DE3728180C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Verfahrensweise ist aus DE-OS 31 47 626 bekannt. Es hat sich nun gezeigt, daß sich durch Verschmutzung am Sender und/oder Empfänger erhebliche Schwankungen im Lichtdurchgang ergeben können, welche die Ausgangsspannung des Empfängers entsprechend verändern. Ebenso können sich Veränderungen der Ausgangs­ spannung des Empfängers durch Temperaturänderungen im Be­ reich der Meßanordnung einstellen. Hierdurch sind zwei Fehlfunktionen möglich. Zum einen kann durch Verschmutzung und/oder Temperaturänderung zu wenig Licht am Empfänger ankommen. Dieser meint, es wäre irgendein Hindernis im Lichtweg und verhindert die Wiedereinführung des Werkzeuges, obgleich sich kein Hindernis im Lichtweg befindet. Zum an­ deren kann zuviel Licht abgegeben und vom Empfänger aufge­ nommen werden und/oder sich durch entsprechende Temperatur­ änderung eine zu hohe Ausgangsspannung am Empfänger ein­ stellen, obgleich sich im Lichtweg ein Hindernis befindet und das Werkzeug an sich nicht wieder eingeführt werden sollte. Der Empfänger signalisiert aber aus den vorgenann­ ten Gründen, daß kein Hindernis im Wege sei, das Werkzeug wird eingefahren und dann beschädigt. Die vorgenannten Fehlermöglichkeiten bestehen insbesondere dann, wenn im Lichtweg nur relativ kleine Gegenstände verbleiben können, die zwar bei Einführung des Werkzeuges dieses ebenfalls beschädigen können, jedoch aufgrund ihrer Kleinheit den Lichtstrahl nur in geringem Ausmaß verändern.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu­ grunde, ausgehend von dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 für einen automatischen Ausgleich der Störung aufgrund Verschmutzung und/oder Temperaturänderun­ gen zu sorgen. Dies betrifft auch einen Ausgleich, der durch Entfernungsänderungen und Justageänderung bei Werk­ zeugwechsel in der Maschine bedingt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1 in den Merkmalen des Kenn­ zeichens des Anspruches 1 gesehen. Hiermit werden Schwan­ kungen der verstärkten Ausgangsspannung des Empfängers, die durch die o.g. Temperaturänderungen und/oder Ver­ schmutzung der jeweiligen Linsen oder dergleichen ent­ stehen können, automatisch ausgeglichen. Hiermit gelingt es, die Ansprechschwelle einer mit einem solchen Verfahren arbeitenden Anordnung relativ knapp unter die normierte, bzw. eingestellte reguläre Ausgangsspannung des Verstär­ kers des Empfängers zu legen und damit auch kleine Gegen­ stände im Lichtstrahl, welche das Lichtsignal nur wenig reduzieren, sicher zu detektieren. Eine solches Verfahren kann damit immer im besten Arbeitspunkt des Empfängers arbeiten und besitzt bei hoher Stabilität zugleich eine hohe Ansprechempfindlichkeit. Es ist nicht mehr nötig, mit großen Reserven der Lichtintensität zu arbeiten, wie dies in Höhe von 200 bis 300 Prozent bei bekannten Licht­ schranken der Fall ist. Auch muß man nicht mehr, wie beim Stand der Technik, mit kürzeren Abständen zwischen Sender und Empfänger arbeiten als der Nennabstand im Begrenzungsbereich der Aussteuerung. Die zu detektieren­ den Gegenstände können klein sein, ohne den angestrebten Effekt zu gefährden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Inhalt des Anspruches 2. Hiermit werden auch solche Änderungen in der Verschmutzung und/oder Temperatur der zugehörigen Anordnung ausgeglichen, die sich während eines einzelnen Spritz- oder Gießvorganges ergeben und die Differenz zwischen Ausgangsspannung des Empfängers und der Ansprechschwelle ungünstig beeinflussen würden, da die Ansprechschwelle vorgegeben ist, sich die Ausgangsspannung aber durch Änderungen im Verschmutzungs­ grad und/oder Temperatur entsprechend ändern würde. Die vorgenannten Einflüsse sind nämlich sonst im Betrieb prak­ tisch nicht, oder nur mit einem sehr großen Arbeitsaufwand zu beseitigen. Sie werden nun nach jedem Spritz- oder Gießvorgang und dem zugehörigen Meßvorgang erfindungsgemäß durch eine Neujustierung ausgeglichen. Es kann also bei jedem Arbeitszyklus der zugehörigen Maschine von den ur­ sprünglich vorgegebenen Werten der Ausgangsspannung des Empfängers ausgegangen und damit die Betriebs- und Stör­ sicherheit entsprechend erhöht werden. Auch bei Werkzeug­ wechsel erfolgt auf einfache Art eine Angleichung an den bestmöglichen Wert oder die bestmögliche Ausgangsspannung des Empfängers.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine An­ ordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder beiden der zuvor erläuterten Ansprüche zu schaffen, welche in vorteilhafter Ausgestaltung die Durchführung dieser Verfahrensschritte ermöglicht.

Zur Lösung dieses Teils der Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruches 3. Durch den Vergleich der ver­ stärkten Ausgangsspannung des Empfängers mit der Referenz­ spannung am Komparator wird in Verbindung mit dem Pegel­ regler die Empfängerausgangsspannung immer auf einen kon­ stanten Wert eingestellt, dessen Höhe jedoch am Komparator (in gewissen Grenzen) wählbar ist.

Die Merkmale des Anspruches 5 stellen eine bevorzugte gerätemäßige Ausführung zur Durchführung des Verfahrens­ abschnittes gemäß Anspruch 2 dar. Bei Verwendung elektroni­ scher Bauelemente und Steuerungen kann die Geschwindigkeit dieses Vorganges ohne weiteres so hoch gewählt werden, daß die Taktgeschwindigkeit einer entsprechenden Spritz- oder Gießmaschine nicht verringert werden muß.

Zur Steuerung und schnellen Arbeitsweise der Anordnung ge­ mäß Anspruch 5 empfiehlt sich insbesondere die Verwendung eines Oszillators in Verbindung mit den Merkmalen des An­ spruches 9.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den wei­ teren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles zu entnehmen, wobei die Bauelemente, Schaltgruppen usw. aus Gründen der zeichnerischen Verein­ fachung nur in Block-Darstellung gezeichnet sind. Der in­ terne Aufbau solcher Bau- bzw. Schaltelemente ist für sich aus dem Stand der Technik bekannt. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Block-Schema der gesamten Steueranordnung,

Fig. 2 die Einzelheit A in vergrößerter und detaillierter Darstellung.

Fig. 1 deutet mit 1 die Arbeitsplatte einer Spritzgieß- oder Druckgießmaschine an, auf der ein Teil 2 gegossen oder gespritzt wird. Das hier­ zu erforderliche Werkzeug ist mit Ziffer 3 angedeutet, und zwar in der abgehobenen Stellung. Nach Entfernen des Spritz- oder Gußteiles 2 soll es gemäß Pfeil 4 nach unten wieder in die Arbeitslage abgesenkt werden. Hierzu muß si­ chergestellt sein, daß das Teil 2 auch wirklich entfernt ist und auch kein anderes Teil sich in diesem Raum be­ findet. Hierzu wird von einem Oszillator 5 eine Impuls­ folge erzeugt, mit der über eine Schaltstufe einer Sende­ diode 6 Energie zugeführt wird, die ein entsprechendes Wechsellicht 8 produziert. Dieses Licht tritt aus einer Linse oder dergleichen der Diode 6 aus. Empfängerseitig ist ein Fototransistor 9 vorgesehen, der das ankommende Wechsellicht 6 wiederum in elektrische Signale umwandelt und einem Wechselspannungsverstärker zuführt, der aus einem Vorverstärker 10 und einem Endverstärker 11 besteht. Das somit verstärkte Ausgangssignal der Empfängerseite wird mittels eines Gleichrichters 12 gleichgerichtet und dann gemäß 12′ einem Komparator 13 zugeführt. Dem Kompa­ rator wird eine bei 14 einstellbare Referenzspannung 14′ zugeführt und innerhalb des Komparators mit der gleich­ gerichteten Empfänger-Ausgangsspannung 12′ verglichen. Ist die Ausgangsspannung 12′ höher als die Referenzspan­ nung 14′, so wird vom Komparator her über eine Steuer­ logik 15 ein noch näher zu erläuternder Wandler in Funktion gesetzt, der über einen ebenfalls noch näher zu erläutern­ den Pegelregler 17, der sich zwischen den beiden Verstär­ kern 10 und 11 befindet, die Ausgangsspannung dieser Empfängerverstärker so lang erhöht, bis die gleichgerich­ tete Ausgangsspannung 12′ am Komparator 13 in Höhe der Referenzspannung 14′ erreicht hat. Dann wird über den Kom­ parator und die Steuerlogik 15 ein weiteres Tätigwerden des Wandlers 16 gestoppt. Die gleichgerichtete Empfänger­ ausgangsspannung 12′ erhält den eingestellten Normalwert, wie es angestrebt ist. In dem Zusammen­ hang sei bemerkt, daß der Wechselspannungsverstärker 10, 11 auch selektiv sein kann.

Die vorstehend erläuterte Justage oder Anpassung der ver­ stärkten Empfängerausgangsspannung erfolgt, wie schon er­ läutert, bevorzugt nach jedem Spritz- oder Gießvorgang, um nach jedem Zyklus die optimal angestrebte, gleichge­ richtete Ausgangsspannung gemäß der eingestellten Referenz­ spannung zu erhalten.

Erwähnt sei in dem Zusammenhang, daß ein Störsignal aus der Umwelt nicht beeinflußbar ist. Aus Sicherheitsgründen wird man versuchen, das Nutzsignal möglichst weit aus dem Störsignalpegel herauszuheben, d.h., der Sender sollte so stark wie möglich sein. Dadurch kann der Empfänger unem­ pfindlicher werden. Der Empfänger im Gerät nach der Er­ findung ist in der Verstärkung regelbar. Die höchste Ver­ stärkung wird nur benötigt, wenn das Sendersignal bei z. B. großem Abstand zwischen Sender und Empfänger schwach am Empfänger ankommt. In allen anderen Fällen wird der Empfänger zurückgeregelt und damit der Störabstand verbessert.

Der nähere Aufbau und die Wirkungsweise der vorstehend im Prinzip erläuterten Steuerung wird gemäß einem bevor­ zugten, nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel beschrieben:

Ein Oszillator 29 erzeugt relativ schnell aufeinander fol­ gende Impulse, die über die Steuerlogik, bzw. Eingangs­ logik 15 dem Wandler 16 zugeführt werden und diesen schrittweise, entsprechend der Zahl der Impulse, hoch­ schaltet und damit schrittweise auch den Pegelregler 17 wie erläutert hochschaltet. In einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform ist er ein Analog/Digital-Wandler und der Pegelregler 17 ist so aufgebaut, daß er die digi­ talen Impulse des Wandlers 16 in analoge Werte umwandelt und dem Verstärker 11 zuführt. In einer anderen Variante ist der Wandler 16 ein Analog/Digital- und anschließend ein Digital/Analog-Wandler, dessen analoge Ausgangssignale einem Fußwiderstand (siehe Fig. 2) zuge­ führt werden. Der Wandler bildet also einen elektronisch einstellbaren Widerstand. Dieser einstellbare Fußwider­ stand 17′ befindet sich ebenfalls zwischen den beiden Verstärkern 10 und 11, indem er bei 16 an den Leitungs­ zug zwischen den Verstärkern 10, 11 angeschlossen ist, während er andererseits bei 19 an Masse gelegt ist. Es kann außerdem noch ein Vorwiderstand 20 zwischen dem Verstärker 10 und dem Anschlußpunkt 16 vorgesehen sein. Zu Beginn eines Steuervorganges, d.h. ausgehend von der noch näher erläuterten Nullstellung, ist der Fußwider­ stand 17′ auf den Wert annähernd Null eingestellt, d.h. von 10 kommende Impulse werden fast vollständig an die Masse 19 abgeleitet. Mit dem Hochregeln des Wandlers 16 wird der Fußwiderstand 17′ entsprechend vergrößert, so daß immer mehr an Impulsen vom Vorverstärker 10 zum Endverstärker 11 des Empfängers gelangen, da dann auf­ grund der Erhöhung des Widerstandes 17′ immer weniger an Masse 19 abgeleitet wird. Bei beiden vorgenannten Varianten der Erhöhung der Empfängerausgangsspannung wird diese Erhöhung mit Erreichung der Referenzspannung über die Elemente 13, 15 und 16 gestoppt.

Ist nun aufgrund eines im Lichtweg liegengebliebenen Spritz- oder Gußteiles 2, bzw. aufgrund eines dort vor­ handenen Fremdkörpers der Lichtstrahl 8 in seiner Stärke reduziert, so wird durch eine entsprechende Meßeinrich­ tung 21, die an die Ausgangsseite des Verstärkers 11 an­ geschlossen ist, eine dementsprechende Mitteilung an eine Auswertelogik 22 gegeben. Ergibt sich, daß die Aus­ gangsspannung des Verstärkers 11 unter einen bestimmten Ansprechwert sinkt, so läßt die Auswertelogik ein Relais 23 oder dergleichen abfallen, welches die Zufuhr des Werkzeuges 3 in Pfeilrichtung 4 verhindert. In diesem Fall geschieht zunächst keine automatische Neujustage der Ausgangsspannung des Empfängers, da erst einmal die Störquelle beseitigt werden muß. Im übrigen aber ist es eine bevorzugte Ausführungsform, daß nach jedem Gieß- oder Spritzvorgang die Neujustage der Empfängerausgangsspannung erfolgt. Dies kann selbst­ tätig von der Auswertelogik über eine Rückstellung 24, 25 auf den Wandler 16 bzw. die Steuerlogik 15 erfolgen. Auch wäre eine solche Rückstellung von Hand gemäß Schal­ ter 26, oder wie mit 27 angedeutet, bei Anschluß der An­ ordnung an das Netz 28 möglich. Im einzelnen können die vorgenannten Bauelemente wie folgt ausgebildet sein: Im Block 21 befindet sich eine Schmitt-Triggerschaltung mit einer Ansprechschwelle, die wenige Prozent unter der No­ minal-Ausgangsspannung des Endverstärkers 11 liegt und bei Überschreiten dieser Schwelle die Ausgangslogik 22 aktiviert und das Relais 23 anziehen läßt. Der Block 25 besitzt drei Eingänge in der Art einer ODER-Schaltung, die über die Ansteuerung aus 22 oder 27 oder 26 die Rück­ stellung von 15, 16, 17 bewirkt. Der Block 25 bewirkt außerdem eine Abfallverzögerung (ca. 100 ms) des Rück­ stellimpulses, damit keine Selbsterregung der gesamten Anordnung stattfindet. Diese Zeit muß größer sein als die Zeitdauer, die die gesamte Anordnung für einen Regelvor­ gang benötigt.

Die vorgenannte Rückstellung bedeutet eine Nullstellung des Wandlers 16, so daß er mit Hilfe des Oszillators 29 in der beschriebenen Weise wieder hochgefahren werden muß. Die Eingangsfrequenz des Wandlers 16 und die vom Oszillator 29 abgegebenen Schwingungen sind so einzu­ stellen, daß die Wiederbereitschaft der Anordnung und damit der Lichtschranke 7, 6 und 9 rechtzeitig erreicht wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Sicherung des Werkzeuges an Spritzgieß- oder Druckgießmaschinen gegen ein Bewegen der Werk­ zeugteile in die Gießstellung, so lange sich noch Gußteile oder Fremdkörper im Werkzeug- oder Gießbe­ reich befinden, wobei zumindest eine aus Sender und Empfänger bestehende Anordnung zur Erzeugung eines den Werkzeug- oder Gießbereich durchsetzenden Licht­ strahles vorgesehen ist und wobei diese Anordnung in elektrischer Wirkverbindung mit einer Steuerung für das Stoppen oder Freigeben der Bewegung des oder der Werkzeugteile in die Gießstellung steht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Empfängers durch Verstärkung auf einem einstellbaren, konstanten Wert gehalten wird, und daß die Ansprechschwellenspannung der An­ ordnung, unterhalb derer das Stoppen der Bewegung (4) eines Werkzeuges oder von Werkzeugteilen (3) erfolgt, nur geringfügig kleiner als die verstärkte Ausgangsspannung des Empfängers gewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Spritz- oder Gießvorgang eine erneute Anpassung der Ausgangsspannung des Verstärkers an den eingestellten Wert erfolgt.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Ausgangs­ spannung (12′) des Empfängers (9, 10, 11) einem Komparator (13) zugeführt wird, wobei eine Vergleichsspannung (14′) des Komparators (13) einstellbar ist (14), daß an dem oder den Verstärkern (10, 11) des Empfängers (9, 10, 11) ein vom Komparator (13) her eingestellter Pegelregler (17) für die Erhöhung der Ausgangsspannung (12′) des Empfängers (9, 10, 11) vorgesehen ist und daß die vorgenannte Erhöhung durch den Komparator (13) über den Pegelregler (17) gestoppt wird, sobald die verstärkte und bevorzugt gleichgerichtete Ausgangsspannung (12′) des Empfängers (9, 10, 11) den Betrag der Vergleichsspannung (14′) erreicht hat.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (13) auf eine Steuerlogik (15) und diese, bevorzugt über einen Wandler (16), auf den Pegelregler (17) einwirkt.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 und 2, sowie nach Anspruch 3 oder 4, ge­ kennzeichnet durch eine Rückstellung, welche nach einem Spritz- oder Gießvorgang die verstärkte Aus­ gangsspannung des Empfängers (9, 10, 11) auf Null zurückstellt und durch eine Auswertlogik (22), die auf den Pegel­ regler (17), oder die zu ihm gehörende Steuerlogik (15) und auf einen gegebenenfalls vorgesehenen Wand­ ler (16) im Sinne einer Erhöhung der verstärkten Ausgangsspannung (12′) des Empfängers (9, 10, 11) bis auf den Wert der Vergleichsspannung (14′) am Komparator (13) einwirkt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelregler (17) sich zwischen einem Vorverstärker (10) und einem Endverstärker (11) des Empfängers (9, 10, 11) befindet.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandler (16) in Form eines Analog/Digital-Wandlers und als Pegelregler (17) ein von der Digitalseite des Wandlers (16) her beaufschlag­ ter Digital/Analog-Wandler vorgesehen ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wandler (16) ein Analog/Digital- Digital/Analog-Wandler und als Pegelregler (17) ein vom Analogausgang des Wandlers (16) beaufschlagter Fußwider­ stand (17′) des Pendelreglers (17) vorgesehen ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Oszillator (29) mit entsprechend hoher Impulsfolge zur schrittweisen Weiterschaltung des nach dem Zählverfahren arbeitenden Wandlers (16) und damit zu einer schrittweisen Erhöhung der verstärkten Empfänger-Ausgangsspannung (12′) mit Hilfe des Pegelreglers (17) vorgesehen ist, wobei der Oszillator (29) nach jeder Rückstellung der Anordnung auf Null beim Zuschalten dieser Anordnung mit zugeschaltet wird.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeich­ net durch eine zusätzliche Rückstellung auf Null bei Zuschaltung des Netzanschlusses (27, 28).

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeich­ net durch eine zusätzliche Rückstellung auf Null durch Handschaltung (26).