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Titel der Erfindung
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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Analysierung maschineller Arbeitsprozesse
Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung
zur Analysierung maschineller Azbeitsprozesse, vorzugsweise an Nähmaschinen.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Analysierung
masohineller Arbeitsprozesse, d.h. die Messung von Maschinen- und Handzeiten für
bestimmte Arbeitsgänge zum Zwecke der Ermittlung von Normzeiten oder Bestwerten
und dergl., erfolgt bekannterweise durch eine manuelle Zeitmessung mittels Stoppuhren.
Die in jüngerer Zeit zum Einsatz kommenden elektronischen Stoppuhren bringen zwar
eine leichtere Handhabung sowie eine höhere Meßgenauigkeit mit sich, aber die eigentliche
manuelle Tätigkeit der Zeitaufnahme bleibt auch mit diesen Stoppuhren unverändert.
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Die ebenfalls bekanntgewordenen sogenannten Betriebsstundenzähler
messen selbsttätig die reine Maschinenlaufzeit über einen beliebig festlegbaren
Zeitraum, gestatten aber keine Messungen von Einzelzeiten oder von Häufigkeiten
der Maschinenstillstände oder ähnlicher Werte.
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Bestimmte Untersuchungen der Arbeitsprozesse werden auch mit Hilfe
des industriellen Fernsehens oder mittels Filmaufzeichnungen vorgenommen, wobei
aber keine Auswertung in bezug au9 Zeitmessungen vorgesehen ist und auch nicht ohne
größeren Aufwand oder nur mit den gleichen bereits beschriebenen Nachteilen durchführbar
wäre.
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Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung
der manuellen Tätigkeit bei der Durchführung von ZeitauSnahmen, sowohl bei der Zeitmessung
als auch bei der Registrierung der gemessenen Werte.
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Dazlegung des Wesens der Erfindung Die Erfindung löst die Aufgabe,
ein Verfahren zum elektronischen Messen und Registrieren der Masohinen- und Handzeiten
sowie gleichzeitig der Anzahl der Azbeitstakte, z.B. der Anzahl der Stiche an Nähmaschinen,
zu entwickeln und eine dementsprechende Schaltungsanordnung su schaffen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Impulsfolge
eines an der Hauptwelle der Maschine angebrachten drehzahlabhängigen Initiators
einem Analysator zugeführt wird, in welchem über eine Impulserkennungsstufe mit
Torsteuerung und duroh einen Zeittaktgeber wechselweise die Zeitdauer der Impulsfolgen
und die Zeitdauer der Pausen zwischen den Impulsfolgen an einer ersten und einer
zweiten Zählstufe gemessen werden. Duroh eine dritte Zählstufe werden die Anzahl
der Impulse gezählt und die jeweiligen Ergebnisse an, den Zählstufen zugehörigen,
Anzeigeeinheiten sichtbar gemacht. Die Ergebnisse der Zählstufen werden vorteilhaft
an einem Drucker und/oder die Impulsfolgen über einen Digital/Analog-Wandler an
einem Schreiber zur Aufzeichnung und/oder an einem Anseigeinstrament zur Anzeige
gebracht.
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Eine Erkennungsstufe ist durch die von einem Initiator kommende Signalfolge
mit zwei zueinander negierten Ausgängen versehen, die über jeweils eine Tors teuerung
mit einem ersten und einem zweiten Zähler verbunden sind, an denen je nach Stellung
der ore der Ausgang eines Zeittaktgebers anliegt. Ein dritter Zähler ist zum gleichzeitigen
Empfang der Impulsfolgen des
Initiators mit vorgeschaltetem Impulsformer
vorgesehen.
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Die beiden Ausgänge der Erkennungsstufe liegen außerdem an einer Bückstellstufe
an, die mit allen drei Zählern in Verbindung steht, denen je eine Anzeigeeinheit
zugeordnet ist.
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Vor jedem Zähler liegt ein Impuls teiler, der wahlweise zwischengeschaltet
werden kann.
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Vorteilhaft ist ein Drucker vorgesehen, weloher mit den Ausgängen
der drei Zähler verbunden ist und über eine, an die beiden Ausgänge der Erkennungsstufe
angeschlossene Verzögerungsstufe zur Auslösung gebracht wird.
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Parallel zur Erkennungsstufe ist ein Digital/Analog-Jandler vorgesehen,
weloher vorteilhaft mit einem Schreiber und/oder einem Anzeigeinstrument verbunden
werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Schaltungsanordnung ermöglichen
eine nach Hand- und Laschinenzeit getrennte selbsttätige Zeitmessung und eine Analyse
besonderer Zeitereignisse sowie ein Messen der Arbeitstakte, wie z.B. der Stichzahl
unmittelbar an einem ausgewählten Arbeitsplatz bzw. an einer zu prüfenden Maschine.
Es ist aber auch möglich, über eine Fernbedienung eine ortsferne Zeitmessung und
Registrierung, z.B.
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in einem separaten Raum, vorzunehmen, so daß durch die Zeitaufnahmen
keine Beeinträchtigung oder Beeinflussung der die Maschine bedienenden Person eintritt.
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An der Hauptwelle einer lfaschineß beispielsweise an einer Nähmaschine,
ist ein Initiator 1, ein berührungsloser Schalter, eingebaut, der mit dem Eingang
eines außerhalb der !maschine befindlichen Analysators verbunden ist und je Umdrehung
der Hauptwelle der Nähmaschine einen elektrischen Impuls abgibt.
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Diese Impulse werden in einem Impulsformer 2 regeneriert und eventuelle
Störimpulse ausgesiebt.
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Ein Ausgang 3 des Impulsformers 2 ist mit einem vier-dekadischen Stichzähler
4 verbunden, während über einen weiteren
Ausgang 5 des Impulsformers
2 die Impulse einer Sticherkennungsbaustufe 6 zugeführt werden, die die Aufgabe
hat, aus den Impulsfolgen des Nähens und den dazwischenliegenden durch Niohtnähen
entstehenden Pausen zu erkennen, ob die Maschine arbeitet oder nicht, bzw. ob es
sich um Maschinen- oder Handseit handelt.
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Die Sticherkennungsbaustufe 6 arbeitet nach dem Prinzip der Kondensatozaufladung
und ist in gewissen Grenzen einstellbar. Durch Drehung mit der Hand entstehende
Einstellimpulse sollen nicht als Maschinenzeit gewertet werden.
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Mehr als drei kurz na cheinand erfolgende Impulse dagegen führen zur
Umschaltung auf Masohinenzeit. Zu Beginn der Impulspause muß die Umschaltung auf
Handzeit erfolgen.
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Dazu ist eine kurze Zeitspanne, etwa 0,1 5, erforderlich.
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Die Einstellung hat so zu erfolgen, daß die unumgänglichen Verzögerungszeiten
am Beginn und am Ende einer Impulsfolge möglichst gleich lang sind und damit der
Meßfehler illiminiert wird.
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Zur wechselweisen Zeitmessung (Maschine - Hand) ist ein Zeittaktgeber
7 vorhanden, der in diesem Ausführungsbeispiel je 0,001 min einen Zählimpuls abgibt.
Als Zeitbasis dient die Netzfzequenz, deren Genauigkeit normalen Anforderungen genügt,
Sollten höhere Genauigkeitsanforderungen bestehen, ist ein quazzgesteuertez Generator
erforderlich.
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BUz die Zeitimpuiszählung sind mit dem Zeittaktgeber 7 zwei vier-dekadische
Impulszähler> ein Maschinenzeitzähler 8 und ein Handzeitzähler 9, verbunden.
Von der Sticherkennungsstufe 6 werden die Abfragesignale an die Zähler 4, 8 und
9 gelegt. Jedem Zählereingang ist eine Torschaltung integriert, die von der Stioherkennungsstufe
6 gesteuert wird. Die Torsteuerungssignale 10, 11 sind zueinander negiert.
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Bei Zählung der Maschinenzeit und der Stiche wird der Handzeitzähler
9 abgefragt, während bei der Handzeit der Stichzähler 4 und der Maschinenzeitzähler
8 mit einem Abfragesignal belegt werden. Ohne Abfragesignal sind die Ausgänge
der
Zähler offen. Die beiden Zeitzähler 8, 9 sind ausgangsseitig parallel geschaltet.
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Von der Sticherkennungsstufe 6 wird weiterhin eine Rückstellungsstufe
12 angesteuert. Sie wirkt so, daß die Zähler 4, 8 und 9 jeweils am Beginn der Zählung
einen Rückstellimpuls von wenigen $s erhalten, der ebenfalls wechselweise anliegen
muß.
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Den Ausgängen der Zähler 4, 8 und 9 folgen insgesamt acht Dekodierungsstufen
13, die eine Umsetzung des BCD-Codes in einen Code zur Ansteuerung der 7-Segment-Anzeigen
14 vornehmen und gleichzeitig den BCD-Ausgang für die Speisung eines Streifendruckers
15 versorgen.
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Der Drucker 15 muß jeweils beim Wechsel des Betriebszustandes der
Nähmaschine ausgelöst werden. Die hierzu erforderlichen Auslöseimpulse werden von
der Sticherkennungsstufe 6 genommen und über die Verzögerungsstufe 16 um einige
ms verzögert.
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Allen drei Zählern 4, 8 und 9 können wahlweise bei Bedarf Impulsteiler
17 vorgeschaltet werden, die im Verhältnis von 100 : 1 teilen.
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Die von dem Initiator 1 kommenden Impulsfolgen werden außerdem in
einem Digital-Analog-Wandler 18 zu einem analogen Signal der Nahgesohwindigkeit
umgeformt und auf einem Anzeigeninstrument 19 ablesbar gemacht.
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Parallel dazu kann ein Schnellschreiber 20 angeschlossen werden, der
ein Diagramm des Nähvorganges liefert. Sein besonderer Vorteil ist die Erkennbarkeit
der Nähgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt.
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Um die Auswertung des Druckstreifens zu erleichtern, ist eine Tastatur
vorgesehen, die die Eingabe der Ziffern O - 9 gestattet, die auf dem Streifen mit
gedruckt werden. Es können so beliebige Ursachen kenntlich gemacht werden.
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Im Normalbetrieb erfolgt im ständigen Wechsel der Ausdruck von Maschinen-
und Handzeit, wobei zur Masohinenzeit zusätzlich die Anzahl der Stiche angegeben
wird. Die Zeitangaben
erfolgen in 10-3 min, wobei die ZählLaczität
9,599 min und 9999 Stiche beträgt.
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Die Analoganzeige erfolgt in "Stiche/min" in zwei Empfindlichkeitsstufen.
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Bei Aufnahmen, die dem Zwecke dienen, den Auslastungsgrad der Maschinen
zu ermitteln, sind Zwischenergebnisse nicht erforderlich. Es kann ohne Drucker gearbeitet
werden. Die Rückstellung der Zähler wird abgeschaltet, so daß eine Summierung der
Einzelergebnisse erfolgt. Um die Zählkapazität zu erweitern, werden die Teiler eingeschaltet.
Die Anzeige ist dann in 10-1 min und 102 Stiche. Die Kapazität beträgt ~1000 min
und ~ 1000000 Stiche.