DE1563576A1 - Folgesteuerung insbesondere fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents
Folgesteuerung insbesondere fuer WerkzeugmaschinenInfo
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Description
CloBs, Rauch & Sehnizler
Nürtlngen
[Belegexemplar
Tnarf nicht geändert werden
!Folgesteuerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Folgesteuerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen mit Gebern und Stellgliedern.
Bekannt sind elektrische Programmsteuerungen, die aus Schwachstromrelais und Drehwählern aufgebaut sind. Bei
diesen Steuerungen ergeben sich Probleme hinsichtlich der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit, da die Kontakte
im Laufe der Zeit und bei Überbeanspruchung funktionsunfähig werden. Auf dem Gebiet der Datenverarbeitung, z.B.
im Computerbau arbeitet man mit sogenannten Logik-Bausteinen, die in Transistorteohnik ausgeführt sind. Die
Grundschaltung stellt in der Hegel einen transistor in
Emitterschaltung dar. Die Logik-Bausteine z.B. als »orgatter,
Oder-Gatter, Nicht-Gatter, Und-Gatter lassen sich miteinander kombinieren, so dass man z.B. Speicher,
monostabile Multivibratoren, astabile MuIt!vibratoren,
Tlip-Ilop u.dgl. erhält. Man versucht hier aus Gründen
der Miniaturisierung mit integrierten Schaltkreisen su BAD ORIGINAL- 009821/0525
arbeiten» ebenso ait hoher Sohaltgesehwindigkeit. Integrierte
Schaltkreise haben aber einen niedrigen Steuerrad Lelstungspegel und alt zunehmender Schaltgesohwindigkeit
erhöht sich die Störanfälligkeit.
Der !Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine folgesteuerung
χα schaffen, die zuverlässig arbeitet und eine lange lebensdauer hat· Dabei soll der Aufwand Möglichst
gering sein und trotzdem soll sich eine freizügige Prograssnrahl ermöglichen lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung Tor, dass jeder Geber einaal Bit dem "Eingang einer Koinzidenzstufe
verbindbar und einmal an einen Zähler angeschlossen ist, Tom Zähler eine Verbindung au einem weiteren Teingang der
sehaltera
densstufe mit den Stellglied/ verbindbar 1st. Die Folgesteuerung
setzt sich susaamen aus einem Gebersystem, welches die Wege oder die Endlagen markiert und entsprechende
Signale zur Weiterverarbeitung liefert (z.B. Endschalter, lichtschranken, induktive Geber u.dgl.), der
eigentlichen Programmsteuerung, die die eingegebenen Signale und Informationen verarbeitet, der Programm-Eingabe,
mit Hilfe der der Steuerung die Informationen zugeführt werden (Loch- oder Kagnetband-Xingabegeräte» Steokfeider,
oder festverdrahtete Programme bei stetig gleiehtislbender
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fertigung) mid Stellgliedern, die die you der Programmsteuerung gelieferten Kommando« in Bewegungen, Brücke u*
dgl. uasetsen (s.B. Yentile, Kupplungen» Pneumatik- oder
Hydraulik-Zylinder, Magnete, usw. ).
lach der Erfindung ist swisohen die Geber und die Koinsidensstufen
jeweils ein aonostabiler Multiribrabr gesohaltet,
die Koinsldensstufen bestehen jeweils ons drei Vor-Bausteinen,
und der Kahler ist aus einseinen Zählstufen
sussjsstxigesetst, deren Ansahl alt der Ansah! der Kolnsidensstufen
und der Ansahl der Frograsjasohritte übereinstiaat.
Doait lässt sich die insahl der Geber weitaögliohst
Terringern. Ina Beispiel werden die beiden Äidlagen
eines Schlittens nur durch einen Geber signalisiert, wobei swei locken Anwendung finden. Ue welche der beiden
Bndlagen es sich handelt, ergibt sieh durch die loinaidens-Sohaltung.
In besonders Torteilhafter Weise ist der Zähler in Transistor-Yiderstandsloglk
ausgeführt, wobei fünf Sor-Bausteine su einer Zählstufe susammengeachaltet sind, so
dass sich ein Ausgang rur Vci.r,I4Hu^ mit den übrigen
lihlstufen, ein Ausgang sum Ansteuern von Stellgliedspeichern
über die Koinsidensstufe und ein Ausgang sur
Abnahm* eines RÜckstellsignales sowie ein Schaltpunkt
für den Signaleingang sur Weiterschaltung des Zählers
und ein Schaltpunkt sur Verknüpfung der Zählstufen unter-
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BAD ORIGINAL
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einander nun Zähler ergibt. Die Schaltpunkte der einzelnen
Zählstufen für den Signaleingang liegen dabei swsek-■ässlg
auf einer gea*lneas*n leitung.
Sie Tarlationsaugllehkelten der einstellbaren Schaltungen
läset sieh dadurch erhöhen, dass an den Ausgängen der «onostahilen MultlYlbratoren, den Eingängen und Ausgängen
der Koiikzidensetufen und den Setseingängen bsw.
LBsoheingängen der Stellgliedschalter mehrere Steckbueheen-Anschlüsee
vorgesehen sind. Die Stellglfedsehalter
stellen zweokaässlg eine Kombination aus eines Speieher
und einer L^iskingsstufe (Kupplung, Tent11, Magnet, u.dgl.)
dar. Damit Sfickbeelnflussungen und Fehlschaltungen ausgeschlossen
werden, sind zwischen den Ausgängen der swnostabilen
MultiYlbratoren und den Eingängen sus. Zähler
sowie den Eingängen der lolnzidenzstufen Entkopplungs·»
dioden angeordnet. Ss kennen auch zusätzliche Sperrsohaltungen
zur Teraeidung τοη Fehlprograomierungen Torgesehen
sein.
lähere Einzelheiten der Erfindung werden ^wv»«wfl der Zeichnung,
die beispielsweise AiisfUhrungefornen darstellt, näher
erläutert. Es zeigen:
flg. 1 ein Schaltbild der Steuerung, Wg. 2
bis
bis
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Fig. 12 verschiedene Zussmmenselialtungen
▼on Hor-B&usteinen
*ig. 13
bis
bis
Bausteinen zu Zählstufen "hmt· einem
Zähler·
An eine Steuerspannung 1 sind eine beliebige Anzahl Geber 2 angeschlossen, die z.B. ale Endecharter» Lichtschranken
oder induktive Geber auegebildet sind* Tom Geber 2 führen Leitungen au monoetabilen Multivibratoren
3, die zeitlieh begrenste Signale abgeben, wenn über
die Geber 2 ein oder mehrere Signale am Eingang eingehen« Alle Multivibratoren 3 sind über eine Leitung 4 mit dem
Eingang 5 eines Zählers 6 verbunden. Tom Zähler 6 gehen mehrere Verbindungen 7 zu den Eingängen 8 von loinziden«-
stufen 3, die aus drei Hor-Bausteinen bestehen. Kit weiteren
Eingängen 10 sind Ansehlussleitungen 11 mit τ·γ-sehiedenen
Steckbuohsen 12 angeschlossen* Auch zwischen der Leitung 4 und den Multivibratoren 3 sind Steokbuohsen
13 Torgesehen, damit aich genügend viele TerknüpfuDgsmSgliohkeiten
über Leitungen 14 mit den Ansehluesleitungen 11 ergeben. Die Ausgänge 15 der Kolnzidenastufen 9 sind
mit Steckbüchern 16 eines Terteilerfeldes Yerbunden. Ton
den Steckbuohsen 16 können Leitungen 17 «u Setzeingängen
18 bzw· Zföscheingängen 19 von Stellgliedschmltern 20 ge-
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führt werden, die aus einem Speicher und einer Leistung·-
stufe kombiniert sind, inch an den Setseingängen 18 und
den LBseheingangen 19 sind wieder Steokbucheen 21 angeordnet. Die in««M der Koinzldensatufen 9 stimmt Bit
der Aw«»Kl der möglichen Prograamschritte überein.
Wird von einem Geber 2 ein Signal abgegeben, ao ergibt
diea im Zähler 6 einen Zählachritt und ein Ibpula
dieaea Zählaehrittea an die Koinzidenzstufe, die nur dann as Auegang 15 einen Impuls abgibt, wenn gleichseitig am Eingang 10 ein Iapula eingegangen 1st. Der
Auagangeimpule wird über die leitung 17 dann an einen
Setieingang 18 oder einen Löscheingang 19 eines Stellglledachaltera
20 weitergegeben. Sie Impuls-Weitergabe erfolgt also nur immer dann, wenn Blnzelimpulae sowohl
am Eingang 8 ala auch am Eingang 10 der Koinzidenzstufe
eingehen, d.h. nur beim entsprechenden Programmachritt kann das entsprechende Stellglied und damit der gewünschte Arbeitsvorgang eintreten. Die Art der Yerknüpfungen
der Steokbuohaen 13 mit den Steekbuehsen 12 bzw. den Steckbuehsen 16 mit den Steckbuchsen 21 wird den jeweiligen
Erfordernissen angepasst.
Tür die kontaktlose Schaltung werden ffor-Bauatelne 22
eingesetzt, wie sie in einem Prinzipschäftbild in Fig. 2 und im Symbol in TIg. 3 dargestellt sind. Ss handelt
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„ η „
sloh vat einen Transistor in Bsdtiereolaltiing,, wobei
ein« SlgfMl-lJaikehx' atattftaAet« Seht an einem des Eingänge
23,24,25 «In Signal «im« »e geht <m ku®gm& 26
kein Signal aas und umgekehrt. Schaltet nan sw·! sol·»
eher lor-Banstelne gemüse flg. 4 la
ander β so.
Ifilurt m£B ntm las"
giHI, so ©rgitet el@h eia© Sp©lcfe©rfiia]fetloac Sin.
efe®r Speiüfeer 2? ist la Mg« §
waä in Fig«, 6 aymBolisels ierg©B%*111>o Msm lasat
«1α·η liageag 23 mal ciimsm Äasgi^g 26 fsowl® oime® fes·=
sonderen
Schaltet aan «m Beispiel wie la flg. 7 geseigt
Hor-Batifftolme hintereJjumier9 m® «rgi'fst siel ein astaM
ler MoltiTiteffitor 29® imx ie Sje"bol te figo 8
gebea Ist. SIn Itaemignml am lingaag. 23 «ergibt
lepulefelge am Msgfiiig 26, wotel die freqmens
Ist von der Ansa&l der swl8oheBgeiielialtet«n 61i®Sero
In ähnlicher Weise «rhält Man bei SchaltnBg gemäns WIg
9 einen aoacinitafelleafi IfaltiviteÄtor 30 alt s.B.
Symbol ist er tu WIg α 10 vi«derg«geiMis,o Cb)Mt an Sim«
gang 23 ein Slg&aü ©.lm9 so wird an Ausgang 26 ein seitlich
feegj?es.st©s SigiMil ®,feg;eg®t:©s,o Schllaesllcfe kossü
"1 0 09821/0525
bei einer Schaltun« geaäss flg. 11 «in· SigaaTreriögerung
erhalten, vol>ti ImIb Anlegen ·1ηββ Dauereignales
am Hwgang 23 «la «eitlioh begrenztes Signal
•rat nach einer TersSgerung an Ausgang 26 erscheint.
Di· T«raOg«rungaa«it iat proportional der Zahl der
«wiechengeachalteten allerer. In ähnlicher Weiae
kann man «in· Signaldehnung erhalten bei der Schaltung geaäss llg. 12· Vaoh de« Anlegen eine· Saueraignalea
as fingang 23 eraoheint ein seitlioh begrenstea
Signal aai Ausgang 26, dessen Dauer proportional der Zahl der swisohengeschalteten Glieder ist.
Auch der Zähler 6 wird vorzugsweise in Transitorwiderstanda-Logik
aufgebaut, eine Zählstufe 31 besteht jeweils aus fünf Vor-Sausteinen, wie aus des: Prinsipsohaltbild
in fig. 13 bsw. den Tereinfaohten Schaltbild aus Tig. 14 η entnehmen ist. Die sjabolisohe
Darstellung einer Zählstufe 1st aus Tig. 15 *» entnehaen.
Der Zähler 6 ist nun aus einer beliebigen Anaahl von solohen Zählstufen 31 «usaamengesetst,
deren Eingänge 23 als Sehaltpunkte 32 über die Leitung 4 «UMunaengefasst werden, die mit den Ausgängen
der Bonostabilen Kultiribratoren 3 verbunden ist. Die
Zählstufen 31 weisen ausser den Schaltpunkten 32 einen weiteren Schaltpunkt 33 und drei Ausgänge 26,26*,
26" auf. Der Ausgang 26 dient sum Ansteuern der Stell-
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glledspefcher, er entspricht der Verbindung 7, wobei die
Signaldauer der Signaldauer der monostabil«! Multivibrator
en 3 entspricht. Der Ausgang 26" dient sur Abnahme
eines Rüokstellsignales. Der Zähler lasst sich
damit von jedem beliebigen Prograouschritt auf 0 zurückstellen.
Sa aisserdem das Signal zeitlich nicht begrenzt
ist, kann es sur Anzeige des Zählerstandes Verwendung finden. Zur Rückstellung wird der Auegang 26" mit dem
Schaltpunkt 33 der ersten Zählstufe verbunden. Si· Verknüpfung der Zählstufe 31 untereinander findet daduroh
statt, dass die Ausgänge 26· der einen Zählstuf· alt den Sehaltpunkt 33 der nächsten Zählstuf· verbunden
sind.
Zwischen die Ausgänge der monostabilen Multivibratoren
3 und den Eingang 5 bzw. 23 des Zählers 6 sind Entlcopplungsdioden
34 geschaltet, ebenso finden sich Dioden35
vor den Eingängen 10 der Koinzidenzstufen, damit eine RückbeeinflusBung der anderen Glieder nicht möglich ist.
Sie mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins-,
besondere darin, dass sich eine zuverlässig· folgesteuerung mit langer Lebensdauer ergibt, wob«i nur «in· Mindest
anzahl von Gebern notwendig ist. Trotzdem bleibt man völlig frei in der Programmwahl, wobei sich eindeutig
definierte Zustände in jeder Prograaaphase ergeben.
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Tritt in irgendein·* Ueaent der Steuerung ein Fehler
auft to steht die Maschine spätestens in der folgenden
Prograsaphase still, da die Koinzidenz nicht erfüllt
ist· Auf diese Weise werden gefährliche Zustände an der Maschine Yeraieden und es ergibt sich eine selbsttätige
fehlermeldung. Das Steuersystem ist uniYcrsell,
es lässt sieh beliebig Ycrkleinern und Yergrössern und
kann in gleich geeigneter Weise zur Prozess-Steuerung Anwendung finden. Oa nur rein statische Bausteine verwendet werden» kennen keine unkontrollierbaren Schwingungen
auftreten» die StSrsignalabstände lassen sieh genügend
gross einstellen.
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BAD ORiQiNAL
Claims (9)
1. Folgesteuerung» In»besondere für
■it Qehern und Stellfliedern, dadurch geken&sei®i&·-
net, dass jeder Qeber (2) einaal «it dem lingaag
(10) einer Koinsidensstufe (9) verbindbar und «in~
■al an einem Sanier (6) aiigeeehlosaeii ist* ¥«m San
ler (6) ein« Yertoindune (Y) su eines weiteren Magan«
(8) €er loinsidenietufe (9) geführt ist nni
der AuBgaag (15) <äer Koiasitaisietiiife (9) nit df a
Behältern
Stellglied/ CtO) verhiMMr iet.
Stellglied/ CtO) verhiMMr iet.
2. Folgeeteuemng naela Msprmoli 19 dalmrel gelcnmseieh«-
netv dass swisohen Üe £t ^r (2) imd die Xoinsiäen»-
atufe O) jeweile ein KoaoetaMl®r StuiilYiiirartor
geschaltet 1st.
3. £olg«et®uenang - aach Anspn&oh \t
net, daea die £@inoidensatu£e (9) aus drei lar-Bausteinen
(22) besteht.
4» Folgesteuerung maioh Anspruch 19 dadurch gekeaazQleh
net, dass ter ZäUer (6) aus einzelnen ZählstuXsii
(31) smsaaMfngeaetit 1st, deren Ansah! alt der Imsahl
der Koinsldansstufen (9) und der Ansah! der
Prografflaseteltt© übereinstimmt,
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5. folgesteuerung nach Anspruch 4» dadaroh gekennzeichnet,
da«· der Zähler (6) in Sransistorwideratands-Logik
ausgeführt ist, wobei fünf Ior~Bausteine (22)
su einer Zähletuiβ (31) susamBengesehaltet sind, so
dass sieh ein IwsgsTig (26*) but Terkntipfung Bit den
übrigen Zählstufen, ein Ausgang (26) sub Ansteuern
▼on Stellgliedspeichern über die Koinsidensstufe (9) und ein Ausgang (26") sur Abnahme eines Eüokstellsignales
sowie ein Schaltpunkt (32) für den Signaleingang sur Weiterschaltung des Zählers (6) und ein
Sehaltpunkt (33) sur Terknüpfung der Zählstufen (31)
. untereinander sub Zähler ergibt·
6. folgesteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltpunkte (32) der einseinen Zählstufen (31) für den Signaleingang auf einer gemeinsamen
Leitung (4) liegen.
7· folgesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennseiabschalter
net, dass die Stellglied/ (20) eine Kombination aus einem Speicher und einer Leistungsstufe darstellen
und alt eines Setseingang (18) und einem Lös ehe ingang (19) versehen sind.
8. folgesteuerung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gckennseiohnet,
dass an den Ausgängen der monostabilen MuI-
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tivlbr&toren (3), den Eingängen (10) land Ausgängen
(15) der Koin&idensstufen (9) und den Set«eingingen
(18) bzw. den Löeeheingängen (19) der Stellglieder
(20) mehrere Steekbuehsen (I3f12f16„21} Torgeaehen
sind.
9. folgesteuerung nach Ancpruch 1 tie 89 dadurch ge«·
kenaseiehnet» daee swleebea de« Auegaag der aono~
■tabilen Multiviormtoren (3) «A de« Sin«·»« (5)
sun Zähler (6) sowie tu den Eingängen (10) der
loiniidensettLfea (9) Intkopplungfldioden (34t35)
geordnet sind«
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