DE3530678A1 - Verfahren und vorrichtung zur speicherprogrammierten steuerung bewegbarer vorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur speicherprogrammierten Steuerung von mechanisch über Stellglieder bewegbaren Vorrich­ tungen, deren Positionen durch Sensoren erfassbar sind sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei bekannten Verfahren dieser Art erstellt ein Programmierer nach Festlegung des gewünschten Bewegungsablaufs der be­ wegbaren Vorrichtung ein Steuerprogramm in Zusammenarbeit mit dem Elektroniker, der die Sensoren, Stellglieder und Bedien­ elemente an den Steuerrechner anschließt. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist der hohe Aufwand an Arbeit und Zeit bis das Programm so fehlerfrei arbeitet, daß ein sicherer und ungestörter Bewegungsablauf gewährleistet ist. Darüber­ hinaus sind hochqualifizierte Fachleute für die Einstellung und Programmierung des Rechners erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, durch das der Bewegungsablauf einer Vorrichtung einfach und schnell unter Zuhilfenahme des Steuerrechners einstellbar ist.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Vorrichtung manuell oder stellgliedgesteuert nacheinander in gewünschte Positionen bewegt wird, bei dem diese Positionen auf Speicherbefehle hin in einer speicher­ programmierten Steuervorrichtung gespeichert werden und bei dem danach durch diese Steuervorrichtung die gespeicherten Positionen nacheinander automatisch anfahrbar sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es der Bedien­ person der bewegbaren Vorrichtung, insbesondere einer Werkzeugmaschine, einen gewünschten Bewegungsablauf selbst einzustellen oder zu ändern, da hierzu weder eine Programmier­ sprache, noch eine Anweisungsliste, ein Funktionsplan oder ein Kontaktplan erforderlich sind, braucht die Bedienperson keine besondere Qualifikation auf dem Gebiet der Programm­ erstellung oder der Elektronik aufzuweisen. Insbesondere bei häufigen Änderungen im Bewegungsablauf kann durch dieses einfache und schnelle Verfahren bei großer Kostenersparnis viel Zeit gewonnen werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 aufgezeigten Verfahrens möglich.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich dadurch, daß der speicherprogrammierten Steuer­ vorrichtung ein Speicher zur Speicherung der Positionswerte zugeordnet ist, der als Batterie gepufferter Arbeitsspeicher oder als löschbarer Festwertspeicher ausgebildet ist und daß die Senaoren mit Istwert-Eingängen dieser Steuervorrichtung verbunden sind. Mit dieser Vorrichtung kann das erfindungs­ gemäße Verfahren besonders kostengünstig durchgeführt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nach­ stehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Aus­ führungsbeispiels einer Vorrichtung zur Einstellung des Bewegungsablaufs einer Vorrichtung und

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungs­ weise des Ausführungsbeispiels.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt ein Bedienteil 10 über Stellglieder 11 auf eine steuerbare Vorrichtung 12 ein, die beispielsweise eine Werkzeugmaschine sein kann. Hierzu weist das Bedienteil 10 in bekannter Weise Tasten auf, wobei beispielsweise durch jeweils zwei Tasten ein Stellglied in zwei entgegengesetzte Stellrichtungen bewegt werden kann. Da die bewegbare Vorrichtung 12 eine Vielzahl von einzeln bewegbaren Elementen aufweisen kann, die Dreh- oder Linearbewegungen ausführen sollen, kann eine Vielzahl solcher Stellglieder 11 und Tasten erforderlich sein.

Die Positionen der bewegbaren Vorrichtung 12, bzw. deren Elemente werden durch Sensoren 13 abgetastet, deren Positions­ signale den Istwert-Eingängen einer speicherprogrammierten Steuervorrichtung 14 zugeführt werden. Zur Speicherung be­ stimmter Positionen der bewegbaren Vorrichtung 12 ist die speicherprogrammierbare Steuervorrichtung 14 mit einem elektronischen Speicher 15 verbunden, der vorzugsweise als Batterie gepufferter Arbeitsspeicher (RAM) oder als löschbarer Festwertspeicher (EPROM, EEPROM oder ähnliches) ausgebildet sein kann. Selbstverständlich können solche Positionen auch auf Disketten, Plattenspeichern oder Band­ speichern festgehalten werden. Die speicherprogrammierte Steuervorrichtung kann über einen Speichertastschalter 16 und einen Ablaufschalter 17 gesteuert werden und ist ausgangs­ seitig mit dem Bedienteil 10 verbunden.

Eine löschbare Speicher aufweisende speicherprogrammierte Steuervorrichtung ist an sich vielfach bekannt und gewöhnlich als Mikrorechner oder Minirechner ausgebildet.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels soll im folgenden anhand des in Fig. 2 dargestellten Fluß­ diagramms erläutert werden. Zunächst soll die Einspeicherung der nacheinander anzufahrenden Positionen der bewegbaren Vor­ richtung 12 beschrieben werden.

Nach dem Einschalten (Start 20) der Vorrichtung werden die Schaltstellungen 21, 22 der beiden Schalter 16, 17 in einer Schleife zyklisch abgefragt. Die Bedienperson kann nun die bewegbare Vorrichtung 12 manuell oder unter Zuhilfe­ nahme der Stellglieder 11 über das Bedienteil 10 in die erste gewünschte Position bringen. Bei Betätigung des Speichertastschalters 16 wird der erste Positionswert P 1, der mittels der Sensoren 13 als Istwert an der speicher­ prorammierten Steuervorrichtung 14 anliegt, in einem Verfahrens­ schritt 23 in den Speicher 15 übernommen. Selbstverständlich kann ein solcher Positionswert P 1 aus einer Vielzahl von Einzelwerten bestehen, die Koordinatenwerte oder Winkelwerte darstellen, wobei die Position jedes Elements der bewegbaren Vorrichtung 12 durch solche Werte erfasst wird. Anschließend wird die nächste Position der bewegbaren Vorrichtung 12 entsprechend eingestellt und die zugeordneten Positions­ werte P 2 durch Betätigung des Speichertastschalters 16 in den Speicher 15 übernommen. Diese Eingabe von Positions­ daten setzt sich so lange fort, bis die letzten Positions­ werte Px eingespeichert sind. Damit ist der gesamte Bewegungs­ ablauf festgelegt.

Wird nun der Ablaufschalter 17 betätigt, so wird in einem Verfahrensschritt 24 ein Zeiger auf den Wert n = 1 gesetzt. Danach wird in einem Verfahrensschritt 25 der erste Positionswert P 1 aus dem Speicher 15 entnommen und dem Bedienteil 10 zugeführt, wodurch für diese Position P 1 maßgebliche Stellglieder 11 einge­ schaltet werden. Dabei können diese Stellglieder entweder gleichzeitig oder nacheinander eingeschaltet werden. Die Bewegungen der Stellglieder 11 können unterschiedlich lange dauern und werden jeweils dann gestoppt, wenn im Verfahrens­ schritt 26 in der speicherprogrammierten Steuervorrichtung 14 eine Gleichheit zwischen den Positionswerten P 1 und dem ent­ sprechenden Sensorsignalen als Istwerte festgestellt wird. Raben alle Elemente der bewegbaren Vorrichtung 12 ihre ent­ sprechenden Positionswerte P 1 erreicht, so sind alle Verstell­ bewegungen in Richtung der ersten Position und damit der Verfahrensschritt 27 abgeschlossen. Da die Bedingung 28 (n = x) zu diesem Zeitpunkt noch nicht vorliegt, wird in einem nächsten Verfahrensschritt 29 der Zeiger auf den Wert 2 gesetzt, wodurch im Verfahrensschritt 25 die nächsten Positionswerte P 2 vorge­ geben werden und die zweite Position der bewegbaren Vorrichtung angefahren wird.

Die Verfahrensschritte 25 bis 29 werden nun solange in einer Schleife durchlaufen, bis bei Erreichen der Positionswerte Px der Bewegungsablauf abgeschlossen ist. Da nunmehr die Bedingung 28 (n = x) zutrifft, erfolgt ein Rücklauf zur Programm­ schleife 21, 22.

Durch das auch als Teach-In bezeichnete Verfahren werden die gewünschten Positionen der bewegbaren Vorrichtung nicht mehr über ein Programm vorgegeben, sondern der in der speicher­ programmierbaren Steuervorrichtung enthaltene Rechner erfasst sie direkt über Sensoren und speichert sie in der vorgegebenen Reihenfolge ab. Diese gespeicherten Werte gibt sich der Rechner nach einem Ablaufbefehl selbst nacheinander als Sollwerte vor, wobei jeweils beim Sollwert/Istwert- Abgleich der nächste Sollwert vorgegeben wird.

Falls eine bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit einzelner oder aller Stellglieder vorgegeben werden soll, können entsprechende Funktionsgeneratoren im Bedienteil 10 vorge­ sehen sein oder entsprechende Rampenfunktionen in der speicherprogrammierbaren Steuervorrichtung 14 erzeugt werden. Die Rampensignale dienen dann als Steuersignale für die Stellglieder 11.

Ebenso können Verweilzeiten an verschiedenen Positionen dadurch eingestellt werden, daß entsprechende Zeitglieder oder Zeit­ funktionen bei Erreichen dieser Positionen den weiteren Verfahrensablauf um diese Verweilzeiten hemmen.

Claims (8)

1. Verfahren zur speicherprogrammierten Steuerung von mechanisch über Stellglieder bewegbaren Vorrichtungen, deren Positionen durch Sensoren erfassbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung manuell oder stellgliedgesteuert nacheinander in gewünschte Positionen bewegt wird, daß diese Positionen auf Speicherbefehle hin in einer speicherprogrammierten Steuervorrichtung (14, 15) gespeichert werden und daß danach durch diese Steuervorrichtung (14) die gespeicherten Positionen nacheinander automatisch anfahrbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim automatischen Anfahren die gespeicherten Positionswerte als Sollwerte und die augenblicklichen Sensorsignale als Istwerte verwendet werden und daß jeweils beim Erreichen eines Sollwert/Istwert-Abgleichs der nächste Sollwert in einem nächsten Verfahrensschritt vorgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeiten beim automatischen Anfahren der Sollwerte und/oder die Verweilzeiten an den Sollwerten entsprechenden Positionen einstellbar sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeichern der gewünschten Positionen über einen Speichertastschalter (16) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Anfahren der gespeicherten Positionen über einen Ablaufschalter (17) gesteuert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der speicherprogrammierten Steuervorrichtung (14) ein Speicher (15) zur Speicherung der Positionswerte zugeordnet ist, der als Batterie gepufferter Arbeitsspeicher (RAM) oder als löschbarer Festwertspeicher (EPROM, EEPROM oder ähnliches) ausgebildet ist und daß die Sensoren (13) mit Istwert-Eingängen dieser Steuervorrichtung (14) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bedienteil (10)für die Stellglieder (11) bzw. die durch diese Stellglieder (11) in ihrer Bewegung steuerbaren Elemente der Vorrichtung (12) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerausgänge der speicherprogrammierbaren Steuer­ vorrichtung (14) zur Steuerung der einzelnen Bewegungen mit dem Bedienteil (10) verbunden sind.