CH619631A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum synchronen Verstellen linearbeweglicher Teile einer Werkzeugmaschine mit an mindestens zwei zu verlagernden Teilen, oder mit an zwei Abschnitten eines zu verlagernden Teils vorgesehenen Antrieben, die jeweils einen Motor und eine Spindel aufweisen. Solche Teile können Anschläge oder Lehren zur Werkstück-Positionierung an einer Abkantpresse oder dergleichen sein. Für die Verstellung von Pressenstempeln sind die Antriebe an zwei Abschnitten eines Teils vorgesehen.

Aus der US-PS 3 618 349 ist ein Anschlagsystem für Pressen bekannt, bei welchem vordere und hintere Anschläge in einer vorbestimmten Folge automatisch betätigt werden. Die US-PS 3 176 556 beschreibt einen bandgesteuerten Verstellspindel-Antrieb für den hinteren Anschlag einer Tafelschere. Auch die US-PS 3 826 119 zeigt einen hinteren, durch eine Verstellspindel angetriebenen Anschlag.

Hintere Anschlagstangen oder -leisten sind in vielen Fällen durchaus so kurz, dass für sie ein an einer einzelnen Stelle angreifender Antrieb ausreicht. In vielen anderen Fällen ist in Folge der grossen Länge der Anschlagleiste jedoch ein Antrieb notwendig, der an mindestens zwei, in Längsrichtung der Anschlagleiste horizontal beabstandeten Stellen derselben angreift. Gemäss der oben genannten US-PS 3 618 349 umfasst ein solcher Antrieb für einen hinteren Anschlag zwei horizontal beabstandete Arbeitszylinder. Aus der US-PS 1 366 409 und der US-PS 3 115 801 sind hintere Anschläge für Metallscheren bekannt, denen an von einander beabstandeten Stellen Spindel-Antriebe zugeordnet sind, wobei gemäss der US-PS 1 366 409 für jede Spindel ein eigenes Handrad und gemäss der US-PS 3 115 801 für beide Spindeln ein gemeinsames Handrad vorgesehen ist, welches die beiden Spindeln über eine Querwelle antreibt. Hintere Anschläge mit Doppel-Spindel-Antrieben unter Verwendung eines einzigen Motors zum Antrieb beider Spindeln, wobei für eine Spindel eine Querwelle zwischengeschaltet ist, sind in Werbeanzeigen der Firma Colly Constructions Hydromechaniques, Lyon-Vil-leurbanne, Frankreich genannt worden. Hierbei wurde gesagt, dass die Vorrichtung für acht aufeinander folgende Biegungen geeignet ist, die über acht Gruppen digitaler Schalter von Hand vorgewählt werden.

Eine hintere Anschlagvorrichtung für Abkantpressen mit zwei Antriebsspindeln und zugeordneten Motoren war Gegenstand von Werbeanzeigen der Firma Niagara Machine and Tool Works, Buffalo, N. Y., USA. Für diese «band-A-matic» genannte Vorrichtungen waren, wie bei der US-PS 3 618 349, digitale Schalter zur Vorwahl von Anschlag-Stopppositionen in Verbindung mit einer Steuerschaltung in integrierter Festkörper-Technik vorgesehen. Die Vorrichtung sollte für drei verschiedene Biegemasse programmierbar sein, und zwar mittels dreier, jeweils einem Biegemass zugeordneter Gruppen digitaler Schalter, von denen bestimmte Schalter zur Festlegung eines bestimmten Biegemasses betätigt werden. Die Möglichkeit einer abwechselnden Betätigung vorderer und hinterer Anschläge war nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum synchronen Verstellen von Bauteilen an Werkzeugmaschinen, insbesondere von Anschlägen an Abkantpressen zu schaffen, mit welchen eine besonders grosse Vielseitigkeit hinsichtlich der Zahl der vorwählbaren Einstellmasse, z. B. der vorwählbaren Biegemasse, und hinsichtlich der Umschaltbarkeit zwischen verschiedenen Bauteilen, z. B. den vorderen und den hinteren Anschlägen, bei gleichzeitig grosser Einstellgeschwindigkeit für die Bauteile und relativ niedrigen Kosten gegeben ist. Dabei soll im Falle von Abkantpressen das Anbringen und Umsetzen der Anschläge bequem durchführbar sein und höchstens eine minimale Überlastungsgefahr für die Anschläge oder ihre Antriebe bestehen.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist in den beiden Patentansprüchen 1 und 17 gekennzeichnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist für die hinteren- oder vorderen Anschläge einer Abkantpresse eine Baugruppe vorgesehen, welche einen Grundrahmen mit daran angebrachtem Schlitten und einem Motor zum Antrieb des Schlittens umfasst. Der Schlitten läuft auf einer obenliegenden Doppel-V-Führung, wobei für hintere und vordere Anschläge jeweils eine eigene Schlitten-Konfiguration vorhanden ist. Für die Rahmen der vorderen Anschläge wird eine Lagerung mit Doppel-V-Schiene verwendet. In jeder Baugruppe umfasst der Antrieb ausser dem Motor eine Spindel. Ein Mikroprozessor in einem Kleinrechner dient zur leichten Eingabe von Massdaten, Anweisungen zur Biege-Abfolge und

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

619 631

4

\on Korrekturfaktoren sowie zur Steuerung der Antriebs-Motoren für die Gewinde-Spindeln, mit welchen entweder zwei vordere Anschläge oder ein hinterer Anschlag, der mit einem Doppel-Spindel-Antrieb versehen ist, verstellt werden.

Es ist zwar bekannt, für die Gleichlaufsteuerung von Transportrollen in Maschinen zur Papierherstellung und "Verarbeitung und von Antriebsmotoren an den beiden Enden langer Decken-Brücken-Kräne Rechner zu verwenden, jedoch sind Einzelheiten der praktischen Verwirklichung nicht offenbart worden. Für die Steuerung unabhängiger Motoren, die Geräte zwar an verschiedenen Stellen, jedoch synchron hinsichtlich Zeit und Richtung antreiben, sind auch integrierte logische Schalterkreise eingesetzt worden. Die Firma Control Systems Research hat sich intensiv mit der Entwicklung einer Gleichlaufsteuerung für Wellen befasst, die mit Phasenverriegelung arbeitet.

Von der Firma Cambion wurden numerische Steuergeräte auf den Markt gebracht, die zur schrittweisen Verstellung der Werkstück-Aufspanntische von Werkzeugmaschinen mittels Schrittschalt- bzw. Schrittmotoren dienen. Diese Steuergeräte sind jedoch ausweislich der diesbezüglichen Literatur ersichtlich niemals zur Steuerung oder Regelung von parallelen synchronisierten Doppel-Antrieben oder Doppel-Spindeln eingesetzt worden. Vermutlich hat sich auch die Firma C. Behrens, Ahlfeld, Deutschland mit einem Doppel-Spindel-Antrieb befasst, welcher mit einem einzigen Motor und einer numerischen Steuerung für Kupplungen arbeitet, über welche der Antrieb der beiden Verstellspindeln von dem einzigen Motor aus synchron erfolgt, vgl. hierzu US-PS 3 650 133. Weitere Einzelheiten der Steuerung, insbesondere die Verwendung eines Kleinrechners oder Mikroprozessors zur Steuerung zweier paralleler Antriebe für eine einzige Baugruppe sind auch in diesem Zusammenhang nicht bekannt geworden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zum Anschlagen eines Werkstückes an der Vorderseite gewöhnlich zwei getrennte vordere Anschläge vorgesehen. Zum Anschlagen an der Hinterseite ist gewöhnlich mindestens eine Anschlagleiste vorhanden, die mit zwei Schlitten verbunden ist. Mit zwei Anschlag-Schlitten sind zwei zu deren Antrieb dienende Leistungs-Motoren verbunden, wobei die Verbindungsstellen synchron in Richtung auf eine vorbestimmte Stopp- oder Ziel-Position verstellt werden sollen. Dies wird \on einem Mikroprozessor gesteuert, welcher die Bewegung der Anschlag-Schlitten synchronisiert und hierbei den von der Zielposition noch weiter entfernten Schlitten als den Leitschlitten (Master) erkennt, mit welchem der andere Schlitten als Nachlaufschlitten (slave) gekoppelt wird. Auf diese Weise werden die Verbindungsstellen mit hoher Geschwindigkeit von beispielsweise zwanzig Metern pro Minute und einer exakten gegenseitigen Synchronisation angetrieben, deren Toleranz während der Bewegung oder Verstellung beispielsweise bei ca. 0,05 Millimeter und während des Stillstandes beispielsweise bei ca. 0,025 Millimeter liegt. Die Antriebs-Motoren werden also nicht nur hinsichtlich einer Synchronisation während der Verstellung gesteuert, sondern auch derart, dass die Verbindungsstellen an der vorbestimmten Zielposition mit einer Genauigkeit von beispielsweise 0,025 Millimeter zum Stillstand kommen.

Die Steuerung mit einem Mikroprozessor verhindert bei beiden Motoren, dass sie in die Sättigung kommen. Daher kann der nachlaufende bzw. nachgeführte Motor ohne Überlastungsgefahr stärker beschleunigt werden, wenn dies aufgrund eines entsprechenden, festgestellten Korrektursignales notwendig ist. Bei Annäherung der Anschläge an eine Zielposition schaltet die Steuerung auf eine andere Betriebsart um, bei welcher jeder Anschlag-Antrieb als Servo-Antrieb arbeitet und seinen Anschlag unabhängig vom Motor für den jeweils anderen Anschlag in die vorbestimmte Zielposition bringt. Auch beim Stillstand der Anschlag-Schlitten wirkt die Steuerung weiterhin auf den Motor eines Schlittens ein und führt eine Verstellung des Schlittens bei einer manuellen Stellungsänderung des anderen Schlittens herbei, um Beschädigungen von Bauteilen insbesondere für den bei einem hinteren Anschlag gewöhnlich gegebenen Fall zu vermeiden, dass sich zwischen den Schlitten eine Anschlagleiste erstreckt. Eine weitere Si-cherheitsmassnahme besteht darin, dass bei einer plötzlichen Verlangsamung oder Unterbrechung der Bewegung eines Schlittens, z. B. aufgrund eines Hindernisses, auch der andere Schlitten von der Steuerung verlangsamt oder angehalten wird, und zwar selbst dann, wenn die Zielposition von keinem Schlitten erreicht ist.

Zweckmässig wird im Falle der Verwendung von vorderen und hinteren Anschlägen dann, während eine Gruppe von Anschlägen zum Herstellen einer Biegung benutzt wird, die andere, zur Zeit unbenutzte Gruppe um einen festen Betrag zurückgefahren. Ihre so erreichte Position wird überwacht, damit im Falle einer unbeabsichtigten oder auch beabsichtigten Verstellung von aussen her in eine falsche Position diese von dem Regler bzw. der Regelvorrichtung zu Beginn der Bewegung in die nächste, für sie vorbestimmte Position berücksichtigt wird.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Steuerung bzw. der Regler dem Umstand angepasst werden kann, dass die Spindeln für die hinteren Anschläge eine bestimmte Steigung aufweisen und die Steigung der Spindeln für die vorderen Anschläge davon geringfügig bis zu einem Maximalbetrag von beispielsweise 0,4 Millimeter abweicht.

Im Rahmen der Erfindung ist auch daran gedacht, den Stempel einer Abkantpresse mit zwei Spindeln zu bewegen und diesen mittels getrennter Motoren anzutreiben, welche von einem Kleinrechner synchron gesteuert werden.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer üblichen mechanischen Abkantpresse mit daran angebrachten Anschlägen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den unterhalb des Stempels gelegenen Teil der Abkantpresse, aus welcher die Gehäuse für die Antriebe zweier vorderer und zweier hinterer Anschläge ersichtlich sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Baugruppe mit Antrieb und Lagerung eines hinteren Anschlages,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine Hinteransicht der Baugruppe mit Antrieb und Lagerung eines hinteren Anschlages,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Baugruppe zur Veranschaulichung innen liegender Konstruktionsmerkmale,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Baugruppe mit Antrieb und Lagerung für einen vorderen Anschlag,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7,

Fig. 9 eine Vorderansicht der Baugruppe nach Fig. 7, Fig. 10 einen Querschnitt durch die Baugruppe nach Fig. 7 zur Veranschaulichung innen liegender Konstruktionsmerkmale,

Fig. 11 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Regelvorrichtung für einen Doppel-Spindel-Antrieb,

Fig. 12 eine isometrische Ansicht einer Abkantpresse mit Oberantrieb, deren Stempel über zwei Antriebsspindeln von synchronisierten Motoren angetrieben wird,

Fig. 13 eine isometrische Ansicht einer Abkantpresse mit Unterantrieb, deren Stempel über zwei Antriebsspindeln von synchronisierten Motoren angetrieben wird.

Gemäss Fig. 1 umfasst eine Abkantpresse 11 einen Tisch 12, einen Stempel 13 mit Kurbelwellen-Antrieb und Gehäuse 14 für vordere Anschläge, die an der Vorderseite des Tisches s

io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

619 631

angebracht sind. Die Vorrichtung ist aber auch für eine Abkantpresse mit hydraulischem Antrieb geeignet.

In Fig. 2 ist die gleiche Abkantpresse 11 von oben in einer Schnittebene gezeigt, die unmittelbar über dem Unterwerkzeug liegt. Eine Zwillingsaufnahme 16 für einen hinteren Anschlag bzw. eine hintere Anschlagstange 17 ist an der Rückseite des Tisches 12 angebracht.

Gemäss den Fig. 3 und 4, welche eine der Aufnahmen 16 für den hinteren Anschlag zeigen, umfasst jede Aufnahme einen Hauptrahmen 18 mit einer Befestigungsfläche 19 am linken Ende und mit zwei Bolzen-Löchern 21 zur Aufnahme von Befestigungsbolzen, mit welchen die Anbringung an der Rückseite des Tisches 12 erfolgt. Ein Schlitten 22 ist mittels Führungsrädern 23 am Hauptrahmen 18 verschieblich gelagert. Es ist ein Satz aus vier Führungsrädern mit Doppel-V-Führung vorgesehen, welche mittels Kugellagern 24, vgl. Fig. 6, auf vier Lagerbolzen 26 des Schlittens gelagert sind. Die Führungsräder 23 laufen auf Schlittenführungen in Form zweier Prismen-Führungsstangen 27, die an der Oberseite des Hauptrahmens 18 angeordnet und mittels eines Klemmbügels 28 in ihrer Stellung gehalten sind, der am Hauptrahmen mit Schrauben 29 festgeschraubt ist. Die Kugellager 24 für die Führungsräder 23 sind an den Lagerbolzen 26 mittels nachgiebiger Sicherungsmuttern 31 festgelegt, vgl. Fig. 6. Bezüglich Fig. 6 sei hier darauf hingewiesen, dass der Querschnitt gemäss Fig. 6 nicht in einer einzigen, sondern in verschiedenen Schnittebenen der Fig. 3 geführt ist, um zur Darstellung des inneren mit möglichst wenig Ansichten auszukommen.

An der Oberseite des Schlittens sind zwei Tragstangen 32 zur Aufnahme einer blockförmigen Halterung 33 für die Anschlagstange 17 befestigt. Am oberen Ende dieser Tragstangen ist eine Abdeckung 34 mittels zweier Schrauben 36 angeschraubt. Ein Handrad 37 zur Anhebung der Halterung ist mittels eines Federstiftes 38 an einer in die Halterung 33 eingeschraubten Einstellspindel 39 befestigt. Mit der Unterseite liegt das Handrad auf einem Drucklager 41 auf, das sich auf der Abdeckung 34 abstützt. Durch Drehung des Handrades kann die Halterung angehoben oder abgesenkt werden. In der Halterung 33 ist eine Tragstange 42 für die Anschlagstange 17 mittels einer Handhabe 43 festklemmbar. Am vorderen Ende 44 dieser Tragstange 42 ist die in Fig. 3 nicht sichtbare Anschlagstange 17 befestigt.

Zum Antrieb des Schlittens 22 ist gemäss Fig. 3 bis 6 ein U-förmiges Joch 46 vorgesehen, dessen hochstehende Schenkel 46U in Nuten 45 an den gegenüberliegenden Seiten des Schlittens 22 aufgenommen und dort mittels Schrauben 46S festgeschraubt sind. Der horizontale Steg 46H des Joches erstreckt sich in Querrichtung unterhalb des Hauptrahmens und besitzt eine an seiner Oberseite angeschweisste Platte 46P. Der Steg ist mit einem Gewindeloch zur Aufnahme einer Schraube 47 versehen, mit welcher ein Antriebs-Träger 48 am Joch angeschraubt ist. Am Träger 48 ist eine vordere Kugelum-lauf-Mutter 49 angebracht.

Die Kugelumlauf-Mutter 49 wirkt mit einer Kugelumlauf-Spindel 51 zusammen, die am vorderen und hinteren Ende des Hauptrahmens 18 in Kugellagern 52 und 53 gelagert ist. Das Kugellager 52 sitzt mit Presssitz in einem vorderen Halter 54, der am Hauptrahmen mittels Schrauben 56 angeschraubt ist. Das Kugellager 53 ist in einem antriebsseitigen Halter 57 aufgenommen, der am hinteren Ende des Hauptrahmens mittels Schrauben 58 angeschraubt ist. Das Kugellager wird in dem Halter von einem angefasten Federring 59 gehalten. Die inneren Laufringe beider Kugellager 52 und 53 sind an den beiden Enden der Kugelumlauf-Spindel 51 mittels Sicherungsmuttern und Zwischenscheiben festgelegt. Mit der Spindel 51 wirkt weiterhin auch eine hintere Kugelumlauf-Mutter zusammen, die an einer Platte 62 befestigt ist. Eine Ansatzschraube 63 ist in den Antriebs-Träger 48 eingeschraubt und reicht durch den Flansch der Platte 62 hindurch. Zwischen ihrem Schraubenkopf 64 und der Rückseite 66 der Platte 62 befindet sich eine Feder 67, die aufgrund ihrer Vorspannung die beiden Kugelumlauf-Muttern zusammen zu drängen sucht und dadurch die vordere Kugelumlauf-Mutter 49 axial belastet, wodurch jegliches Längsspiel der vorderen Kugelum-lauf-Mutter 49 gegenüber der Kugelumlauf-Spindel 51 vermieden wird.

Die Kugelumlauf-Spindel 51 wird von einem Gleichstrom-Servomotor 68 angetrieben, der an einem Motorhalter 69 befestigt ist, welcher seinerseits an der Rückseite 71 des antriebsseitigen Halters 57 mit einem Bolzen 72 befestigt ist, vgl. auch Fig. 6. Die Antriebsverbindung zwischen einem Riemenrad 73 des Servomotors und einem auf der Spindel 51 sitzenden Riemenrad 74 ist durch einen Zahnriemen 76 hergestellt, welcher beide Riemenräder umschlingt. Die Spannung des Zahnriemens 76 kann nach Lösen einer Schraube 75 durch Schwenken des Motorhalters 69 um den Bolzen 72 verändert werden, wobei sich die Schraube 75 in einem Schlitz 77 bewegt. Nach Abschluss der Einstellung wird die Schraube 75 wieder angezogen, um die Einstellung zu fixieren und zu sichern. Die Einstellung der richtigen Riemenspannung wird durch eine Einstellschraube 78 erleichtert, die in eine Öse 79 des Halters 57 eingeschraubt und mit einer Mutter 78L gesichert ist. Am vorderen Ende des Servomotors ist ein Winkel-kodierer 81 angebracht. Eine Schutzabdeckung 82 für den Servomotor ist am Hauptrahmen 18 mittels vier Kopfschrauben 83 angeschraubt. An der Seite des Hauptrahmens ist ein elektrischer Anschluss 84 befestigt.

Neben der Spindel 51 sind an drei in ihrer Längsrichtung auf Abstand angeordneten Stellen drei Annäherungsschalter 86, 87 und 88 angebracht. Es handelt sich um magnetische Reedschalter. Ein Betätigungsglied 91 für diese Annäherungsschalter ist mittels zweier Schrauben am Antriebs-Träger 48 befestigt. Die Annäherungsschalter 86 und 88 sind an dem aus Aluminium bestehenden Hauptrahmen mittels Aluminiumplatten befestigt, während der Annäherungsschalter 87 mittels einer Stahlplatte befestigt ist. Dem Annäherungsschalter 87 ist ausserdem eine Abschirmung 89 zugeordnet, welche die Registerhaltung des Ansprechens auf das Betätigungsglied zu einem im Zusammenhang mit der Positionsmarkierung für den Winkelkodierer noch zu erläuternden Zweck verbessert.

Zum besseren Verständnis sei noch darauf hingewiesen, dass eine in Fig. 5 dargestellte Fläche 92, die mit einer stirnseitigen Abdeckung 93 abgedeckt ist, in Wirklichkeit eine Gestalt hat, wie sie in Fig. 6 mit der Linie 92L dargestellt ist. In ähnlicher Weise sind die inneren Kanten 94 von Eckstücken 95 im Hauptrahmen 18 in Fig. 6 durch eine einfache Linie dargestellt.

In den Fig. 7 bis 10 ist eine typische Baugruppe für einen vorderen Anschlag dargestellt, deren Hauptrahmen und deren Schlitten-Antrieb genauso ausgebildet sind, wie es anhand der Fig. 3-6 dargestellt wurde. Aus diesem Grunde sind verschiedene Einzelheiten weggelassen. Unterschiedliche Merkmale werden nachfolgend beschrieben.

Ein erster Unterschied besteht darin, dass am Hauptrahmen bzw. Rahmen zwei Klemmblöcke 96 zur Werkstückeauflage mittels zwei Kopfschrauben 97 befestigt sind, weil die Baugruppe auch zur Halterung des Werkstückes benutzt werden kann. Jeder Klemmbock 96 nimmt eine Auflagestange 98 auf, an deren Oberseite eine Auflageschiene 99 mittels einer Kopfschraube 101 angeschraubt ist. Die Auflageschiene 99 hat einen umgekehrt U -förmigen Querschnitt mit einer ebenen, oberen Fläche 102, einer ebenen und geraden inneren Fläche 103 und einer äusseren Fläche 104. Da beide Auflagestangen 98 in den Klemmblöcken 96 vertikal bewegbar sind, kann die Auflageschiene 99 angehoben werden, bis ihre obere Fläche 102 über der Oberseite 106 des Schlittens liegt. Nach dem

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

619 631

6

Anheben oder Absenken in die gewünschte Position kann die Auflagestange 98 mittels Handhaben 107 in ihrer Stellung festgeklemmt werden. Die Handhaben 107 sind in die Klemmblöcke 96 eingeschraubt.

Die innere Fläche 103 der Auflageschiene 99 lässt sich zur Winkelausrichtung benutzen. Dies wird nicht nur durch die Möglichkeit, die Auflageschiene 99 über das Niveau der Oberseite 106 des Schlittens hinaus anzuheben, sondern auch dadurch erleichtert., dass die Aufnahmelöcher für die Kopfschrauben 101 in Richtung der Pfeile 108 und 109 in Fig. 7 länglich ausgebildet sind. Entsprechend kann die Auflageschiene 99 nach Lösen der Kopfschrauben 101 an beiden Enden in Richtung der Pfeile 108 oder 109 verschoben und dadurch exakt rechtwinklig zum Werkzeug in der Abkantpresse 11 ausgerichtet werden. Anschliessend.wird die ausgerichtete Stellung der Auflageschiene 99 durch Wiederanziehen der Kopfschrauben 101 gesichert.

Der Schlitten weist umgekehrt T-förmige Schlitze 111 und

112 zur Aufnahme von Fingern oder Gliedern der vorderen Anschläge auf, was im einzelnen von der Art der durchzuführenden Arbeit abhängt.

Da die vorderen Anschläge auch als Werkstückauflage benutzt werden können und da es möglich sein kann, dass ihr gegenseitiger horizontaler Abstand von Arbeit zu Arbeit verändert werden muss, sind einige besondere Befestigungsmass-nahmen angewandt. Obwohl die Befestigungsfläche 19 die gleiche wie beim Hauptrahmen 18 für die hintere Anschlagstange ist und die Befestigung mittels zweier Kopfschrauben

113 erfolgt, sind diese Kopfschrauben in einer vertikalen Anschlagführung 114 aufgenommen. Die Anschlagführung ist ihrerseits in vertikal sich erstreckenden Nuten 116 eines Schnellaufschlittens 117 aufgenommen. Der Schnellaufschlitten 117 ist mittels sechs Doppel-V-Führungsrädern verschieblich gelagert, die kugelgelagert auf Lagerbolzen des Schnelllaufschlittens 117 sitzen. Die Führungsräder laufen auf Pris-men-Führungsleisten 119 und 121, die in einen Führungsbalken 122 eingelassen und an diesem mit einer Klemme 123 festgelegt sind. Der Führungsbalken 122 ist an der Vorderseite des Tisches 12 der Abkantpresse 11 befestigt.

Die vertikale Anschlagführung 114 kann durch Drehung eines Handrades 124 in vertikaler Richtung verstellt werden. Das Handrad sitzt auf einer Welle 126, die in ein Lagerstück

127 an der Anschlagführung 114 eingeschraubt ist. Eine Längsverschiebung der Welle 126 wird durch einen Abschnitt

128 verhindert, der sich zwischen einem Nadellager 129 und einer Anlauffläche 131 befindet, wobei das Nadellager an einer Schulter der Welle 126 und die Anlauffläche an der Oberseite 132 des Handrades anliegt. Letzteres ist auf der Welle durch einen Federstift 133 festgelegt. Die Horizontalbewegung des Schnellaufschlittens kann mittels einer Blockierschraube 134 unterbunden werden, welche in den Schnellaufschlitten eingeschraubt ist und aussen einen Betätigungsknopf 136 aufweist.

Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild einer typischen Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Anschlagsystem für Abkantpressen, bei welchem synchronisierte Dop-pel-Spindeln zum Antrieb hinterer Anschläge und synchronisierte Doppel-Spindeln zum Antrieb vorderer Anschläge verwendet werden. In einem Handbuch der Anmelderin mit dem Titel «Hurco Autoband Owners Manual for Digital Pressbreak Gauge» sind die Arten der auf einer Abkantpresse auszuführenden Arbeiten, Methoden der manuellen Eingabe von Daten und Anweisungen und digitale Anzeigen beschrieben. Das genannte Handbuch bezieht sich auf einen von der Anmelderin seit 1975 vertriebenen hinteren Anschlag, Modell S-4, der im Gegensatz zur Vorrichtung nach der Erfindung mit Doppel-Spindel-Antrieb nur einen Ein-Spindel-Antrieb aufweist.

Es hat sich als zweckmässig herausgestellt, zum Aufbau der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 Kleinrechner-Bauteile aus der Serie M-6800 der Firma Motorola Inc. zu verwenden, die in dem Handbuch «Micro-Computer System Reference Handbook», 1974, Motorola Inc., beschrieben ist. Natürlich könnten auch Bauteile aus den Serien anderer Hersteller verwendet werden.

Die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 11 umfasst einen Mikroprozessor 141, der an einen Datenübertragungsweg 142 angeschlossen ist, ferner Randomspeicher (RAMs) 143 und Festwertspeicher (ROMs) 144, von denen einige als programmierbare Festwertspeicher (PROMs) ausgebildet sind.

Bei der genannten Bauteil- bzw. Chip-Serie der Firma Motorola gibt es sog. periphere Schnittstellenadapter (PIA), über welche periphere Geräte an eine Zentraleinheit angeschlossen werden. Bei dem Hurco-Anschlag-System Modell S-4 und in Durchführung der Erfindung dienen die Schnittstellenadapter zur Verbindung einer Zentraleinheit mit Glühlampen- und LED (Lichtemissionsdioden)-Anzeigen, mit einem Schalter-Abtaster für Tastatur- und Endschalter und mit einem Motorregler. Gemäss Fig. 1 ist an einen ersten PIA 146 eine Glühlampen- und LED-Anzeige 147 eines Bedienungsfeldes angeschlossen. An einen zweiten PIA 148 ist ein Schalterabtaster 149 angeschlossen, der zur Abtastung von Tastaturschaltern 151 und verschiedenen Endschaltern 152 sowie allen weiteren Schaltern dient, die der jeweils geregelten Vorrichtung zugeordnet sind.

Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 11 zwei Servomotoren 68 und 153 vorgesehen sind, die zwei Spindeln zur Verstellung des hinteren Anschlages bzw. der hinteren Anschlagstange antreiben, sind auch zwei periphere Schnittstellenadapter 154 und 156 (PIA Nr. 3A und PIA Nr. 3B) für den linken bzw. rechten Servomotor des hinteren Anschlages vorgesehen. Dem vorderen Anschlagsystem sind ebenfalls zwei Schnittstellenadapter 157 und 158 (PIA Nr. 4A und PIA Nr. 4B) zugeordnet, über welche Antrieb und Regelung des linken vorderen bzw. des rechten vorderen Anschlages erfolgt. Ein weiterer Schnittstellenadapter 159 (PIA Nr. 5) kann zur Ansteuerung einer Baugruppe 161 verwendet werden, mit welcher der Antrieb eines Abkantpressen-Stempels geregelt wird, um z. B. eine Tiefeneinstellung eines hydraulisch angetriebenen Stempels zu bewirken.

Ein- und Ausgänge des Schnittstellenadapters 154 sind mit einer Steuer-Baugruppe 162 für den Servomotor 68 des hinteren linken Anschlages verbunden. Die Baugruppe 162 umfasst ausser dem Servomotor 68 selber einen Drehzahlgeber bzw. Tachometer 163 und den Winkelkodierer 81, die beide auf der Abtriebswelle des Servomotors sitzen. Der Ausgang des Tachometers ist auf einen Motorverstärker 164 rückgekoppelt, während der Ausgang des Winkelkodierers einem 8-Bit-V/R (Vorwärts/Rückwärts)-Zähler 166 zugeführt ist, dessen Ausgang zum Schnittstellenadapter 154 gelangt. Das dem Eingang des Motorverstärkers 164 zugeführte analoge Befehls- oder Steuersignal stammt von einem D/A(Digital/AnaIog)-Umset-zer 167, dem ein zur Eichung dienendes Potentiometer 168 nachgeschaltet ist. An seinem Eingang wird der D/A-Umset-zer vom Schnittstellenadapter 154 beaufschlagt. Eine gleichartige Steuer-Baugruppe 169 ist dem Servomotor 153 für den Antrieb des rechten hinteren Anschlages zugeordnet. Weitere Steuer-Baugruppen 171 und 172 für die Servomotoren des linken vorderen und des rechten vorderen Anschlages sind ebenfalls in entsprechender Weise ausgebildet.

Es folgt eine Erläuterung der Arbeitsweise. Vorausgeschickt sei, dass die Erfindung nicht nur auf Anschlag-Systeme für Lochstanzen, Biegepressen, Abkantpressen, Scheren und dergleichen anwendbar ist, sondern auch auf den Antrieb von Stempeln in Pressen, Abkantpressen oder Scheren sowie auf

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

619 631

andere vergleichbare Vorrichtungen. Einzelheiten des Arbeitens mit Anschlägen werden daher hier nicht beschrieben; ausführliche Angaben hierzu sind in dem bereits erwähnten Hurco-Handbuch und in anderen Publikationen gemacht. Es genügt hier der Hinweis, dass in dem Random-Speicher 143 durch vorherige Tastatureingaben Informationen gespeichert sind, die sich auf Masse oder Positionen beziehen, entsprechend welchen die Vorrichtung verstellt werden soll, und die entsprechend nach dem erfindungsgemässen Verfahren verarbeitet werden.

Da beim betrachteten Ausführungsbeispiel zweckmässi-

VARIABLE

TARGET (Ziel)

POSINR

SNR

COMR

PCOMR

POS1NL

SNL

COML

PCOML

PRIOR R PRIOR L

ELR

SNLR

COMLIM

Der Servomotor 68, der Tachometer 163 und der Motorverstärker 164 bilden zusammen eine Servoeinrichtung üblicher Ausbildung. Diese wird mittels eines im Festwertspeicher 144 gespeicherten Positionsschleifen-Servoprogramm gesteuert. Der Mikroprozessor 141 kann das Programm ungefähr 400mal pro Sekunde ablaufen lassen, und zwar nach Massgabe von Zieldaten und Daten über die Wahl eines Anschlages (z. B. vordere oder hintere Anschläge), die zuvor durch eine Tastatureingabe über die Schalter 151 in den Randomspeicher 143 eingespeichert wurden. Die Daten und Anweisungen können mit Karten, Bändern oder auf andere Weise eingegeben werden. Die letztgenannten Eingebearten sind in Fig. 11 nicht besonders dargestellt.

Bei Anwendung des Servoprogramms auf die Verstellung der hinteren Anschläge werden die im folgenden knapp erläuterten Programmschritte ausgeführt:

1. Position fortschreiben (POSUPD)

a) Lese für jeden Anschlag den gegenwärtigen Wert des vom Winkelcodierer angesteuerten V/R-Zählers.

gerweise die hintere Anschlagstange 17 stets parallel zum Werkzeug der Abkantpresse bleibt, stimmt das Zielmass bzw. die Zielposition für beide Anschläge überein. Es wird daher die Prozedur bei der Regelung eines Servomotors beschrieben s und dann die Beschreibung in Beziehung zur Synchronisation mit dem anderen Servomotor gebracht. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Begriffe anhand der folgenden Tabelle definiert und zum besseren Verständnis erläutert. Hierbei sind verschiedene Masse in einer bestimmten, gleich-lo bleibenden Längeneinheit (LE) angegeben, die z. B. gleich 1 Zoll bzw. ca. 2,54 Zentimeter als günstigster Wert ist.

ist ein 8-Bit-Wort

SOLLPOSITION - Anzahl der 0,001 LE;

0 —»■ 32000

IST-POSITION RECHTS

. Vorzeichen des Rechts-Befehls* Wert des Rechts-Befehls Letzter Wert des Rechts-Befehls

* 00 = plus, FF = minus

IST-POSITION LINKS

Vorzeichen des Links-Befehls Wert des Links-Befehls Letzter Wert des Links-Befehls

Letzte Codierer-Ablesung rechts Letzte Corierer-Ablesung links

Fehler links nach rechts, absoluter Wert Fehler links nach rechts, Vorzeichen Befehlsgrenze (WERT)

b) Substrahiere die vorherige Ablesung zur Bestimmung der seit der letzten Ablesung eingetretenen inkremen-

50 talen Änderung.

c) Addiere die inkrementale Änderung, die + und — sein kann, zur Ist-Position (POSINR und POSINL).

d) Schreibe die vorherige Ablesung für die nächste Abtastung auf neuesten Stand fort.

55

POSINR und POSINL enthalten dann die tatsächliche Ist-Position des rechten und linken Anschlages.

2. Positionsfehler ermitteln und aufbewahren 60 a) Bilde für den rechten Anschlag TARGET-POSINR als 16-Bit-Wert.

b) Setze diesen in eine Vorzeichen-Betrag-Zahl um, mit dem Vorzeichen in SNR und dem Betrag in COMR.

c) Führe Verstärkungsänderung und Begrenzung an 65 COMR wie folgt aus:

1. Wenn COMR kleiner als 0,025 LE, keine Änderung.

619 631

8

2. Wenn COMR zwischen 0,025 und 0,050 LE, Division durch 2.

3. Wenn COMR zwischen 0,050 und 1,0 LE, Division durch 4.

4. Wenn COMR grösser als «1,0 LE, setze es = 0,256 LE (Maximalwert eines 8-Bit-Wortes).

d) Führe für den linken Anschlag obige Schritte a, b und c aus.

COMR und COML sind dann die Fehlerwerte bzw. Abweichungen zwischen Ziel (Target) und Ist-Position.

3. Seno links nach rechts oder rechts nach links (MATCH)

a) Bilde einzelne genaue Vorzeichen-Betrag-Zahl aus

POSINR-POSINL und stelle in ELR, SNLR.

b ) Rufe Vorzeichen des grösseren Fehlers COMR oder COML ab. Vergleiche dieses mit Vorzeichen von ELR. Bei Gleichheit wähle rechte Achse.

Bei Ungleichheit wähle linke Achse.

c) Bei Wahl rechter Achse kehre Vorzeichen von ELR (d. h. SNLR) um.

d) Begrenze gewählten Befehl auf (0,256 LE - [ELR]). e ) Addiere vorzeichenrichtig Betrag von ELR und gewähltem COMX und stelle in COMX.

[COML|

Dadurch ist der Befehl für die voreilende Achse «nachgestellt» worden, diese wird im Sinne von POSINR = POSINL, d. h. ELR = O, verlangsamt.

4. Erhöhen (UPRATE)

a) Jeder Befehl wird mit seinem vorherigen Wert verglichen und kann gegenüber diesem höchstens um zwei Zähleinheiten \ ergrössert werden. Verminderungen sind nicht beschränkt.

5. Ausgabe (OUTSPD)

a) Jeder Befehl wird über den PIA zum D/A-Umsetzer zur Bildung eines analogen ± Geschwindigkeitsbefehls ausgegeben.

6. Motorsteuerung

Die Geschwindigkeitsbefehle steuern die Bewegungsgeschwindigkeit der Anschläge; die entsprechende Anschlagbewegung wird mit den Winkel-Codierern erfasst.

7. Rückkehr nach 1.

Unter anderem im obigen Absatz l.a) wurde bereits erwähnt, dass der Winkel-Codierer 81 den V/R-Zähler 166 vorwärts oder rückwärts in Abhängigkeit davon ansteuert, in welcher Richtung sich die Motorachse dreht und den Anschlag in Richtung auf das Werkzeug der Abkantpresse oder von diesem weg verstellt. Der Zählerstand wird zur zeitweiligen Zwischenspeicherung im Rechner zu einem Eingang des Schnittstellenadapters 154 ausgelesen. Beim Ausführungsbeispiel gibt der Winkel-Codierer pro 0,001 LE Verstellweg der Kugelumlauf-Mutter an der Spindel einen Impuls ab. Jede inkrementale Zähleinheit des Zählers entspricht also einem Verstelhveg von 0,001 LE.

Der Ausgang des Rechners wird über die Schnittstelle 154 dem D/A-Umsetzer 167 zugeführt, welcher über das Eich-Potentiometer 168 einen entsprechenden Befehl an den Motor-Verstärker 164 abgibt. Dieser Befehl ist typischerweise eine analoge Spannung, deren Wert zwischen —5V und +5V liegt. Das Vorzeichen dieses Befehls hängt vom Vorzeichen ab, das dem Umsetzer 167 von der Schnittstelle 154 zugeführt wird und sich nach der notwendigen Bewegungsrichtung richtet.

Zu den Endschaltern 152 gehören mehrere spezielle Endschalter 173. die in Fig. 11 mit einem getrennten Blocksymbol dargestellt sind, das mit dem Blocksymbol für die Endschalter 152 verbunden ist. Die Endschalter 173 sind dem linken hinteren und dem rechten hinteren Anschlag zugeordnet. Im einzelnen sind mit RLS + und RLS — die Eingänge von Endpunkt-Endschaltern für den rechten Anschlag, mit RCS der Eingang eines Mittelpunkt-Endschalters für den rechten Anschlag, mit LLS + und LLS — die Eingänge von Endpunkt--Endschaltern für den linken Anschlag und mit LCS der Eingang eines Mittelpunkt-Endschalters für den linken Anschlag bezeichnet. Ausserdem sind noch Markierimpuls-Eingänge RMP und LMP von den Winkel-Codierern des rechten bzw. des linken Anschlages vorhanden. Für den linken Anschlag entspricht LLS + dem Endschalter 86, LLS — dem Endschalter 88 und LCS dem Endschalter 87. Der «linke» Markierungsimpuls kommt vom Winkel-Codierer 81. Wenn ein zusätzlicher Motor mit Spindel zum Antrieb eines zusätzlichen Schlittens für den hinteren Anschlag vorgesehen sein soll, oder wenn mit Muttern, die vom motor-betätigten Spindeln verstellt werden, anstelle von Anschlägen andere Vorrichtungen gekoppelt sind und von diesen bewegt werden, können für jeden weiteren Motor und jede zusätzliche Spindel weitere Endschalter und weitere Markierungsimpulseingänge vorgesehen sein, die mit diesem zusätzlichen Motor, dem zusätzlichen Antrieb, dem zusätzlichen Zähler und weiteren zusätzlichen Bauteilen, wie für die Baugruppe 162 angegeben, zusammenwirken. Es müssten dann zwar einige Einzelheiten des Programms geändert werden, jedoch in einer für den Fachmann ohne weiteres ersichtlichen Weise. Der oben beschriebene Programmablauf zur Erzeugung von Geschwindigkeitsbefehlen für die Motorregler, wie sie z. B. dem Motorverstärker 164 zugeführt werden, kann also auf die Ansteuerung von mehr als zwei Servomotoren erweitert werden. Das Vorzeichen des Geschwindigkeitsbefehles gibt die Drehrichtung des Servomotors an, während sein Pegel der gewünschten Verstellgeschwindigkeit des Anschlages proportional ist. Als Motorregler ist beispielsweise der Aerotech Servo-Regler, Modell 4020, der Firma Aerotech Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA geeignet.

Es sei angenommen, dass die Vorrichtung zur Verstellung von Anschlägen eingesetzt wird. Sie kann dann in einen Eichmodus geschaltet werden, bei welchem die Servomotoren 68 und 153 die Anschläge verstellen, bis die zugeordneten Schlitten eine Position erreichen, bei welcher Koinzidenz zwischen dem Signal des linken Mittelpunkt-Endschalters und dem linken Markierungsimpuls und Koinzidenz zwischen dem Signal des rechten Mittelpunkt-Endschalters und dem rechten Markierungsimpuls besteht. Hierdurch wird eine Referenzposition des Schlittens in Bezug auf den Rahmen festgelegt. Das spezielle Mass, das hierzu von der Anzeige 147 wiedergegeben wird, kann durch Justierung des waagrechten Tragarmes für den Anschlag in Bezug auf den Schlitten eingestellt werden, so dass die Anzeige eines Masses von beispielsweise 4LE bedeutet, dass die am Werkstück anliegende Fläche der Anschlagleiste von der Mittellinie des Werkzeuges in der Abkantpresse einen Abstand von 4 LE hat. Daher wird jedes über die Tastatur eingegebene und in einem Randomspeicher gespeicherte Zielmass für die Servomotoren der Anschlagstange zum richtigen Zeitpunkt, nämlich dann abgerufen, wenn die zugeordnete, jeweilige Biegung am Werkstück auszuführen ist.

Es folgt eine Erläuterung einzelner, in der vorangegangenen Gliederung angegebener Programmschritte.

1. Position fortschreiben

Es sei angenommen, dass die Servomotoren den Anschlag in Richtung eines Zielmasses bzw. einer Zielposition verstellen. Dann durchläuft das Servoprogramm eine Prozedur mit den oben angegebenen Schritten. Es sei weiter angenommen, dass gerade der hintere Anschlag in Durchführung des Algo5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9

619 631

rithmus «Position fortschreiben» verstellt wird. Der Rechner liest dann die Werte bzw. Zählerstände der V/R-Zähler 166 und 174 aus und speichert die entsprechende Information zeitweilig. Anschliessend substrahiert er die von der vorangegangenen Abtastung gespeicherten Zählerstände, um die in-krementale Änderung des Zählerinhaltes zu bestimmen. Die inkrementale Änderung gibt an, wie weit sich der vom jeweiligen Servomotor angetriebene Schlitten innerhalb der Abtastzeit bewegt hat. Anschliessend addiert der Rechner die inkrementale Änderung zu einer Variablen im Rechner, bei welcher es sich um die Ist-Position rechts (POSINR) des rechten Anschlags handelt. In gleicher Weise wird die für den linken Zähler festgestellte inkrementale Änderung zu der dem linken Anschlag zugeordneten Variablen addiert und dadurch die Ist-Position links (POSINL) des linken Anschlages gebildet bzw. fortgeschrieben. Dann wird der gespeicherte Zählerstand der vorherigen Abtastung auf den Stand der gegenwärtigen Abtastung zur Verwendung bei der nächsten Abtastung fortgeschrieben. Die absoluten Werte von POSINR und POSINL können zu Beginn beispielsweise auf 12 LE festgelegt worden sein, was der Position in der Mitte zwischen den Endpositionen eines Schlittens mit einem Hub von 24 LE entspricht, bei welcher Registerhaltigkeit bzw. Koinzidenz zwischen dem Markierungsimpuls und der Betätigung des Mittelpunkt-Endschalters besteht. Der Algorithmus «Position fortschreiben» bringt die Anschlagposition fortlaufend auf den neuesten Stand, so dass dem Rechner für den Fall, dass sich die beiden Schlitten aus irgendeinem Grunde nicht mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, stets die Information über die tatsächliche Ist-Position jedes Schlittens zur Verfügung steht. Der Algorithmus verschafft also in jedem Augenblick Information über die wirkliche Ist-Position des rechten und linken Anschlages, und zwar unabhängig davon, ob diese vom Servomotor, von Hand oder auf andere Weise verstellt werden. Dies führt zum zweiten, oben angegebenen Algorithmus, welcher Positionsfehler ermittelt und aufbewahrt bzw. speichert.

2. Positionsfehler ermitteln und aufbewahren

Der Positionsfehler des rechten Anschlages in Bezug auf die Zielposition wird durch Subtraktion des Wertes POSINR vom Wert TARGET erhalten, welcher zuvor von Hand über die Tastaturschalter 151 in den Regler eingegeben worden ist. Das Ergebnis wird als 16-Bit-Wert gebildet. Dieser wird in eine Vorzeichen-Betrag-Zahl umgesetzt, deren Vorzeichen im SNR-Register und deren Betrag im COM-Register steht. Der Betrag der Zahl gibt an, wie weit der Anschlag von der Zielposition entfernt ist, während das Vorzeichen angibt, ob sich der Anschlag auf einem Mass befindet, das grösser oder kleiner als das Zielmass bzw. die Zielposition ist.

Für die Positionierungs-Servoschleife wird Verstärkungsänderung und Begrenzung angewendet. Das grösste Befehlswort ist nur ein 8-Bit-Wort. Wenn daher der Positionsfehler grösser als ILE ist, wird der Wert des Geschwindigkeitsbefehles COMR zur Erzielung einer schnellen Verstellung auf den durch das 8-Bit-Wort vorgegebenen Maximalwert eingestellt.

Für Positionsfehler kleiner als 1 LE wird der Wert des Geschwindigkeitsbefehles proportional herabgesetzt. Der feste Maximalwert der Verstärkung wird angewandt, wenn sich der Anschlag sehr nahe, z. B. mit einem Abstand von 0,01 — 0,02 LE, vor der Zielposition befindet. Für Positionsfehler über 0,025 LE wird die auf COMR angewandte Verstärkung nach Massgabe der oben angegebenen Regeln so heruntergeteilt, dass die Servowirkung mit zunehmender Annäherung von COMR an 0 straffer wird. Da der COMR-Wert derjenige Wert ist, welcher dem Motorregler zugeführt wird, bestimmt die Änderung seines Wertes die Verlangsamung des Anschlages mit Annäherung desselben an das Ziel. Die Verlangsamung findet innerhalb einer Strecke von 1 LE statt und richtet sich nach den oben angegebenen Regeln, um ein abruptes, plötzliches Anhalten zu vermeiden. Nach Durchführung der Programmschritte 2a), 2b) und 2c) liegen mit COMR und COML Geschwindigkeitsbefehls-Werte vor, die aus den errechneten Positionsfehler-Werten zwischen Zielposition und Ist-Position abgeleitet und einer geeigneten Verstärkungsänderung und Begrenzung unterzogen worden sind. Dies sind dann die Befehle, die nach Überprüfung und eventueller Abänderung durch MATCH (s. unten) den D/A-Umsetzern für den rechten bzw. den linken Anschlag zugeführt werden.

3. Servo links nach rechts oder rechts nach links (MATCH)

Obiger, auch «MATCH »-Routine genannter Algorithmus führt die Motorregelung für den linken Anschlag der Motorregelung für den rechten Anschlag nach, oder umgekehrt, je-nachdem, welcher Anschlag von der Zielposition weiter entfernt ist. Er lässt den der Zielposition näheren Anschlag dem von der Zielposition weiter entfernten Anschlag nachlaufen. Es handelt sich hierbei um eine sehr wichtige Massnahme, mit der erreicht wird, dass die Anschläge während ihrer Bewegung in Richtung auf die Zielposition beisammen bleiben und synchron verstellt werden. Im Programmschritt 3b) wird durch Abruf des Vorzeichens des grösseren Fehlers festgestellt, welche der beiden Anschläge dem anderen bei der Bewegung zur Zielposition voreilt. Danach wird bis zur Ankunft der Anschläge an der Zielposition der jeweils voreilende Anschlag dem anderen, nacheilenden Anschlag bezüglich seiner Regelung untergeordnet bzw. nachgeführt, jedoch nicht so stark, dass er selbst zum nacheilenden Anschlag wird. Die Vorzeichenumkehr gemäss Programmschritt 3c) findet lediglich aus Gründen der einfacheren Verarbeitung im Rechner statt. Die Befehlbegrenzung im Programmschritt 3d) vermeidet, dass der voreilende Anschlag durch die Verlangsamung jemals hinter dem anderen Anschlag zurückbleibt, der zu dem Zeitpunkt nacheilte, als ELR, das SNLR-Wort und das Signal gebildet wurden, das denjenigen Anschlag angibt, der als Leitanschlag bei der Annäherung an die Zielposition dient. Der nacheilende Anschlag darf mit dem Maximalwert von COMR oder COML verstellt werden, bis er einen Punkt innerhalb eines Abstandes von 1 LE zum Ziel erreicht. Dann erfolgt die im Zusammenhang des zweiten Algorithmus erläuterte Verlangsamung. Der beim Programmschritt 3d) erreichte COMX-Befehl ist immer ein Signal, das eine Verlangsamung des Anschlages bewirkt, welcher der Zielposition näher war.

Wichtig ist folgendes Merkmal: Obwohl der Regler normalerweise die Zielposition für beide Anschläge anstrebt, wird für den Fall, dass ein Anschlag plötzlich kurz vor der Zielposition angehalten werden sollte oder nach Erreichen der Zielposition mit Gewalt wieder aus dieser verschoben werden sollte, ohne dass sein Servomotor eine solche Verschiebung durch Regeleingriff verhindern kann, der andere Anschlag vorzugsweise innerhalb eines Abstandes von 1/8 LE zum erstgenannten Anschlag gehalten. Mit anderen Worten hat die Aufgabe des Reglers, beide Anschläge innerhalb eines gegenseitigen Abstandes von 1/8 LE (ELR = 0,125 LE) zu halten, die grössere Priorität als die andere Aufgabe, die Anschläge in die Zielposition zu führen oder in dieser zu halten.

4. Erhöhen (UPRATE)

Bei einer normalen Verstellung eines Anschlages in eine neue für die nächste Biegung bestimmte Zielposition oder bei einer anderen plötzlichen grösseren Veränderung der Zielposition z. B. in Folge eines unvorhergesehenen Ereignisses oder bei einer plötzlichen Verlagerung des Anschlages aus der Zielposition durch äussere Einwirkung steigen COMR und COML nicht plötzlich auf den vollen Wert an. Sie nehmen vielmehr nach Massgabe des obigen vierten Algorithmus nur allmählich

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

619 631

10

mit einer Änderung des Zählerstandes um zwei Zählereinheiten pro Schleifenabtastung zu, wodurch ein übermässiger Spannungsstoss am Regler vermieden wird. Es wird auf diese Weise ein vernünftiger Beschleunigungswert erreicht.

In Fig. 12 ist in isometrischer Ansicht eine neuartige Abkantpresse 176 mit einem Tisch 177 gezeigt, an dessen Oberseite 178 ein Werkzeug befestigt werden kann. Mit dem Tisch sind C-förmige Seitenrahmen 179 und 181 verbunden, welche an ihrer Vorderseite im oberen Bereich Antriebshalte-rungen 182 unterstützen. Diese Halterungen tragen ihrerseits Antriebs-Baugruppen mit einem Gleichstrommotor 183, welcher mit einem Getriebekasten 184 gekuppelt ist und eine Kugelumlauf-Mutter 186 antreibt, die mit einer in vertikaler Richtung sich erstreckenden Gewindespindel 187 zusammenwirkt. An den beiden Spindeln an den beiden Seiten der Abkantpresse hängt ein Stempel 188, an welchem ein Oberwerkzeug 189 befestigt ist. Mit den Gleichstrommotoren 183 kann also der Stempel nach oben und unten durch Drehung der Kugelumlauf-Muttern und entsprechenden Antrieb der Spindeln verstellt werden. Der Gang beider Gleichstrommotoren ist in gleicher Weise synchronisiert, wie es unter Bezug auf Fig. 11 für den Antrieb der Anschläge beschrieben worden ist.

Fig. 13 zeigt eine Abkantpresse mit Unterantrieb, bei welcher ein Querrahmen 191 mit seitlichen Rahmenständern 192 verbunden ist, an welchen ein oberes Querglied 193 angebracht ist. An der Unterseite des oberen Quergliedes ist ein Unterwerkzeug 194 angebracht.

Zwei in horizontaler Richtung beabstandete und zu einander parallele äussere, stationäre Tischplatten 196 und 197 sind untereinander und mit einer Aufspannplatte bzw. einem Werkzeughalter 198 verbunden, an welchem ein Unterwerk -5 zeug befestigt ist. Mit dem Werkzeughalter 198 sind zwei Kugelumlauf-Spindeln 199 verbunden, und zwar jeweils eine an seinen beiden Enden. In ähnlicher Weise, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben wurde, ist an jedem Ende des Querrahmens 191 ein Getriebekasten 201 angebracht, der io mit einem Gleichstrommotor 202 gekuppelt ist und eine Kugel-umlauf-Mutter 203 antreibt. Die Kugelumlauf-Muttern wirken mit den Spindeln zusammen und bewirken, dass sich die Getriebekästen 201 und damit der Querrahmen 191 samt den Rahmenständern 192 und dem oberen Querglied 193 an den 15 Spindeln 199 nach oben oder unten bewegen. An den seitlichen Rahmenständern 192 sind Führungsleisten 204 befestigt, die mit den beiden stationären Tischplatten 196 und 197 zusammenwirken. Die Führungsleisten 204 bewirken also eine Führung der oberen Querglied-Baugruppe an der vorderen 20 und hinteren stationären Tischplatte, wenn das den Stempel bildende obere Querglied von den Gleichstrommotoren nach oben oder unten bewegt wird. Die Gleichstrommotoren sind in gleicher Weise, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 11 für die Antriebe der Anschläge beschrieben wurde, synchronisiert, 25 wodurch sichergestellt ist, dass der Antrieb an den äusseren Enden der Bauteile 191 und 193 im Gleichlauf erfolgt.

s

5 Blatt Zeichnungen

Claims (26)

1. 619 631

   2

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zum synchronen Verstellen linearbeweglicher Teile (22, 188, 193) einer Werkzeugmaschine, mit an mindestens zwei zu verlagernden Teilen oder mit an zwei Abschnitten eines zu verlagernden Teils vorgesehenen Antrieben, die jeweils einen Motor (68, 153, 183, 202) und eine Spindel (51, 187, 199) aufweisen, gekennzeichnet durch eine mit den Motoren gekoppelte Regeleinrichtung, welche für jeden Antrieb die Verlagerung des jeweiligen Teils bzw. Abschnitts überwacht und mindestens einen der Antriebe zur Begrenzung einer Verlagerungsdifferenz zwischen zwei Teilen bzw. den zwei Abschnitten regelt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung einen Mikroprozessor (141) umfasst.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die linearbeweglichen Teile Anschläge zur Werkstückpositionierung sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge durch eine starre Anschlagstange (17) gebildet sind, an der zwei Antriebe angreifen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit an zwei Abschnitten eines zu verlagernden Teiles vorgesehenen Antrieben, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil ein Werkzeugschlitten, eine Schere, Biegepresse oder Stanze ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (187) der Antriebe mit dem Werkzeugschlitten verbunden sind, und dass auf die Spindeln (187) Muttern (186) aufgeschraubt und durch die Motoren (183) drehbar sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschlitten der Stempel (188) einer Presse ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschlitten der bewegliche Werkzeugtisch (198) einer Presse ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung Servoverstärker (164) zur Ansteue-rung der genannten Motoren (68, 153) umfasst, ferner Speicher (143) zum Speichern von Anschlag-Positions-Daten und Anweisungen, einen mit dem Speicher verbundenen Mikroprozessor (141) zum Verarbeiten der Daten und Ausführungsanweisungen, und schliesslich Koppelkanäle (154, 156) zwischen dem Mikroprozessor und den Servoverstärkern zur Motorregelung nach Massgabe der Daten und Anweisungen.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Koppel-Kanal einen peripheren Schnittstellenadapter (154,156) mit nachgeschaltetem D/A-Umsetzer (167) umfasst.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit an zwei Abschnitten eines zu verlagernden Teiles einer Presse vorgesehenen Antrieben, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Leitspindel (51), einen ersten und einen zweiten Motor (68, 153), der mit der ersten bzw. zweiten Spindel zu ihrem jeweiligen Antrieb gekoppelt ist, einen ersten und einen zweiten Schlitten (22) mit dem den zu verlagernden Teil bildenden Anschlag, die mit der ersten bzw. zweiten Spindel gekoppelt und durch diese linear antreibbar sind, eine mit den Motoren verbundene Regeleinrichtung (Fig. 11) zur Regelung des Motorenlaufs und damit der Spindelbewegung, wobei diese Regeleinrichtung eine elektrische Synchronisieranordnung zur synchronen Verlagerung der Schlitten bei Antrieb der Motoren sowie einen Mikroprozessor (141) umfasst.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Schlitten (22) zwei in horizontalem Abstand liegende, sich längserstreckende Führungen (27) vorgesehen sind, wobei jede Führung eine Laufkante mit V-förmigem Querschnitt besitzt, und dass jeder Schlitten (22) an ihm drehbar gelagerte Rollen (23) aufweist, welche jeweils mit der Laufkante einer Führung derart zusammenwirken, dass der

    Schlitten bei Verstellung durch eine der Spindeln (51) abgestützt und geführt ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich-5 net, dass zwei Kugelumlauf-Muttern jeweils auf einer Spindel

    (51 ) laufen und jeweils mit einem Anschlussglied (48) verbunden sind, dass für jeden Schlitten (22) ein U-förmiges Antriebsjoch (46) vorgesehen ist, welches mit seiner Unterseite an dem Anschlussglied (48) angebracht ist und sich von diesem io nach aussen und von dort nach oben um den Rahmenteil (18) erstreckt, wobei die das Anschlussglied antreibende Spindel (51) in diesem Teil gelagert und jedes Antriebsjoch an den oberen Enden mit einem der Schlitten verbunden ist.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich-15 net, dass an jedem Schlitten (22) zwei von diesem nach oben ragende Stützen (32) befestigt sind und eine waagerechte, auf den Stützen vertikal verschiebbare Halterung (33) tragen, und dass an den Stützen jedes Schlittens eine Höhen-Verstellspindel (39) zur Veränderung der Höhenlage der zugehörigen 20 Halterung angeordnet ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder waagerechten Halterung (33) eine waagerechte Tragstange (42) festgeklemmt ist, die im gelösten Zustand in der Halterung parallel zu den Laufkanten der Führun-

    25 gen (27) verschiebbar ist, und dass sich zwischen den Tragstangen der an diesem um eine waagerechte Achse schwenkbar angelenkte Anschlag (17) erstreckt.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse in Form eines nach unten offenen Guss-

    30 stücks vorhanden ist, an dessen Oberseite die Schlitten-Füh-rungen (27) vorgesehen sind, und dass die im waagerechten Abstand angeordneten Laufkanten voneinander weg nach aussen weisen.
17. 17. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 35 1, wobei jeder Antrieb eine Baugruppe mit der Spindel und einer auf sie passenden und über den Motor angetriebenen Mutter umfasst, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

    a) von jeder Baugruppe werden Impulse in Abhängigkeit 40 von der durch den Motor verursachten Bewegung eines Abschnitts dieser Baugruppe erzeugt,

    b) die erzeugten Impulse werden gezählt und der Zählerstand wird in Beziehung zu einer festen Position für jeden linear-beweglichen Teil gesetzt, um für jeden Teil einen Wert

    45 einer Variablen zu erzeugen, welche seine Position in Längsrichtung der Bewegungsbahn angibt,

    c) der Zählerstand der Impulszählung wird periodisch abgetastet und der Zählerstand einer späteren Abtastung von dem Zählerstand einer früheren Abtastung zum Erhalt der so inkrementalen Änderung des Zählerstandes subtrahiert,

    d) zur Variablen wird ein Betrag addiert, welcher der inkrementalen Änderung entspricht, um eine neue Position des Teiles zu bezeichnen und so aus der späteren Abtastung die momentanen Ist-Positionen der Teile abzuleiten,

    e) für jeden Teil wird eine Zielposition festgelegt,

    f) die Motoren werden zur Bewegung der Teile in Richtung auf die Zielpositionen angetrieben,

    g) für jeden Teil wird der Abstand zwischen der Zielposition und der momentanen Ist-Position bestimmt,

    h) die Bewegung eines der Teile wird verlangsamt, wenn der genannte Abstand kleiner als der Abstand beim anderen Teil ist.
18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des einen Teils durch Einwirken auf seinen

    65 Antriebs-Motor proportional zur Differenz der Abstände verlangsamt wird.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Motoren begrenzt wird.

    55

    60

    3

    619 631
20. 20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroprozessor zur Steuerung des Zählens, des Abtastens, des Addierens, des Festlegens, des Antreibens, des Bestimmens des Abstandes und des Verlangsamens verwendet wird.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch folgende weitere Verfahrensschritte:

    a) ein genauer absoluter Wert und das Vorzeichen einer Differenz zwischen den Abständen werden gebildet,

    b) das Vorzeichen des grösseren Abstandes zwischen der Zielposition und der momentanen Ist-Position des Teiles wird bestimmt und dies mit dem Vorzeichen der Differenz verglichen,

    c) dasjenige der beiden Teile wird zur Verlangsamung ausgewählt, das durch das Ergebnis des Vorzeichen-Vergleichs bestimmt wird.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ergebnis des Vorzeichen-Vergleichs über einen D/A-Umsetzer ausgibt, um einen positiven oder negativen analogen Geschwindigkeitsbefehl für einen Motor-Regel-Ver-stärker zu erzeugen.
23. 23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroprozessor zum Steuern des Zählens, des Abtastens, des Addierens, des Festlegens, des Antreibens, des Bestimmens des Abstandes, des Verlangsamens, des Bildens, des Vergleichens und des Auswählens verwendet wird.
24. 24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Motoren unterbrochen wird, wenn die Teile ihre Zielpositionen erreicht haben, dass die periodische Abtastung der Impuls-Zählerstände beim Stillstand der Motoren fortgesetzt und der Zählerstand einer späteren Abtastung vom Zählerstand einer früheren Abtastung zum Erhalt einer eventuellen inkrementalen Änderung des Zählerstandes subtrahiert wird, dass die Schritte (d) und (g) nach Anspruch 17 wiederholt werden, dass der genaue absolute Wert und das Vorzeichen einer eventuellen Differenz zwischen den Abständen gebildet werden und dass der Motor eines Teiles im Sinne einer Begrenzung des absoluten Wertes einer eventuellen Differenz angesteuert bzw. angetrieben wird.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Motoren mit maximaler Geschwindigkeit laufen gelassen wird, bis der Abstand zwischen der von ihm angetriebenen Mutter und der Zielposition innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, und dass anschliessend die Motorgeschwindigkeit mit Abnahme des Abstandes auf Null reduziert wird.
26. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Bereich ca. 2,5 cm gross ist und die Maximalgeschwindigkeit mindestens ca. 20 m pro Minute beträgt.