JPH01274997A - ２つの切断工具の衝突防止装置 - Google Patents

２つの切断工具の衝突防止装置

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JPH01274997A
JPH01274997A JP1061098A JP6109889A JPH01274997A JP H01274997 A JPH01274997 A JP H01274997A JP 1061098 A JP1061098 A JP 1061098A JP 6109889 A JP6109889 A JP 6109889A JP H01274997 A JPH01274997 A JP H01274997A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、計算島で制御される切断機の２つの相対移動
する切断工具の衝突防止装置に関す、　る。　　　　゛ 〔従来の技術〕 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３２１９５４号明細
書に、切断門形構造体とこの切断門形構造体上に配置さ
れた切断頭部支持体とから構成される装置 示されている。切ｔ！ｆｒ頭部支持体に配置された高圧
ノズルにより材料から切り取られるべき輪郭が、データ
対として、切断装置と接続された計算機に手動で入力さ
れかつその後、開かれた高圧ノズルにより個々に処理さ
れる。
裁断片、特に原型から切り取られるべき複数の図柄の通
過時間を短縮するために、ドイツ連邦共和国特許部３５
４４２５１最明ｍ書及びドイツ連邦共和国特許出願公開
第３６２７１１０号明細書に異なる方法が示されており
、これらの方法により切断図柄面の迅速な設計が可能に
なりかつその際同時に計算機へ個々の図柄の輪郭及びこ
れらの図柄の位置が自動的に伝えられる。裁断の際にこ
れらの輪郭は、計算機が輪郭を受は取った順序で相次い
で通過される。
しかしこれらの方法では、通過時間、すなわち型板設計
及び輪郭データの入力の、操作者により影響を及ぼされ
る部分しか最適化することができない。計算機で制御さ
れる切断機における帯状材料又は一層大きい板状材料か
ら成る複数の図柄の材料裁断片の通過時間を短縮するた
めに、複数の切断工具を同時に切断過程のために用いる
ことができる。
２つの切断工具が使用される場合は、これらの切断工具
が同時に切断機の裁断台の外側縁から、裁断を開始しな
がら、相対移動しかつ両方の切断工具がそれぞれ所定の
切断線の半分を縦及び横範囲で通過するようにこれらの
Ｉｊ１断工具を配置することができる。
裁断台の中心における、切断工具を収容する切断門形構
造体の衝突を防止するために、中心から裁断を開始しか
つ縁で終了することも可能である。利用度を最適化する
ために、すなわち裁断片の面と帯状材料の面との比を高
めるために、一方の切断工具は中心から外側へかつ他方
の切断工具は外側から内側＠囲へ導入され、それによっ
て切断線の継ぎ目なしの移行が達成可能でなければなら
ない。
しかし前述のすべての方法では、裁断片が個々の切断工
具の始端又は終端が位置する線に対して対称的である場
合にしか、切断時間を個々の切断工具に比べて使用され
る切断工具の数の係数だけ短縮することができない。非
対称的な裁断の際、時間短縮は専ら個々の切り取られる
べき図柄の輪郭に左石される。
各切断門形構造体に特別の切断範囲が割り当てられるの
ではなく、計算機により検出された輪郭データの裁断片
が、各切断門形構造体が裁断を同じ又はほほ同じ時間に
終了するように切断門形構造体へ分配される場合は、史
なる最適化が実現される。この場合は門形構造体の動作
範囲が部分的に覆われるから、この形の最適化は、門形
構造体が切断過程中に互いに衝突しないことが保証され
ている場合にしかできない。
そのために、個々の切り取られるべき輪郭の切断ＪＩ臥
序の分割も可能な衝突の観点のもとに行なわれなければ
ならない。任意に選ばれた零位点又は原点Ｐ．″Ｉから
出発して、各切断輪郭の座標群がｉｔ算機に入力される
。今や行なわれるべき、切断工具の最適方法の検知のた
めに、これらの切断工具に、衝突の危険のある方向への
あらゆる有り得る又憾必要な移動のために、許容される
近似を描く安全区域が割り当てられる。
この安全区域は、それぞれの位置座標に加えられ又は減
じられる一定の数値である。安全区域の足し算又は引き
算が行なわれるべきかどうかは、零位点又は原点Ｐｏの
予め選ばれた位置による。
計算機において、あとから切り取られるべき輪郭の分割
は、一方では、両方の切断工具が同時に又はほぼ同時に
裁断を終了すべきであるという条件のもとに、他方では
、次のような条件のもとに行なわれる。すなわち Ｐｌｉ　（Ｘ）＋　Ｐ　（ｌａ）　＜　Ｐ２１　（ｘ）
　　Ｐ　（２ａ）ここでＰｌｉ＝Ｐ２１は衝突の危険の
ある方向における切断工具の有り得る位置 Ｐ　（１ａ）　、Ｐ　（２ａ）はそれぞれの切断工具に
対する安全区域の数値 である。
前述したデータ分割により、裁断中の切断工具の衝突が
防出されることが理論的に保証されている。しかし付加
的に、切断工具が計算により求められかつ予め規定され
た軌道を離れる場合にも衝突が防止されることを保証す
る予防措置が講じられなければならない。これは例えば
、時のたつうちに切断工具の案内装置が汚損し又は切断
工具の駆動のために必要な力が他の理由から増大するこ
とによって起こり得る。それによって必然的に加速能力
も変化し、この加速能力は不変の瞬時遣として計算プロ
グラムに存在するので、実際に達した位置は理論的に到
達可能な位置に達しない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の基礎になっている課題は、計算機で制御される
切断機の複数の切断工具の衝突防止装置を提供すること
である。
〔課題を解決するための手段ｊ この課題は本発明によれば、少なくとも３レジスタの演
算処理置部装置が設けられており、それぞれのレジスタ
に、変位検出器及び計算機と接続している処理１昨装置
によって切断門形構造体のそれぞれ次の目標座標が書き
込み可能でありかつ差形成器が設けられており、この差
形成器によって、これらのレジスタに書き込まれた値の
差が形成可能であり、さらに比較器が設けられており、
この比較器によってこれらのレジスタの差が処理装置の
レジスタに入っている値と比較可能であり、その差の数
値がこのレジスタの値を取り又は超える場合に比較器の
制御パルスが位置調整器を遮断することによって解決さ
れる。本発明の別の構成は特許請求の範囲の実施態様環
から明らかになる。
本発明において有利になるのは、各切断工具の実際の位
置が常に監視されかつ異なる動的状態により引き起こさ
れる衝突の危険が防止されることである。
〔実施例〕
図面により本発明を、例えば２つの切断門形構造体を備
えた最高圧力噴射水切断機について説明する。
第１図における最高圧力噴射水切断機の斜視図から、こ
の最高圧力噴射水切＠機の本質的な特徴が分かる。
機械架台１２には、裁断台３上に互いに並んで２つの切
断門形構造体１，２がラック４，５に沿って縦移動可能
に配置されており、各切断門形構造体１．２は、裁断台
上に広げられるべき切断材料の全縦範囲を通過すること
ができる。
各切断門形構造体１．２は、この切断門形構造体上に槓
移動可能に支持された切断頭部支持体６又は７を保持し
ており、この切断頭部支持体は高圧切断ノズル！又は！
■を支持する。切断門形構造体１．２及び切断頭部支持
体６．７の支持は、ドイツ連邦共和国特許第３６３７６
１７号明細書から公知の形で行なうことがある。できる
だけ高い平均切断速度を得ることができるようにするた
めに、軸駆動装置を１　ｔｓ／ｓまでの最高速度を許容
するように構成することが必要である。
両方の門形構造体１．２及び切断頭部支持体６゜７の監
視及び制御は位置調整器ＳＸ　１　、　ＳＸ２及びＳＹ
ｌ、ＳＹ２により行なわれ、これらの位置調整器は、第
２図から分かるように、最終的に計算機ＶＲと電気接続
している。
増分変位検出器を介して、各門形構造体ｌ又は２の進ん
だ距離の実際値が検出される。これらの変位検出器は公
知のやり方で門形構造体ｌ。
２の各モータと接続されている。第２図にこれらの変位
検出器が１１１１２で示されており、この場合、変位検
出器Ｗｌは切断門形構造体ｌに付属し、変位検出器Ｗ２
は切断門形構造体２に付；萬する。この指定は、単に記
号で示されているモータ旧又はＭ２及び以下に詳細に説
明される電子処理装置ＮＣＩ又はＮＣ２についても適用
される。モータＭｌ又はＭ２と接続された変位検出器Ｗ
１．Ｗ２は必ずしも増分で動作する必要がなく絶対変位
検出も可能であることは自明のことである。
切断門形構造体！の縦及び横移動用の位置調整器Ｓ、Ｘ
１及びＳ　Ｙ’ｌは、一方では電子処理装置ＮＣＩと、
他方ではそれぞれの移動方向のために設けられた駆動モ
ータと接続されており、この場合、切断門形構造体ｌは
もちろん縦方向（Ｘ方向）にだけ移動しかつ切断頭部支
持体６だけが横方向（Ｘ方向）を通過する。同じことが
、電子処理装置ＮＣ２を持つ切断門形構造体２用の位置
調整器ＳＸ２及びＳＹ２について適用される。簡単化の
理由からかつ本発明のために衝突の危険のある方向（Ｘ
方向）における切断門形構造体１ｔ２の移動だけが重要
であるから、第２図には付属の変位検出器Ｗ１１Ｗ２を
持つ切断門形構造体１．２の駆動モータＭ１．Ｍ２だけ
が示されている。しかし切断頭部支持体６，７の横移動
用の位置調整器ＳＹＩ。
ＳＹ２もモータ及び変位検出器と接続している。
処理装置ＮＣ１、ＮＣ２は、プログラム及び動作記憶装
置付きの２８０主プロセツサを持つ独立して動作する計
算機から成る。
これらの処理装置のそれぞれは切断門形構造体を制御す
る役目をする。両方の処理装置ＭＣＩ。
ＮＣ２は別の電子処理装置ＳＰｓ及びＦと接続されてお
り、後者の処理装置は管理計算機ＶＲとマイクロプロセ
ッサで制御される処理装置ＮＣＩ及びＮＣ２との結合部
材として使われる。管理計算機ＶＲは、押しボタン及び
スクリーンを持つ中央計算機とプログラム記憶装置ＥＰ
ＲＯＭと動作記憶装＠　ＣＭＯ５−ＲＡＭとから成る。
プログラミング可能な制御装置ＳＰＳは２８０マイクロ
プロセツサを持っており、操作部材の操作のために使わ
れる。この制御装置から、例えば高圧ノズル■及び／又
は■Ｉの開放又は閉鎖命令が出される。
時間考察は、ｌ■／Ｓの最高速度及び例えば０．１ｍｒ
＋の所要精度における２つの軸封の同時の軌道制御の際
に１００１ｓ以下のシステム反応時間が必要になるとい
う結果を出す。階巖システム構造のここに示されている
ブロック図はこのような低い反応時間を可能にする。な
ぜならば各動作群ＳＰＳ　、　ＮＣ１、ＮＣ２は、他の
動作群に関係なく、割り当てられた課題を果たしかつそ
の後新しいｗＡ＠又は命令を管理計算機ＶＲから受げる
からである。
マルチタスク実時間動作システムを持つ公知のバス構ｉ
ｆａ　ＶＭＥ　Ｂｕｓは、管理計算機ＶＲとの迅速な通
信を行なう。
第３図に示されている３２ビツトの演算処理装置Ｆのレ
ジスタＣに、両方の切断門形構造体ｌ及び２の許容でき
る近似の値、すなわちＰ　（ｌａ）　。
Ｐ（２ａ）がデジタル化された形で入力及び記憶される
。以下の動作説明では、零位点ＰＯ及び切断門形構造体
１．２の移動方向又は安全区域Ｓｌ又はＳ２は第１ａ図
により選ばれたことが前提とされている。これによれば
差し迫った衝突は方程式 ％式％（２） により数学的に表わされる。
ここでＰＨ（Ｘ）は零位点Ｐｏに対する（切断ノズルＩ
の）門形構造体ｌの進んだ距離 Ｐ２　（Ｘ）は零位点Ｐｏに対する（ＶＪ断ノズルＩＩ
の）門形構造体２の進んだ距離 Ｐ　（ｌａ）　、Ｐ　（２ａ）は切断ノズル！又はＨに
関するそれぞれの切断門形構造体！又は２の安全区域 である。
上記の方程式を置き換えることにより、下記の式に対す
る辛うじて許容できる近似の値が得られる。
Ｐ２　（Ｘ）　−Ｐｌ　（Ｘ）　＞　Ｐ　（ｌａ）　十
Ｐ　（２ａ）処理装置ＮＣＩにより、切断門形構造体ｌ
の衝突の危険のある方向（Ｘ方向）におけるそれぞれ次
の目標座標ＰＨ（ｘ）が処理装置ＦのレジスタＡに書き
込まれかつ短時間記憶される。処理装置ＮＣ２は切断門
形ｍ套体２のそれぞれ次の目標座ｆｆ　ｐ２　（Ｘ）を
処理装置ＦのレジスタＢに書き込み、この値もやはり短
時間記憶される。処理装置Ｆにある差形成器りにおいて
、これらの値はレジスタＡ及びＢから上記の方程式によ
り減じられかつその差が比較器ＶにおいてレジスタＣの
値と比較される。この差がレジスタＣの値を取り又は超
える場合は、通常の言語使用で「（Ａ＜Ｂ）出力端」と
呼ばれる比較器Ｖの出力端が操作部材８をセットし、こ
の操作部材は直ちに位置調整器ＳＸＩ及び／又はＳＸ２
を遮１＠するので、モータ旧、Ｍ２は更なる制御信号を
受けない。従って衝突の危険は防止されている。付加的
に明晰門形構造体１＋２の駆動子−タ旧＋Ｍ２を、ここ
に図示されていないブレーキにより拘束することができ
、それによってシステム反応時間が増大される。第４図
は前述の処理袋ｆａＦの回路を示しており、ここでは簡
単化の理由から４ビット回路だけが示されており、しか
しこの４ビット回路は簡単な掛は算により３２ビツトま
で拡大できる。構成部材群に書き込まれた数字は、当業
者に知られている入力及び出力端を示している。
有利なことに、レジスタＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ「２つの
４ビツトラツチ」（例えば７４１００）から、差形成器
りをそれぞれ「４ビツト演算論理装置」（例えば７４１
８１）から形成しかつ比較器Ｖをそれぞれ「４ビツト比
較器」（例えば７４８５）から形成することができる。
操作部材８は公知のやり方で増幅器８ａと、この増幅器
と直列接続された開閉器に３と、付叫のスイッチに３ａ
とから成る。
さらに、停止後の切断機の自動再始動が防止されている
場合は有利である。第５図にはそのために例えば、この
条件を満たす電気回路の回路図が示されている。ここで
は確認スイッチがＴＡで示され、いわゆるクラッシュス
イッチがＣ５で示され、開閉器がＫｌないしに３で示さ
れている。
この回路の動作のやり方は次の通りである。
切断機の作動開始のためにスイッチＴＡが操作され、開
閉器Ｋｌが動作しかつ付属のスイッチＫｌａ、に１ｂが
閉じる。それによって開閉ＨＫ２は動作しかつスイッチ
に２ａ　、　Ｋ２ｄ　、　Ｋ２ｅ　、　Ｋ２　ｆは閉じ
、他方、スイッチに２ｂ、に２ｃは開く。それによって
開閉器Ｋｌは再び無電流になりかつスイッチに１ａ、Ｋ
ｌｂは開く。安全回路は今や付勢されており、位置調整
器ＳＸＩ、ＳＸ２は作動準備ができており、切断過程は
、位置調整器ＳＸ　１　、　ＳＸ２への適当な制御命令
が与えられていることを前提として、開始できる。
比較器Ｖが切１′ｆｆｒ門形構造体１．２の差し迫った
衝突を検知する場合のために、比較Ｈｖにより制御パル
スが出され、この制御パルスは増幅器８ａ及び導線９を
介して開閉器に３へ転送され、この開Ｆｊ５Ｈはそれに
より動作して付属のスイッチに３ａを開く６位置調整器
ＳＸＩ及び／又はＳＸ２と・の接続は遮断され、それに
よってこれらの位置調整器の出力端は無電流になり、切
断門形構心体１．２のモータＭｌ、Ｍ２は停止する。さ
らにスイッチに２ａ　、　Ｋ２ｄ　、　Ｋ２ｅ　、　Ｋ
２　ｆは開かれかつスイッチに２ｂ　、　Ｋ２ｃは閉じ
られる。なぜならば開閉器に２は無電流に切り換えられ
ているからである。さらに、モータ旧、Ｍ２は概略的に
示したブレーキ１０、１　＋によって制動されるように
することもできる。確認スイッチＴＡが押しボタンとし
て構成されている場合は、自動作動停止の後に新たな切
断過程を開始するためにこの確認スイッチが原則的に操
作されなければならないことが保証されている。それに
よって例えば、比較器■において差し迫った衝突が検知
された場合はいかなる場合にも操作者が更なる切断過程
が可能かどうかを決定しなければならないことが保証さ
れている。同時に、切断機が例えば、レジスタＡ及びＢ
にあとから書き込まれる位置データが衝突の危険をもは
や認めさせずかつ制御信号の無いために導線９を介して
開閉器に３に属するスイッチに３ａが閉じられているた
めに再び始動することが防止される。短時間の電圧低下
が切、ｈ　Ｒの停止に至らせる場合も、同じことが適用
される。いわゆるクラッシュスイッチＣ５は衝突時ｕ：
機械装置である。このスイッチＣ５は門形構造体１又は
２の一方に設けられておりかつ他方の門形構造体の適当
な個所には、図示してない検出器又は棒が取り付けられ
ており、この棒の長さは門形構造体ｌ及び２の許容され
る近似の長さに一致している。この距離を超えかつ比較
Ｈｖにより制御信号が操作部材に３へ与えられない場合
は、この検出器がスイッチＣ３を操作するので、位置調
整器ＳＸｌ及びＳＸ２への電流回路は遮断される。
両方の門形構造体Ｌ２の衝突の際切断ノズルは作動停止
されかつ付加的な損傷を回避するために安全な位置へも
たらされる。この理由からクラッシュスイッチＣ５は記
憶プログラミング可能な制御装置ＳＰＳと電気的に接続
されている。
第５図又は第６図から明らかなように、記憶プログラミ
ング可能な制御装置ＳＰＳは衝突の際に電気パルスを受
けるので、ｔｔｇプログラムは進行することができ、そ
の結果切断ノズル１．ＩＩ゛　の電磁スイッチＭＳ　１
　、　ＭＳ２は始動せしめられかつノズルＸ及び！■を
作動停止させかつｑ利なことに−に′う高い位置へもた
らされる。この場合は、一方では当業者にとって完全に
周知であり、他方では、衝突が起こった後にはじめて動
作するから、本発明による衝突防止装置と直接には関係
がない純粋に構造上の手段であるから、詳細な説明は省
かれた。
【図面の簡単な説明】
第１図は最高圧力噴射水切断機の斜視図、第ｊａ図は切
断機の概略平面図、第２図は電子制脚及び監視装置の構
成図、第３図は３２ビットｉｔ算論理動作装置の構成図
、第４図は４ビツトｉｔ算処理装置の回路図、第５図は
安全回路の電気接続図、第６図はｔｉｌＪｔｌＲノズル
の非常作動停止のための電気接続図である。 １．２・・・切断門形構造体、Ａ、ｒ３．Ｃ・・・レジ
スタ、Ｄ・・・差形成ｉｆｌ　、Ｆ、ＮＣ１，ＮＣ２・
・・処理装置、ＳＸ　ｌ　、　ＳＸ２・・・位置調整器
、Ｖ・・・比較器、ｖＲ・・・計算、惰 〈ぜン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　それぞれの切断工具がこの切断工具の移動方向を制
    御する変位検出器と接続している、計算機で制御される
    切断機の２つの相対移動する切断工具の衝突防止装置に
    おいて、 少なくとも３レジスタの演算処理装置（Ｆ）が設けられ
    ており、それぞれのレジスタ（Ａ又はＢ）に、変位検出
    器（Ｗ１又はＷ２）及び計算機（ＶＲ）と接続している
    処理装置（ＮＣ１又はＮＣ２）によつて切断門形構造体
    （１又は２）のそれぞれ次の目標座標が書き込み可能で
    ありかつ差形成器（Ｄ）が設けられており、この差形成
    器によつて、レジスタ（Ａ）及び（Ｂ）に書き込まれた
    値の差が形成可能であり、さらに比較器（Ｖ）が設けら
    れており、この比較器によつてレジスタ（Ａ）及び（Ｂ
    ）の差が処理装置（Ｆ）のレジスタ（Ｃ）に入つている
    値と比較可能であり、その差の数値がレジスタ（Ｃ）の
    値を取り又は超える場合に比較器（Ｖ）の制御パルスが
    位置調整器（ＳＸ１、ＳＸ２）を遮断することを特徴と
    する、２つの切断工具の衝突防止装置。 ２　処理装置（ＮＣ１、ＮＣ２）がプログラム及び動作
    記憶装置を持つ、独立して動作する計算機から成ること
    を特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３　比較器（Ｖ）と位置調整器（ＳＸ１、ＳＸ２）との
    間に、衝突防止される作動停止後の切断機の自動始動が
    防止されるように、電気開閉部材が設けられていること
    を特徴とする、請求項１に記載の装置。 ４　比較器（Ｖ）から送られる制御パルスによつて、こ
    のパルスの出力端と接続された開閉器（Ｋ３）が付勢可
    能でありかつ制御装置と位置調整器（ＳＸ１、ＳＸ２）
    との電気接続が遮断可能であることを特徴とする、請求
    項３に記載の装置。
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