DE8201718U1 - Steuergerät für programmierbare Maschinen - Google Patents

Description

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HAUCK GmbH 8016 Peldkirchen b. München

Steuergerät für programmierbare Maschinen

Die Neuerung betrifft ein Steuergerät für programmierbare Maschinen, das eine Eingabetastatur für das Programm und eine Anzeigeeinheit für die eingegebenen Programmbefehle bzw. aie von der Maschine gerade ausgeführten Programmschritte aufweist.

Bei sehr teuren Maschinen, die mit einer aufwendigen Steuerung ausgestattet sind, kann man die Programmeingabe alphanumerisch durchführen, wobei die einzelnen Befehle durch eine Folge genormter alphanumerischer Zeichen definiert sind. Zur Kontrolle des eingegebenen Programmes dient ein Bildschirm, auf dem diese alphanumerischen Befahle sichtbar erscheinen. Die Umsetzung dieser alphanumerischen Befehle in speicherbare Digitaldaten erfolgt mit Hilfe eines ebenfalls zur Steuerung gehörigen Computers, der auch die Datenspeicherung und den Datenabruf sowie den Ablauf des Maschinenprogramms steuert. Es liegt auf der Hand, daß eine derartig aufwendige Steuerung aus Kostengründen bei kleineren, preiswerten Maschinen nicht vorgesehen werden kann.

Die Steuerung kleinerer Maschinen erfolgt vielmehr mit Hilfe von Kartenlesern, welche (optisch oder elektrisch lesbare) Programmkarten schrittweise in Synchronismus mit dem Programmablauf abtasten, wobei die Maschine den gerade abgelesenen Programmschritt ausführt. Es gibt auch bereits kleinere

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Maschinensteuerungen mit einer Zifferntastatur, über welche die Maschine durch in Ziffern codierte Befehle direkt gesteuert werden kann. Hier ist jedoch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Kanäle begrenzt, wodurch auch die Programmierbarkeit begrenzt wird und die Befehle in codierter Form anstatt im Klartext wie bei der alphanumerischen DIN-Eingabe | eingegeben werden müssen. Zur Kontrolle der Eingabe dient \ bei diesen kleinen Steuerungen ein zwei- bis höchstens dreistelliges Display, wie es bei digital anzeigenden Meßgeräten üblich ist, das nur die gerade eingetastete Zahl anzeigt.

Die Aufgabe der Neuerung besteht in der Schaffung eines preiswerten Steuergerätes kompakter Bauform, das auch bei kleineren Steuerungen, wie sie für weniger teure Maschinen in Frage kommen, eine sinnfälligere Programmeingabe als bei den bisher für derartige Maschinen verwendeten Steuerungen erlaubt: Insbesondere soll die Eingabe an die bei großen Maschinen praktizierte alphanumerische DIN-Eingabe angepaßt sein, so daß die Programmierungsvorteile derartiger großer Steuerungen auch für kleinere Steuerungen nutzbar gemacht werden. Trotz der kompakten Bauform soll das neuerungsgemäße Steuerungsgerät zumindest teilweise auch eine direkte Steuerung der Maschine ermöglichen, so daß der Aufwand für die gesamte Steuerungsanlage möglichst klein gehalten wird und die Steuerung dementsprechend preiswert im Verhältnis zu den Gesamtkosten der Maschine wird.

Die der Neuerung zugrundeliegende, vorstehend umrissene Aufgäbe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet .
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Durch die Anordnung eines Tastenfeldes etwa nach den DIN-Vorschriften, wie sie für große Steuerungen gelten, ergibt

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sich die Möglichkeit der dort üblichen alphanumerischen

Eingabe von Programmbefehlen, die zugleich in einem vieljj stelligen, z.B. 16-stelligen Anzeigefeld sichtbar gemacht

werden, so daß man den gesamten Befehl überblicken und da- % 5 mit sinnfällig kontrollieren kann. Anstelle eines aufwendigen maschineninternen Speichers für die eingegebenen Befehle

\ sind neuerungsgemäß kassettenförmige Speicher vorgesehen,

die in ein oder mehrere Kassettenfächer einschiebbar sind, welche durch entsprechende Einschuböffnungen in der Frontplatte zugänglich sind. Diese Frontplatte schließt einen Gehäuserahmen ab, in dem eine Anzahl von Schaltungskarten gehaltert sind, auf welchen die elektronische Schaltung der Steuerung realisiert ist. Den einzelnen Schaltungskarten sind verschiedene Funktionen zugeordnet, unter anderem die Verarbeitung von Eingangssignalen, welche Maschinenzustände angeben, Daten zur Berücksichtigung der Steuerung oder zur Erzeugung von Ausgangssignalen zur Ansteuerung von Motoren für von der Maschine auszuführende Bewegungen. Durch Integrierung derartiger Leistungsausgänge in das Steuergerät selbst kann die übrige Maschinensteuerung auf Elemente für höhere Leistungen beschränkt werden, also etwa auf Motorantriebe für Arbeitsspindeln etc.

Die Verwendung von Einschubkassetten erlaubt den Verzicht auf große Speichexeinheiten und ermöglicht dennoch eine Vielzahl verschiedener Programme, die einfach durch Einschieben einer entsprechend programmierten Kassette auswählbar sind, so daß trotz des kompakten Aufbaus praktisch keine Beschränkung bei der Programmauswahl in Kauf zu nehmen ist. Die Speicherkassetten enthalten zweckmäßigerweise EPROMS oder EEPROMS, die mit Hilfe des Tastenfeldes anfänglich programmiert werden können und dann in einem Magazin zur Benutzung bei Bedarf verfügbar gehalten werden können. Diese Einschubkassetten sind sehr einfach zu handhaben und lassen sich sinnfällig beschriften, so daß die Gefahr von Fehlbedienungen praktisch auszuschließen ist.

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Auf dem Anzeigefeld kann nicht nur die Programmeingabe überwacht werden, sondern auch der Programmablauf, so daß man jederzeit über die gerade laufende Maschinenfunktion unmittelbar im Bilde ist und im Notfall eingreifen kann, ohne sich über eine Codierungsanzeige erst über die Maschinenfunktion ins Klare kommen zu müssen.

Die Neuerung bietet somit auch bei kleinen preiswerten Maschinen die Vorteile großer aufwendiger und kostspieliger Steuerungen, nämlich eine sinnfällige Programmeingabe sowie Kontrolle des Programmablaufs und einen einfachen Programmwechsel innerhalb einer praktisch unbegrenzten Programmauswahl, bei äußerst kompaktem Aufbau und relativ geringen Kosten.

Das neuerungsgemäße Steuergerät kann entweder als separates Gerät in einem eigenen kleinen Gehäuse ausgebildet werden, oder aber auch als Einschubgerät für einen Steuerschrank, eine Steuerkonsole etc., welcher umfangreichere Elemente höherer Leistung für den Maschinenantrieb (Schaltschütze für Antriebsmotoren, Stern-Dreieck-Umschalter usw.) enthält. Außer dem Tastenfeld, dem Anzeigefeld, den Kassettenschächten und den Schaltungskarten mit den Anschlußleisten für die Verbindung mit den erwähnten Leistungselementen der Steaerung oder unmittelbar mit der Maschine selbst enthält das Steuergerät einen Mikroprozessor, welcher die einzelnen Vorgänge bei der Programmierung und beim Programmablauf steuert und mit den verschiedenen erwähnten Baugruppen des Gerätes zusammenarbeitet.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen sei nun ein Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Steuergerätes im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines als Einschub ausgebildeten Steuergerätes und
Fig. 2 eine Darstellung der Eingabetastatur.

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Das in Fig. 1 als Einschub dargestellte Steuergerät besitzt einen Gehäuserahmen 1 mit einer Frontplatte 2 und Seitenwänden 3, die durch Streben 4 zusammengehalten werden. An die Frontplatte sind zwei Griffe 5 angesetzt, mit Hilfe deren sich der Einschub in einen Steuerschrank einschieben bzw. herausziehen läßt. In der Frontplatte 2 befindet sich ein Tastenfeld 6, das in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist. Oberhalb des Tastenfeldes 6 befindet sich in der Frontplatte 2 ein Anzeigefeld 7, das beispielsweise sechzehn Stellen gleichzeitig anzeigen kann. Zweckmäßigerweise handelt es sich um ein Leuchtdisplay, welches relativ gut ablesbar ist, jedoch kann auch ein Flüssigkristalldisplay benutzt werden.

Neben dem Tastenfeld 6 und dem Anzeigefeld 7 sind in der

'5 Frontplatte 2 zwei Einschuböffnungen 8 vorgesehen, in die zwei Programmkassetten 9 eingeschoben sind. Unterhalb der Einschuböffnungen befindet sich ein Schlüsselschalter 10, mit Hilfe dessen die Steuerung abgesperrt und gegen unbefugten Zugriff gesichert werden kann.

Im Inneren des Gehäuserahmens 1 ist eine Anzahl von Schaltungskarten 11 angeordnet, die in Führungen gehaltert sind. Solche Führungen können in den Streben 4 ausgebildet sein, wie es im Falle der hinteren Strebe in der Figur zu erkennen ist, die mit Einschnitten 12 versehen ist, in welchen die Schaltungskarten 11 sitzen. Auf der Rückseite des Gehäuserahmens 1 befinden sich Kcntaktleisten 13 für die elektrischen Anschlüsse der Schaltungskarten mit anderen Teilen der Steuerung. Die entsprechenden Gegenkontakte befinden sich an den hinteren Kanten der Schaltungskarten 11. Ebenso stehen die Schaltungskarten an ihren gegenüberliegenden Kanten mit Kontaktleisten 14 in Verbindung, die etwa an einer Zwischenwand 15 des Gehäuserahmens 1 angebracht sind.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Programmkassetten 9 vorgesehen, die an Griffen 16 durch die Einschuböffnungen 8 in Kassettenschächte eingeschoben werden können,

wobei gleichzeitig über Kontaktleisten elektrische Anschlüsse mit der übrigen elektrischen Schaltung des Steuergerätes
hergestellt werden. Die beiden Programmkassetten gestatten
ein schnelles Umschalten zwischen zwei unterschiedlichen
'Programmen, ohne daß dazu ein Kassettenwechsel notwendig

wäre. Gewünschtenfalls kann man natürlich auch mehr als zwei
Kassettenschächte vorsehen, wenn auf diese Weise zwischen
mehreren Programmen gewechselt werden soll. Auf diese Weise
kann man beliebige Programme zum Schnellwechsel durch e~.n-

fachen Tastendruck bereitstellen. Andererseits lassen sich bei
Programmumstellungen die Programmkassetten 9 ganz leicht
auswechseln und gegen Kassetten mit dem gewünschten Programm
austauschen. Dazu braucht lediglich die betreffende Kassette
an ihrem Griff 16 aus dem Steuergerät herausgezogen zu wer-

den, und es wird eine andere Kassette mit dem gewünschten
Programm eingeschoben.

Die erstmalige Programmierung von Kassetten läßt sich über
die in Fig. 2 im einzelnen dargestellte alphanumerische

Tastatur durchführen, wenn man ein bestimmtes Programm erstellen will. Die Zuordnung der verschiedenen alphanumerischen Symbole ist an die bei großen Maschinen übliche Anord- \ nung angepaßt, so daß man die einzelnen Programmschritte h

alphanumerisch nach DIN eintasten kann. Diese genormten Be- | fehle sind so aufgebaut, daß die Eingabedaten in sinnfälli- | ger Weise den entsprechenden Maschinenbefehl erkennen las- I sen, so daß die Programmierung sich relativ einfach gestal- \ tet und die Gefahr von Fehlern weitgehend ausgeschlossen I wird. Dieser Programmierungsvorteil wird für das hier be- i

I schriebene Steuergerät auch für kleine Maschinen nutzbar ge- 3

macht. Das in die Programmkassetten 9, welche EPROM-Speicher |

oder EEPROM-Speicher enthalten, eingeschriebene Programm S

bleibt in diesen Kassetten erhalten, auch wenn sie aus dem SJ

Steuergerät herausgezogen und in einem Magazin gelagert wer- *

den. Dort steht es jederzeit zur Verfügung und braucht bei 1

Bedarf nur hervorgeholt zu werden. Wird ein in einer solchen | Kassette gespeichertes Programm definitiv nicht mehr benutzt,

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so können die Speicherelemente der Kassette in bekannter Weise (mit UV-Licht oder auf elektrischem Wege) gelöscht werden, so daß die Kassette für die Einspeicherung eines neuen Programmes wieder nutzbar ist. 5

Zumindest ein Teil der Schaltungskarten 11 ist mit Leistungsausgängen ausgebildet, welche über die zugehörigen Kontaktleisten 13 und die mit diesen verbundenen Kabel eine unmittelbare Steuerung von Maschinenfunktionen etwa über Stellmotoren oder Magnete erlaubt, ohne daß hierzu eigene Stromquellen im übrigen Teil der Maschinensteuerung vorgesehen werden müßten. Dies läßt sich mit relativ geringem Aufwand in den Schaltungskarten ohne Einbuße der Kompaktheit des Steuerungsgerätes realisieren, so daß die übrige Steuerung auf Elemente für wirklich große Leistungen, wie den Maschinenantrieb, beschränkt werden kann. Die Schaltungskarten 11 sind funktionsmäßig aufgeteilt: So gibt es Eingangskarten, denen von der Maschine Zustandssignale (Drehzahlen, Endstellungen etc.) in Form elektrischer Signale zugeführt werden, die dann von dem hier nicht dargestellten Mikroprozessor verwertet werden, und Ausgangskarten, die aufgrund der ebenfalls vom Mikroprozessor ermittelten Steuersignale Ausgangssignale für die verschiedenen Elemente der Maschine liefern, wobei ein Teil dieser Ausgangssignale als Leistungssignale zur unmittelbaren Betätigung von Elementen der Maschine zur Verfügung gestellt werden, während rndere Ausgangssignale als Steuersignale für die höhere Leistungen verarbeitenden Elemente der Maschinensteuerung (beispielsweise zur Ansteuerung von Schaltschützen für den Maschinenantrieb) dienen. Die Signale an den Leistungsausgängen können von auf den betreffenden Schaltungskarten befindlichen Relais oder auch von Leistungstransistoren geliefert werden, je nachdem, welchem Konzept man den Vorzug gibt.

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Claims (5)

1 ■ ■ Iti .' ·. : ' PATENTA*Kl.\VALTE DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER MARIA-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH 86 O2 60 D-8000 MUENCHEN 86 ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPEENS TELEFON 089/4 70 60 06 TELEX 522 638 TELEGRAMM SOMBEZ 11138 Sch/Vu HAUCK GmbH 8016 Feldkirchen b. München Steuergerät für programmierbare Maschinen Schutzansprüche

1) Steuergerät für programmierbare Maschinen mit einer Eingabetastatur und einer Anzeigeeinheit, dadurch gekennzeichnet , daß die alphanumerische Eingabetastatur (Tastenfeld 6) und die vielstellige Anzeigeeinheit (sechzehnstelliges Anzeigefeld 7) sowie eine Einschuböffnung (8) für mindestens eine Speicherkassette (Programmkassette 9) in der Frontplatte (2) eines Gehäuserahmens (1) angeordnet sind, der mit elektronischen Bauteilen bestückte Schaltungskarten (11) und eine Einschiebevorrichtung (Kassettenschacht) für die Speicherkassette(n) mit Steckkontaktleisten (13,14) zu deren Verbindung mit der elek-

POSTSCH6CK MÖNCHEN NR. 69148-800 · BANKKONTO tHYPOB^NKlMONclHEfi <$LZ 700200401 KTO. 60602S7378 SWIFT HYPO DE MM

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trischen Schaltung des Gerätes enthält, und daß das Gerät Anschlußkontaktleisten (13) für Leistungsausgänge der Schaltungskarten (11) zum Anschließen von Betriebsstrom-Verbindungskabeln zur Maschine aufweist.

2) Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen (1) als Einschub für einen Steuerschrank ausgebildet ist.

3) Steuergerät nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen (1) Halterungen (Einschnitte 12 der Streben 4) für neun Schaltungskarten (11) enthält.

4) Steuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit Relais bestückte Schaltungskarten (11).

5) Steuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit Leistungstransistoren bestückte Schaltungskarten (11).