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Elektrische überwachungseinrichtung für eine selbsttätige Arbeitsmaschine
Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer elektrischen Überwachungseinrichtung
für solche selbsttätige Arbeitsmaschinen, mit denen eine zu behandelnde Arbeitsstelle
der Reihe nach an verschiedene Behandlungsvorrichtungen geführt wird. Die Behandlungsvorgänge
an den einzelnen Arbeitsstellen können dabei in Bearbeitungsmaßnahmen an einem Werkstück
oder in Wirkmaßnahmen an einem Gewebe bestehen. Sie können aber auch durch solche
Maßnahmen verwirklicht sein, die man nicht mehr als Bearbeitungen im eigentlichen
Sinn dieses Wortes bezeichnen kann, wie es z. B. bei Verpackungs- und Füllvorgängen
der Fall ist. Die Erfindung kann bei allen im vorstehenden erwähnten Fällen in Betracht
kommen und umfäßt somit ein sehr umfangreiches Gebiet der Technik. Die Voraussetzungen
für die Anwendung der Erfindung sind ,immer "dann gegeben, wenn die Behandlung von
Erzeugnissen der Massenherstellung in Frage kommt.
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Bei der Massenherstellung ist der Erzeugungsvorgang in den meisten
Fällen durch die schon eingangs erwähnte Vorbeiführung der zu behandelnden Arbeitsstelle
an verschiedene Behandlungsvorrichtungen ckarakterisiert. Die Erfindung erstreckt
sich nun auf eine .elektrische Überwachungseinrichtung für,den ordnungsgemäßen Ablauf
der einzelncri Betriebsvorgänge einer selbsttätigen Arbeitsmaschine, bei der die
zu behandelnde Arbeitsstelle in einem geschlossenen Umlauf nacheinander an die Behandlungsvorrichtungen
geführt werden. Erfindungsgemäß legen einzelne Steuerbahnen einer von einem
Steuermotor
angetriebenen Steuerwalze im "Zusammenwirken mit den ihnen zugeordneten Steuerhebeln
das Verhältnis der Zeitabschnitte fest, mit deren Ablauf nur nach Vollziehung von
jeweils mindestens einem beispielsweise durch Abtastschalter überwachten Betriebsvorgang
der Steuermotor weiterläuft. Durch diese Maßnahme ist eine einfache Übertragung
der einzelnen Betriebsvorgänge ermöglicht und sichere Gewähr dafür geboten, daß
bei nicht einwandfreiem Ablauf des gewünschten Vorganges der Antriebsmotor für die
Steuerwalze sofort stillgesetzt wird. Die Maßnahme nach der Erfindung läßt sich
besonders vorteilhaft durch ein derartiges Zusammenwirken der nacheinander wirksam
werdenden Steuerbahnen zur Geltung bringen, daß vor dem Öffnen des die Stromleitung
vermittelnden Kontakthebels .die darauffolgende Steuerbahn bereits ihren Kontakthebel
schließt, zvabei jedoch eine Stromkreisun.terbrechung nur dann vermieden ist, wenn
auch die Überwachungskontakte in der Strombahn geschlossen sind, in der die Kontaktbrücke
gerade gebildet worden ist. Durch diese Überlappung der nacheinander wirksam werdenden-Steüerbahnen
wird bei normalem Ablauf der Betriebsvorgänge die Umlegung des Stromkreises von
einer Steuerbahn auf die andere vollkommen funkenlos bewerkstelligt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Steuerung nach der
Erfindung veranschaulicht, und zwar ist in Abb. i im Grundriß ein Bearbeitungstisch
mit den einzelnen Arbeitsstellen, den Steuervorrichtungen und,den wichtigsten Behandlungsvorrichtungen
wiedergegeben, soweit die Andeutung der einzelnen Teile für das Verständnis der
Erfindung erforderlich ist. Bei der wiedergegebxenen Maschine hat man sich eine
Bearbeitungsmaschine vorzustellen, bei der mit Hilfe der einzelnen Behandlungsvorrichtungen,
beispielsweise Bohren, Fräsen oder Schleifen, der an den Arbeitsstellen befestigten
Werkstücke durchäeführt wird. Die Abb. 2 veranschaulicht das Schaltbild für die
elektrische Steuerung der in Abb. i gezeigten Arbeitsmaschine.
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In der Abb. i ist mit i der Tisch der Arbeitsmaschine bezeichnet,
um den herum die Behandlungsvorrichtungen 2, 3, d. und 5 angeordnet sind. Auf dem
Tisch i sind die Arbeitsstellen 6, 7, 8, 9 und io vorhanden, die beispielsweise
in der durch den eingetragenen Pfeil angedeuteten Pfeilrichtung an den einzelnen
Behandlungsvorrichtungen vorbeigeführt werden. An dem Tisch i sind weiterhin über
seinen Umfang jeweils so viele Steuerstellen verteilt, wie Arbeitsstellen vorgesehen
sind. Sotche Steuerstellen bestehen beispielsweise aus den Ausnehmungen i 1, 12,
13, 14 und 15, aus den Nocken 16, 17, 18, 19 und 2o bzw. aus den Steuerhähnen 2
1, 22, 23, 2¢ und 25. Die Steuerhähne 21, 22, 23, 2.4 bzw. 25 hat man sich auf den
Aufnahrnevorrichtungen für die zu bearbeitenden Werkstücke bei jeder einzelnen Arbeitsstelle
6, 7, 8, 9 bzw. i i vorzustellen, und diese Steuerhähne wirken nach jeder einwandfreien
Einspannung eines Werkstückes auf den Abtastschralter 26 ein, der ein für
allemal an .derjenigen Stelle ortsfest angebracht ist, an der sich keine Behandlungsvorrichtung
im Umfang des Bearbeitungstisches befindet und an der somit der Arbeiter das Einlegen
und Herausnehmen der Werkstücke aus der Spannvorrichtung der einzelnen Arbeitsstellen
für bzw. nach ihrem Rundlauf besorgt.
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Nach dem Einspannen eines Werkstückes und nach Meldung des einwandfreien
Ablaufs dieses Betriebsvorganges durch den Abtastschalter 26 wird der Sperrbolzen
27 pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch aus der Ausnehmung 12 herausgezogen,
wodurch die Blockierung des Tisches i freigegeben wird und der Tisch somit für die
Weiterdrehung vorbereitet ist. Auch der einwandfreie Ablauf des Herausziehens des
Sperrbolzens 27 aus der Ausnehmung 12 wird überwacht, und zwar mit Hilfe .des Abtastschalters
28. Wenn sich der Vorgang ordnungsgemäß vollzogen hat, so findet wiederum nach vorgeschriebener
Zeit der nächste Betriebsvorgang statt, der nunmehr durch irgendeine elektrisch,
pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Maschine bewerkstelligt wird und in der
Weiterdrehung des Tisches in der Pfeilrichtung, und. zwar so weit besteht, bis die
Arbeitsstelle 6 vor die Behandlungsvorrichtung :2 gelangt ist. Bei dieser Drehung
findet natürlich auch gleichzeitig die Heranbringung der anderen Arbeitsstellen
7, 8, 9 bzw. io vor die in Richtung des Pfeiles liegenden nächsten Behandlungsvorrichtung'en
bzw. vor die Ein- und Auslegestelle für die Werkstücke statt. Das einwandfreie Arbeiten
der Antriebsmaschine für die Tischdrehung.wird mit Hilfe des Abtastschalters 29
und jeweils eines der bereits erwähnten Nocken 16, 17, 18, i9 bzw. 2o überwacht.
Hat die Antriebsmaschine den Tisch um den gewünschten Betrag verschoben, so fährt
einer der Nocken 16, 17, 18, 19 bzw. 2o auf das Tastorgan 3o des Schalters 29 auf
und meldet damit den vorschriftsmäßigen Ablauf dieses Betriebsvorganges. Der nächste.
zwangsläufig herbeigeführte Schritt besteht dann darin. daß der Sperrbolzen 27 in
die inzwischen herangebrachte Ausnehmung pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch
hineingeführt wird und dadurch nicht nur den Tisch gegen e- in unbeabsichtigtes
Weiterdrehen blockiert, sondern gleichzeitig
auch eine genaue Einstellung
aller Arbeitsstellen gegenüber ihren jeweiligen Behandlungsvorriohtungen zustande
bringt.
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Mit der Einführung des Sperrbolzens 27
in die neu herangeführte
Ausnehmung sind sämtliche Maßnahmen vollzogen, die mit der Tischdrehung im Zusammenhang
stehen. Da der Sperrbolzen, wie erwähnt, auch die Einstellung der Arbeitsstellen
gegenüber den Behandlungsvorrichtungen vollzieht, kann mit den eigentlichen Bearbeitungsmaßnahmen
begonnen werden. Aus diesem Grund erfolgt nach Meldung des einwandfreien Eingriffes
des Bolzens 27 in die neu herangebrachte Ausnehmung durch den Abtastschalter 28
die Heranführung sämtlicher Behandlungsvorrichtungen 2, 3, 4 bzw. 5 an die Arbeitsstellen
in radialer Richtung auf die Tischmitte, was wiederum entweder pneumatisch, hydraulisch
öder durch einen elektrischen Antrieb vermittelt sein kann. Haben die Supporte durch
diesen Grobvorschub ihre Endstellung erreicht, dann .treten die Vorlaufendschalter
32 in Tätigkeit und schalten die Antriebsmotoren für den weiteren Vorschub der Supporte
und für die Spindeln ein, an denen die jeweils notwendigen Werkzeuge, wie beispielsweise
Fräser, Bohrer oder Schleifscheiben, sitzen. Durch,den pneumatischen, hydraulischem
oder elektrischen Grobvorschub sind also die Supporte nur so weit an die Arbeitsstellen
geführt, daß mit den Bearbeitungsvorgängen begonnen werden kann.
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Die bei jeder Behandlungsvorrichtung vorgesehenen Vorschubmotoren
(z. B. 31) für die Supporte bewegen -bei ständig umlaufenden Werkzeugen die Supporte
so weit, bis die gewünschten Bearbeitungsmaßnahmen erfolgt sind. Danach treten an
jeder Behandlungsvorrichbung Endumschalter (z. B. 33) inTätigkeit, welche auf ,die
elektrischen Vorschubmotoren (z. B. 31) einwirken und die .Supporte bei weiter
umlaufenden Werkzeugen wieder in die Stellung zurückführen; welche die Supporte
vor Einschaltung der Motoren zum Antrieb der Spindeln eingenommen hatten. In dieser
Stellung werden die Spindelmotoren selbsttätig !und .es greifen da nn die pneumatischen,
hydraulischen oder elektrischen Antriebsmittel ein und führen die Supporte in ihre
Ausgangsstellung zurück. Die einwandfreie Rückführung dieser Supporte in ihre Ausgangsstellung
wird wiederum durch Schalter überwacht, die an den Supporten vorgesehen sind und
die in Abb. 2 mit 34, 35, 36 bzw. 37 bezeichnet sind. Erst wenn die einwandfreie
Rückführung sämtlicher Supporte mittels dieser Schalter 34 bis 37 gemeldet wird,
kann wiederum eine Teildrehung des Arbeitstisches herbeigeführt werden, durch die
dann das Arbeitgstück an derjenigen Arbeitsstelle, die der Behandlungsvorrichtung
5 vorgelagert ist, an die Ein- und Auslegestelle gelangt. Im Anschluß an diesen
Teilvorgang vollzieht sich der nächste Schritt der Betriebsmaßnahmen in der gleichen
Weise wie der Ablauf, der im vorstehenden ausführlich beschrieben worden ist. Es
soll noch erwähnt werden, daß die Druckknöpfe 38, 39 bzw. 40, die bei jeder Behandlungsvorrichtung
vorgesehen sind, zum Einrichten der Supporte unter dem Einfluß der elektrischen
Feinvorschubmotoren (z. B. 31) dienen und ihre Rückwwärts-, Vorwärts- oder Ausschaltung
bewirken.
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Die Abb. 2 läßt nun die elektrische Steuervorrichtung erkennen, die
zur Überwachung der einzelnen Betriebsvorgänge dient. Die Druckknöpfe 41 bzw. 42
dienen zur Einschaltung bzw. Ausschaltung des Schützes 43 für den Steuermotor 44,
der die Steuerwalze 45 antreibt. Diese Steuerwalze 45 besitzt SO
viele Steuerbahnen
46 bis So, wie Einzelschritte beim Ablauf eines gesamten Arbeitsschrittes zu überwachen
sind. Mit jeder Steuerbahn arbeitet ein Steuerhebel 51, 52, 53, 54
bzw. 55 zusammen, von denen der zuerst in Wirksamkeit tretende und mit der Steuerbahn
So zusammenwirkende Hebel 55 bei einwandfrei in einer der- Ausnehmungen 1z,
12, 13, 14 oder 15 eingeführtem Sperrbolzen 27 (vgl. Abtastschalterstellung
2$) ein Haltestromkreis für den Steuermotor 44 schließt, so daß auch ohne weiteres
Drücken des Knopfes 41 der eingeleitete Betrieb aufrechterhalten bleibt. Beim Weiterdrehen
der Walze 45 in einem solchen Drehsinn, daß die Betätigungsstellen der Kontakthebel
St bis 55 im Sinn der über der Steuerwalze eingetragenen Pfeilrichtung entlanggeführt
werden, wird der Kontakt, der mit dem Hebel 55 vermittelt war, unterbrochen und
der weitere Haltestromkreis für Schütz 43 über den Hebel 51 vermittelt, was jedoch
voraussetzt, daß die Supporte aller Behandlungsvorrichtungen sich in ihrer Ausgangslage
befinden und die Schalter 34 bis 37 geschlossen sind.
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Man hat sich nun vorzustellen, daß synchron mit der Steuerwalze 45
eine weitere, in der Zeichnung nicht veranschaulichte Steuervorrichtung betätigt
wird, welche die Antriebsmotoren zur Bewerkstelligung der Sperrbolzenbetäbigung,
der Tischdrehung und der Grobverstellungder Supporte an den Behandlungsvorrichtungen
beeinflußt. Diese Steuervorrichtung ist inzwischen in eine solche Lage gebracht,
daß die Ausführung des Sperrbolzens aus der entsprechenden Ausnehmung im Tisch r
stattfindet. Wenn sie bis zu dem Augenblick richtig vollzogen ist, in dem der Hebel
des Schalters 53 infolge der Weiterdrehung der Walze 45 die Kontaktvermittlung
herstellt,
so wird der Haltestromkreis des Schützes 43 nunmehr über diesen Hebel 53 geführt.
Es ist dabei zu beachten, daß die beiden Hebel 51 und 53 eine kurze Zeitlang gemeinsam
die Herstellung des Haltestromkreises für das Schätz 4.3 herstellen, so daß also
funkenlos umgeschaltet wird.
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- Auf das Herausziehen des Sperrbolzens erfolgt die Tischdrehung mittels
der vorn Steuermotor 4d. angetriebenen, in der Zeichnung aber, wie erwähnt, nicht
dargestellten Steuervorrichtung, die auf die entsprechende pneumatisch, hydraulisch
oder elektrisch angetriebene Maschine einwirkt. Die einwandfreie Tischdrehung wird
von dein Abtastschalter 29 gemeldet, der den Haltestromkreis über den Kontakthebel
52 herstellt, und zw-),i7 wiederum in kurzzeitiger Überlappung mit dein vorhergehenden
Haltestromkreis über ,den Hebel 53. Tni Anschluß an die Tischdrehung erfolgt
die Einführung des Sperrbolzens -a7 in die neu vorgelagerte Ausnehinung des Tisches
i, die mit dem Steuerhebel 55 und der Steuerbahn 50 überwacht wird. Dieser
Haltestromkreis über den Steuerhebel 5 5 sorgt an sich während des gesamten Bearbeitungsvorganges
für die einwandfreie Schließung des Haltestromkreises für das Schütz .43. Er wird
nur an der Stelle 56 auf der Bahn 50 einen Augenblick unterbrochen und gibt
-dann den Haltestromkreis kurzzeitig auf die Bahn 49 und den Steuerhebel 54. ab,
um dadurch die Überwachung der einwandfreien Einspannung des neuen Werkstückes durch
den Schalter 26 zu ermöglichen.
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Die in der Abb. 2 mit 57, 53 bzw. 59 bezeichneten Schaltstellen veranschaulichen
den Vorlaufendschalter, der in der Abb. i mit 3 bezeichnet ist. Die Schaltstelle
6o entspricht j dem Endumschalter 33 in Abb. 1. Man erkennt aus der Abb. a deutlich,
daß die Schaltstellen 57 bis 6o auf die Schütze zur Betätigung des Vorschubmotors
bzw. der Vorschubinotoren 31 einwirken.
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Um den einwandfreien :-#bla.uf der eigentlichen Bearbeitungsvorgänge
durch die an den Behandlungsvorrichtungen angebrachten Werkzeuge überwachen zu können,
sind noch in der Zeichnung nicht dargestellte thermische Relais (Motorschutzschalter)
vorgesehen, die hei Festfressen irgendeines der Werkzeuge und damit zusammenhängenden
unzulässigen Anstieges des Motorstromes sofort eine Abschaltung des in der Zeichnung
ebenfalls nicht veranschaulichten Hauptschützes für die Stromzuführung zu der Anlage
verursachen. Derartige thermische Relais (Motorschutzselialter) sind auch für die
Vorschubinotoren, die auf jeder Behandlungsvorrichtung vorgesehen sind (z. B. 31),
vorhanden.