oder einem veränderbaren Dämpfungsglied zugeführt, um die Verstärkung des Pegelreglers auf 1/L zu regeln. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Längenmeßimpulse zuerst einem Koeffizienten-Multiplizierer zu liefern, um sie entsprechend der Zahl 1/L zu untersetzen, und das untersetzte Ausgangssignal dann der Frequenz-Spannungs-Umset7ung zu unterziehen. Die synchrone Schnittlänge L ist in diesem Fall die Umfangslänge der Drehung des Scherblatts der Schneideinrichtung 26. Diese Länge L wird mittels einer Einstellschaltung oder Längenstellers 32 eingestellt. Das Ausgangssignal vom Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerator 29 wird einem analog arbeitenden Addierer 33 als Geschwindigkeitssollwert zugeführt. Wenn die eingestellte synchrone Schnittlänge L lang ist,

dann wird dieser Geschwindigkeitssollwert verringert, was zu einer geringeren Umlaufgeschwindigkeit des Dreharms 22 führt.

Ein Kodierer 34, der die Drehuny der Schneideinrichtung 26 erfaßt, wird vom Motor 20 angetrieben und erzeugt Rotationsimpulse, deren Anzahl der Rotation des Scherblatts, d. h. der Schneideinrichtung 26 in diesem Fall entspricht. Die Rotationsimpulse werden einem Frequonz-Spannungs-Umsetzer

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zugeführt, um ein Umlaufgeschwindigkeitssignal des Motors 20 zu gewinnen, welches als Rückkopplungssignal dem Addierer 33 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Addierers 33 gelangt über einen Servoverstärker 36 auf eine Thyristorsteuerung 37, die die Drehung des Motors 20 abhängig vom Ausgangssignal des Servoverstärkers 36 steuert.

Die mittels des Längenstellers 32 eingestellte synchrone Schnittlänge L wird einem Teiler 38 zugeführt, um einen Wert K/L zu erhalten. In einem Addierer 39 wird das Ausgangssignal des Kodierers 27 mit dem Wert K/L multipliziert.

Das Ergebnis wird dem im Addierer 39 vorhandenen Wert hinzuaddiert. Nach jedem Auftreten eines Längenmeßimpulses vom Kodierer 27 wird also der Wert K/L akkumulativ zum Wert im Addierer 39 hinzuaddiert. Ferner wird das Ausgangssignal des Kodierers 34 mit einer Konstanten a multipliziert und das Ergebnis dem Addierer 39 geliefert und von dessen Wert subtrahiert. Die Konstante a wird mittels einer Einstellschaltung bzw. eines Konstantenstellers 41 eingestellt. Bei jedem Auftreten eines Rotationsiirpulses vom Kodierer 35 wird also ein Wert entsprechend der eingestellten Konstanten a vom Wert im Addierer 39 subtrahiere. In einer Einstellschaltung bzw. einem Schnittlängensteller 42 wird die Schnittlänge L-für das Material 12 eingestellt. Diese Schnittlänge L_Q und die synchrone Schnittlänge L werden eine*· arithmetischen Schaltung 43 zugeführt, um die später noch beschriebene Korrek-

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- .ti' -

turoperation oder -rechnung auszuführen. Das Rechenergebnis wird als Korrekturwert N dem Addierer 39 für jeden Schneidvorgang zugeführt und dient als der Wert des Addierers 39. Der Addierer 39 führt eine Addition aus, beispielsweise in Form von Binärzahlen (oder binär kodierten Dezimalzahlen). Bei ihm wird zuerst der Korrekturwert N in ein addierendes Register geladen. Bei jedem Auftreten des Längenmeßimpulses wird der Wert K/L in Form einer Binärzahl dem addierenden Register hinzuaddiert, während bei jedem Auftreten eines Rotationsimpulses das Komplement der Konstanten a in Form einer Binärzah.l dem addierenden Register hinzuaddiert wird.

Die während eines Umlaufs der Schneideinrichtung 26 vom Kodierer 34 erzeugte Anzahl von Impulsen und die vom Kodierer 27 bei jedem Vorschub des Materials 12 um eine Längeneinheit erzeugte Anzahi- von Impulsen sei N bzw. N . Die vom Wert des Addierers 39 durch die Impulse vom Kodierer 34 während einer Umdrehung der Schneideinrichtung 26 subtrahierte Zahl ist N .a, während die dem Wert des Addierers 39 durch die Impulse vom Kodierer 27 aufgrund des Vorschubs des Materials 12 über die Schnittlänge L„ hinzuaddierte Zahl L„.N .K/L ist. Damit das Material 12 in die Länge L_Q geschnitten wird, ist es erforderlich, daß diese Werte und der Korrekturwert von der arithmetischen Schaltung 43 folgender Beziehung genügen:

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-Na + L_nN ^ + N = O (1)

s UmL
s

Der Grund dafür, daß die rechte Seite der obigen Gleichung null ist, liegt darin, da3, da das Ausgangssignal vom Addierer 39 im Moment des Schneidens des Materials 12 im wesentlichen konstant ist, die Summe der Eingangswerte zum Addierer 39 im Zeitintervall zwischen Sehneidvorgängen, d. h. also die linke Seite der obigen Gleichung als im wesentlichen null angesehen werden kann.

Setzt man nun Na=NK voraus, dann kann man die Gleichung (1) wie folgt schreiben:

N = N a (I - -£) ^{S L}s

Der Ausgangswert vom Addierer 39 wird mittels eines Digital-Analog-Umsetzers 4 4 in ein analoges Signal umgesetzt, welches dem analog arbeitenden Addierer 33 als Geschwindigkeitskorrektursignal geliefert wird.

Wenn L_n = L , wenn also die synchrone Schnittlänge L und die Schnittlänge L_n gleich ist, gilt N=O. Wenn L_n gröUcr ist als L , dann wird N negativ. Unmittelbar nach dem Schneid-Vorgang wird der Korrekturwert N dem Addierer 39 einmal zur Vorbereitung für den nächsten Schnitt eingegeben, so daß also, wenn der Korrekturwert N in negativer Form dem Addierer 39

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eingegeben wird, der Motor 20 gebremst wird, und damit auch die so verringerte Umlaufgeschwindigkeit der Schneideinrichtung 26 zur Synchrongeschwindigkeit zurückgeführt wird, bis die Schneideinrichtung 26 mit dem Material 12 in Berührung kommt. Im entgegengesetzten Fall, bei dem L_n kleiner als L ist, ist der Korrekturwert N positiv. Wenn dieser Wert dem Addierer 39 geliefert wird, wird die Umlaufgeschwindigkeit der Schneideinrichtung 26 größer als die synchrone Geschwindigkeit, wird jedoch auf die synchrone Geschwindigkeit reduziert, bis die Schneideinrichtung 26 mit dem Material 12 in Berührung kommt.

Da der Dreharm 22 beim Stand der Technik mit gleichmäßiger Geschwindigkeit rotiert, ist die Schnittlänge des Materials festgelegt, sobald die synchrone Geschwindigkeit der Schneideinrichtung 26, welche der synchronen Schnittlänge L entspricht, eingestellt ist. Selbst wenn man also versucht, das Material in längere oder kürzere Stücke zu schneiden, dann sind der umlauf der Schneideinrichtung und die Bewegung des Materials nicht synchron zueinander, so daß die Schneideinrichtung beschädigt wird oder das Material nicht sauber geschnitten we-.rden kann. Zur Änderung der Schr.ittlänge ist es erforderlich, sowohl den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 16, der der Einstellung der Schnittlänge dient, als auch den Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus 18 neu einzu-

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stellen. Diese Neueinstellung ist sehr mühsam. Im Gegensatz dazu wird bei der Erfindung die synchrone Geschwindigkeit der Schneideinrichtung 26 beispielsweise dadurch mechanisch eingestellt, daß die Längen der Dreharme 22 und 23 eingestellt werden. In Übereinstimmung damit wird die synchrone Schnittlänge L₀, eingestellt. Selbst wenn aber diese Länge L nicht geändert wird, wird bei Änderung der Schnittlänge L_Q ein dieser entsprechender Korrekturwert N dem Addierer 39 zugeführt und durch dessen Ausgangswert die Drehzahl des Motors 20 korrigiert. Als Folgo davon wird die Drehgeschwindigkeit des Dreharms 22 während seiner einen Umdrehung geändert, co daß, wenn die Schneideinrichtung 26 mit dem Material 12 in Berührung kommt, sie bezüglich ihrer Geschwindigkeit so miteinander synchronisiert sind, als wäre die Schnittlänge L . Selbst wenn also die Schnittlänge geändert wird, wird das Material 12 sauber geschnitten, und es besteht nicht die Gefahr, daß die Schneideinrichtung 26 beschädigt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert nicht die mühsame Einstellung durch Bewegen des Kopplungsglieds 24 längs der Dreharme 22 und 23 zur Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Schneideinrichtung 26 jedesmal, wenn die Schnittlänge L_n geändert wird. Nur wenn die Schnittlänge erheblich geändert wird, wird das Kopplungsglied 24 längs den Dreharmen 22 und 2 3 bewegt, um die Einstellung der synchronen Schnittlänge L zu ändern. Auf diese Weise kann der Bereich, innerhalb dessen die Schnittlänge wahlweise durch Verschieben

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des Kopplungsglieds 24 verändert werden kann, durch Zuführung des Korrekturwertes N zum Addierer 39 ebenfalls vergrößert werden. Obwohl der veränderbare Bereich der Steuerung durch den Motor 20 selbst bf;i Hochgeschwindigkeitsschnittsteuerungen wegen der Trägheit der mechanischen Teile nicht groß ist, kann der Bereich durch Kombination der'Einstellung der Länge der Arme 22, 23 mit der Steuerung durch den Motor 20 vergrößert werden. Da N .a eine Konstante wird, nachdem die Verwendung der Vorrichtung einmal bestimmt wurde, wird es ausreichen, die Längen L_Q und L als Variable an die arithmetische Schaltung 43 anzulegen.

Gemäß der vorangegangenen Beschreibung wird der der synchronen Schnittlänge entsprechende Wert bei jedem Auftreten eines Impulses vom Kodierer 27 an den Addierer 39 geliefert. Dieser Wert könnte aber auch bei jedem Auftreten eines Impulses vom Kodierer 34 angelegt werden. Wie beispielsweise in Fig. gezeigt, wild bei jedem Auftreten eines Impulses vom Kodierer 34 die synchrone Schnittlänge L vom Längensteiler 32 an den Addierer 39 geliefert, um den Wert L vom We^t des Addierers 39 zu subtrahieren. Bei jedem Auftreten eines Impulses vom Kodierer 27 wird die Konstante a vom Konstantensteiler 41 an den Addierer 39 angelegt, um zum Viert des Addierers 39 hinzuaddiert zu werden. In diesem Fall ist es erforderlich, daß folgende Gleichung erfüllt ist:

G3GG15/GS38

-^Ns^Ls ^{+ L}0^Nm^{a + N =}

Falls N = N a ist, folgt, daß N = NL (1 -. ^) . In dar sm s s Li

arithmetischen Schaltung 43 wird N errechnet und für jeden Schneidvorgang einmal an den Addierer 39 geliefert.

Gemäß der vorangegangenen Beschreibung wird außerdem der Motor 20 für den Antrieb der fliegenden oder rotierenden Schneidvorrichtung 13 so gesteuert, daß das Material 12 in die eingestellte Länge geschnitten wird. Statt den Motor 20 zu steuern, könnte man aber auch einen Motor für den Vorschub des Materials 12 steuern. Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Anordnung für diesen Fall. In Fig. 4 sind Teile, die Teilen von Fig. 2 entsprechen, mit derselben Bezugszahl bezeichnet. Für den Vorschub des Materials 12 ist ein Motor 45 vorgesehen. Die Drehbewegung des Motors 45 wird, falls erforderlich, über ein Untersetzungsgetriebe 46 zum Verteilergetriebe 17 übertragen. Von diesem wird die Richtmaschine 11 zum Vorschub des Materials 12 angetrieben. Die Frequenz der Impulse vom Kodierer 34, die der Umlaufgeschwindigkeit des Motors 20 für den Antrieb der Schneideinrichtung entspricht, wird im Bez^sgeschwindigkeitssignalgenerator 29 mit dor synchronen Schnittlänge L multipliziert. Das Ergebnis wird in analoger Form vom Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerator 29 ausgegeben und als Geschwindigkeitssollwert an einen analog arbeitenden Addierer 48 angelegt. Dem Addierer 48 wird außerdem als Rückkopplungssignal vom Frequenz-Spannungs-Umsetzer

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ein der Materialvorschubgeschwindigkeit entsprechendes Signal geliefert. Der Kodierer 27 für die Längenmessung wird in diesem Fall vom Motor 45 angetrieben. Das Ausgangssignal vom Addierer 48 wird über einen Servoverstärker 49 einer Thyristorsteuerung 51 eingegeben, durch deren Aasgangssignal der Motor 45 gesteuert wird.

Beim Eintreffen jedes Impulses vom Kodierer 27 wird der konstante Faktor a vom Konstantensteller 41 in den Addierer 39 eingegeben, so er vom Wert des Addierers 39 subtrahiert wird. Beim Eintreffen jedes Impulses vom Kodierer 34 wird der Wert L K von einem Multiplizierer 52 dem Addierer 39 geliefert, um zu dessen Wert hinzuaddiert zu werden. Der Multiplizierer 52 multipliziert die synchrone Schnittlänge L vom Längensteller 42 mit dem Koeffizienten K. Die synchrone Schnittlänge L und die Schnittlänge L_Q werden der arithmetischen Schaltung 43 geliefert, deren Rechenergebnis als Korrekturwert N für jeden Schneidvorgang einmal an den Addierer 39 geliefert wird. Der Ausgangswert des Addierers 39 wird mittels eines Digital-Analog-Umsetzers 53 in ein analoges Signal umgesetzt, welches als Geschwindigkeitskorrektursignal dem analog arbeitenden Addierer 48 eirgegeben wird.

Es ist erforderlich, daß folgende Beziehung ähnlich wie im Fall von Fig. 2 erfüllt ist:

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NLK- L-N a + N = O
ss O m

Falls NK = Na ist, folgt' N = NL K(L_n/L ) . Das bedeutet,

S III SS US

daß, wenn L kleiner als L_n ist, N positiv ist und daß der

S KJ

Motor 45 zu Beginn eines Vorgangs so angesteuert wird, daß das Material 12 mit einer Geschwindigkeit größer als die synchrone Geschwindigkeit vorgeschoben wird, jedoch abgebremst wird, um das Material 12 mit der synchronen Geschwindigkeit vorzuschieben, bevor die Länge des vorgeschobenen Materials 12 die Schnittlänge L_n erreicht.. Im Fall, daß L größer als L_n ist, wird N negativ. In diesem Fall wird der Motor 4 5 zu Beginn eines Vorgangs so angesteuert, daß das Material 12 mit einer Geschwindigkeit kleiner als die synchrone Geschwindigkeit vorgeschoben wird. Der Motor wird dann jedoch beschleunigt, um das Material 12 mit der synchronen Geschwindigkeit vorzuschieben, bevor die vorgeschobene Materiallänge 12 die Schnittlänge L_n erreicht.

Gemäß der vorangegangenen Beschreibung wurden die Koeffizienten K/L und a in Form von Binärzahlen oder binär kodierten De-

zimalzahlen dem Addierer 39 zur Addition oder Subtraktion eingegeben. Es ist statt dessen möglich, als Addierer 39 einen reversiblen Zähler zu verwenden und diesem Impulse entsprechend den Koeffizienten K/L und a zu liefern. Dies ist in Fig.

^s *

in Anwendung auf die Ausführungsform nach Fig, 2 gezeigt. Die 16/17

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Impulse vom Kodierer 27 werden einem Koeffizienten-Multiplizierer 54 cjeliefert, in welchem sie mit dem Koeffizienten K/L multipliziert werden.. Das bedeutet, daß von den einlaufenden Impulsan eine dem Koeffizienten K/L entsprechende Anzahl unterdrückt wird. Die Ausgangsimpulse des Koeffizienten-Multiplizierers 54 werden einem Aufwcrtszähleingang des als Addierer 39 dienenden reversiblen Zählers zugeführt, so daß sie aufwärts gezählt werden. Die Impulse vom Kodierer 34 werden in einem Koeffizienten-Multiplizierer 55 mit dem Koeffizienten a multipliziert und einem Abwäi.tszähleingang des Addierers 39 zugeführt, wo sie abwärts gezählt werden. Außerdem wird der Korrekturwert N von der arithmetischen Einheit 43 mittels eines Impulsgenerators 56 in eine entsprechende Anzahl von Impulsen umgesetzt, die abhängig von der Polarität des Korrekturwerts N dem Aufwärts- oder dem Abwärtseingang des Addierers 39 zugeführt werden.

Im Voranstehenden wurde die Erfindung in der Anwendung auf die Schnittsteuerung bei einer rotierenden Säge beschrieben. Die Erfindung ist yber auch bei einer Pendeltrommelschere einsetzbar. In diesem Fall wird der Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus, der die Scherblätter in eine Pendelbewegung versetzt, beispielsweise das in Fig. 1 gezeigte exzentrische Getriebe 18, eingestellt, statt den Radius der Rotation der Schneideinrichtung 26 einzustellen. Das Material

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muß nicht von einer Richtmaschine oder Richtbank zugeführt werden, hierzu kann auch eine Klemmrol.le o. ä. dienen. Ferner ist es möglich, mit den Motoren 20 und 45 einen Tachogenerator anzutreiben, um ihre Umlaufgeschwindigkeitssignale zu erhalten und diese anstelle der Ausgangssignale des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 35 zu verwenden.

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Patentansprüche

( 1.j Schnittsteuerungsverrichtung zum Schneiden eines Blatt-, Blech-, Rohr- oder ähnlichen,mittels einer Vorschubeinrichtung zugeführten Materials durch eine rotierende, fliegende Schneideinrichtung, umfassend einen Signalgeber zur Erzeugung eines Vorschubgeschwindigkeitssig.nals entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit des Materials, einen mib dem Vorschubgeochwindigkeitssignal beaurschlagten und dieses durch eine synchrone Schnittlänge teilenden Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerator, wobei die synchrone Schnittlänge der Einstellung eines Scherblatt-'jeschwindigkeitsänaerungsmechanismus der Schneideinrichtung entspricht, und einen mit dem geteilten Ausgangssignal des Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerators als Geschwin-

München: R. Kremer Dipl.-Ing. . W. We.er Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · H.^r. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Biumbaöi Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-tr.g. Or. jur. · i3. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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digkeitsbezugswert beaufschlagten Motcr zum Antrieb eines Scherblattes der Schneideinrichtung, gekennzeichnet durch einen Addierer (39)·, dem ein additives Eingangssignal und ein subtraktives Eingangssignal zuführbar sind, wobei das additive Eingangssignal Längenmeßimpulse, die von einem Kodierer (2 7) zur Längenmessung stammen und der Materialvorschublänge entsprechen, multipliziert mit einem der synchronen Schnittlänge (L ) umge-

kehrt proportionalen Koeffizienten umfaßten, während das subtraktive Eingangssignal Rotationsimpulse, die von einem Kodierer (34) zur Rotationserfassung stammen und der Rotation des Motors entsprechen, multipliziert mit einem konstanten Koeffizienten umfaßten, durch eine arithmetische Schaltung ((3) zur Errechnung eines Korrekturwertes (N) auf der Basis der eingestellten Schnittlänge (L_Q) und der synchronen Schnittlänge (L ) und Eingabe des Korrekturwertes

in den Addierer für jeden Schneidvorgang, und durch einen Digital-Analog-Umsetzer {44) zur Umsetzung des Ausgangssignals des Addierers (39) in ein als Korrektursignal für das Bezugsgeschwindigkeitssignal dienendes analoges Signal.
2. Schnittsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer Binärzahlen addiert und subtrahiert, wobei bei jedem Auftreten eines Längenmeßimpulses ein der synchronen Schnittlänge (L ) um-

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gekehrt proportionaler Wert zu einem Wert des Addierers äddierbar ist, während beim Auftreten jedes Rotationsimpulses ein konstanter Koeffizient vom Wert des Addierers eubtrahierbar ist.
3. Schnittsceuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert durch folgende Gleichung bestimmt ist

a(l-r)i
^{s L}s

wobei L_Q die eingestellte Schnittlänge, L die synchrone Schnittlänge, K/L der Multiplikationsfaktor für die Längenmeßimpulse, a der konstante Multiplikationsfaktor für die Rotationsimpulse, N die Anzah."¹. der Längenmeßimpulse pro Vorschubstreckeneinheit des Materials und N die Anzahl von Rotationsimpulsen während eines Umlaufs des Scherblatts der Schneideinrichtung ist, und wobei N_ga = N_m gilt.
4. Schnittsteuerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

gekennzeichnet durch einen Addierer (39) , dem ein additives Eingangssignal und «in subtraktives Eingangssignal zuführ-

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bar sind, wobei das additive Eingangssignal Längenmeßimpulse, die von einem Kodierer (27) zur Längenmessung stammen und der Materialvorschublänge entsprechen, multipliziert mit einem konstanten Koeffizienten umfaßt, während das subtraktive Eingangssignal Rotationsimpulse, die von einem Kodierer (34) zur Erfassung der Rotation stammen und der Rotation des Motors entsprechen, multipliziert mit der synchronen Schnittlänge (L ) umfaßt, durch eine arithmetische Schaltung (43) zur Errechnung eines Korrekturwerts (N) auf der Basis der eingestellten Schnittlänge (L_Q) und der synchronen Schnittlänge (L ) und Eingabe des Korrekturwertes in den Addierer (39) für jeden Schneidvorgang und durch einen Digital-Analog-Umsetzter (44) zur Umwandlung des Ausgangs signals des Addierers (39) in ein als Korrektursignal für das Bezugsgeschwindigkeitssignal dienendes analoges Signal.
5. Schnittsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (39) Binärzahlen addiert und subtrahiert, wobei bei jedem Auftreten eines Längenmeßimpulses der konstante Koeffizient zu einem Wert des Addierers addierbar ist, während bei jedem Auftreten eines Rotationsimpulses die synchrone Schnittlänge (L )

vom Wert des Addierers subtrahierbar ist.

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6. Schnittsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Korrektufwert (N) durch folgende Gleichung bestimmt ist

^{N = N}s^Ls⁽¹ - ΊΓ*'

wobei L_n die eingestellte Schnittlänge, L die synchrone Schnittlänge, a der konstante Koeffizient, N die Anzahl der Längenmeßimpulse pro Vorschubstre^keneinheit des Materials und N die Anzahl von Rotationsimpulsen während einer Umdrehung de.= Scherblatts der Schneideinrichtung

sind, mit N = N a.
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7. Schnittsteuerungsvorrichtung zum Schneiden eines Blatt-, Blech-.· Rohr- oder ähnlichen, mittels einer Vorschubeinrichtung zugeführten Materials durch eine rotierende, fliegende Schneideinrichtung, umfassend einen Motor zum Antrieb eines Scherblattes der Schneideinrichtung, einen mit der Umlaufgeschwindigkeit des Motors beaufschlagten und diese mit einer synchronen Schnittlänge multiplizierenden Bezugsgeschwindigkeitssignalgenerator, wobei die synchrone Schnittlänge der Einstellung eines Scherblattgeschwindigkeitsänderungsmechanismus der Schneideinrichtung entspricht, und einen mit dem multiplizierten Ausgangssignal des Bezugs-

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geschwindigkeitssignalgenerators als Bezugsgeschwindigkeitssignal beaufschlagten Motor für den Materialvorschub ,

gekennzeichnet durch einen Addierer (39), dem ein subtraktives Eingangssignal und ein additives Eingangssignal zuführbar sind, wobei das subtraktive Eingangssignal Längenmeßimpulse, die von einem Kodierer (27) zur Längenmessung stammen und der Rotation des Motors (45) für den Materialvorschub entsprechen, multipliziert mit einem konstanten Koeffizienten umfaßt, während das additive Eingangssignal Rotationsimpulse, die von einem Kodierer (34) zur Erfassung einer Rotation stammen und der Rotation des Motors (20) zum Antrieb des Scherblattes entsprechen, multipliziert mit einer der synchronen Schnittlänge (L ) proportionalen Konstanten umfaßt, eine arithmetische Schaltung {43) zur Errechnung eines Korrekturwertes (N) auf der Basis der eingestellten Schnittlänge (L_Q) und der synchronen Schnittlänge (L ) und Eingabe des Korrekturwertes in den Addierer (39) für jeden Schneidvorgang, und durch einen Digital-Analog-Umsetzer (44) zur Umsetzung des Ausgangssignals vom Addierer (39; in ein als Korrektursignal für das Bezugsgeschwindigkeitssignal dienendes analoges Signal.
8. Schnittsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (39) Binärzahlen

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addiert und subtrahiert, wobei bei jedem Auftreten eines Rotationsirapulses ein der synchronen Schnittlänge (L )

proportionaler Koeffizient zum Wert des Addierers addierbar ist, während bei jedem Auftreten eines Längenmeßimpulses der konstante Koeffizient vom Wert des Addierers subtrahierbar ist.
9. Schnittsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert (N) durch folgende Gleichung gegeben ist

^N ■ ^Ns^Ls^K(iT

wobei L_n die eingestellte Schnittlänge, L die synchrone Schnittlänge, a der konstante ilultiplikationsfaktor für die Längenmeßimpulse, L K der Multiplikationsfaktor für die Rotationsimpulse, N die Anzahl der Längenmeßimpulse pro Vorschubstrtickeneinhait des Materials und N die An-

zahl der Rotationsimpulse während einer Umdrehung des Scherblatts der Schneideinrichtung ist und wobei NK=Na gilt.

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10. Schnittsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 und 7,

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dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (39) ein umkehrbarer Zähler ist, wobei der Korrektarwert (N) dem umkehrbaren Zähler zur Berechnung in Form einer Anzahl von Impulsen zuführbar ist und wobei eines der Eingangssignale des Addierers entsprechend den Längenmeßimpulsen bzw. den Rotations impalsen vom umkehrbaren Zähler aufwärts zählbar und das andere abwärts zählbar ist.

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