DE2042717C3 - Vorrichtung zum Einstellen von Sollwertgebern zur programmabhängigen Steuerung einer Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand des älteren Patents 1948047.

Bei der älteren Vorrichtung sind mehrere Sollwertgeber zur Steuerung einer Maschine auf einem Programmträger befestigt. Die Sollwertgeber werden bei der Aufstellung der Maschine von Hand fest eingestellt, z. B. durch Verdrehen oder Verschieben von Potentiometern.

Stellt sich später während des Betriebes jedoch heraus, daß ein oder mehrere Sollwertgeber nicht optimal eingestellt sind, so kann die Neueinstellung dieser Sollwertgeber nur wiederum von Hand erfolgen, und zwar durch Bedienungspersonal, das die Maschinenwerte feststellt und daraufhin die Sollwertgeber neu einstellt. Diese Vorgehensweise ist jedoch kostspielig, mühsam und zeitraubend.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Einstellvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche eine automatische Justierung sämtlicher Sollwertgeber zu jedem beliebigen Zeitpunkt mit verhältnismäßig geringem Aufwand ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß die Einstellung einer Vielzahl von Sollwertgebern durch ein einziges Antriebsorgan erfolgt, das automatisch auf den zu justierenden Sollwertgeber positioniert und mit gekoppelt wird.

Bei einer Vorrichtung zur Programmsteuerung mehrerer durch Nockenscheiben betätigter Schaltkontakte einer elektrischen Maschinensteuerschaltung in einer festgelegten Reihenfolge (GB-PS 220051) ist es an sich bereits bekannt, für sämtliche Nockenscheiben der Schaltkontakte ein gemeinsames Antriebsorgan in Form einer motorgetriebenen Zahnradwelle vorzusehen, wobei jede Nockenscheibe mit der Zahnradwelle über eine Magnetkupplung in Triebverbindung bringbar ist. Die bekannte Programmsteuervorrichtung eignet sich jedoch auf Grund ihrer zyklischen Betätigung von Schalt kontakten nicht zu einer nur gelegentlich erfolgenden Justierung von Sollwertgebern, wie z. B. Potentiometer, entsprechend der Aufgabe der Erfindung.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Informationsflußschaltbild einer Maschinensteuerungseinrichtung, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung, und

Fig. 3 und 4 Schaltungsbeispiele für Dekodierschaltungen zur Verwendung bei der Einstellvorrichtung nach Fig. 2.

Der in Fig. 1 mit D bezeichnete Funktionsblock stellt einen Programmträger in Form einer rechteckigen Platte dar, auf der nebeneinander mechanisch einstellbare analoge Geber angeordnet sind. Der Programmträger D dient zur programmabhängigen Steuerung einer Maschine A, insbesondere zur Verarbeitung von Kunststoffen. Bei den Sollwertgebern handelt es sich um Dreh-, Schiebepotentiometer und/oder um durch Druck- und/oder Wahlschalter einstellbare Potentiometer. Es können auf einem Programmträger D Potentiometer gleicher Art, also mit gleichem Einstellorgan, oder Potentiometer verschiedener Art, also mit verschiedenen Einstellorganen, vorhanden sein. Die Potentiometer werden für jede Maschine A einmalig von Hand fest eingestellt. Die Ausgänge der Potentiometer liefern die Stellwerte für die Maschine A, beispielsweise Werte für Stellbewegungen, für Drücke, für Temperaturen, für Mengen od. dgl.

Die auf die genannte Weise gesteuerte Maschine A ist an einen Prozeßrechner B angeschlossen. Während des Betriebes werden mit Hilfe des Prozeßrechners Ii auch die auf dem Programmträger D eingestellten Stellwerte verändert, wenn z. B. vom Prozeßrechner B festgestellt wird, daß die Einstellung eines oder mehrerer Sollwertgeber nicht optimal ist. Dieses ist an Hand der Fig. 1 näher gezeigt. Hierzu nimmt der Prozeßrechner B die momentanen Maschinendaten auf und vergleicht diese mit Sollwerten. Stimmen !stund Sollwerte nicht überein, so wird im Prozeßrechner H die Adresse der falsch eingestellten Sollwertge-

ber und die Größe der durchzuführenden Korrektur ermittelt. Der Prozeßrechner B gibt zunächst die Adresse des Sollwertgebers und dann das Korrekturrignal an eine Dekodier- und Einstellvorrichtung C, weiche die Nachstellung des betreffenden Sollwertgebers auf dem Programmträger D durchführt. Diese Nachstellung führt zu einer Änderung der Maschinendaten in einem mit der Maschine Λ verbundenen Schaltschrank E.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dekodier- und Einstellvorrichtung C gemäß Fig. 1. Die Vorrichtung C umfaßt einen parallel zu dem Programmträger D angeordneten Koordinatenantrieb, der fest auf dem Programmträger aufgesetzt sein kann. Der Koordinatenantrieb ist mit einem Schlitten gekoppelt, der in jc- oder y-Richtung auf jede beliebige Stelle des Programmträgers D verschiebbar ist. Auf dem Schlitten ist ein Schrittmotor angebracht, an dessen Achse eine Magnetkupplung aufgesetzt ist. Auf den Einstellorganen der Sollwertgeber sind zu dieser Magnetkupplung passende Gegenstücke angebracht. Soll die Einstellung eines Sollwertgebers geändert werden, wird, vom Prozeßrechner B gesteuert, der Schrittmotor mittels des Koordinatenantriebes auf den entsprechenden Sollwertgeber gefahren, die Magnetkupplung betätigt und der Sollwertgeber durch den Schrittmotor entsprechend der Prozeßrechnerinformation neu eingestellt. Für die Bewegung des Schlittens in x- und in y-Richtung können zwei Schrittmotore verwendet werden, die mittels Impulse vom Prozeßrechner B gesteuert werden. An Stelle von Schrittmotoren können auch gewöhnliche Elektromotoren mit einer Potentiometerfolgesteuerung eingesetzt werden, wodurch der Steuerungsaufwand verhältnismäßig gering ist. Dieser Fall ist in Fig. 2 veranschaulicht. Jedem der beiden, nicht dargestellten Elektromotoren ist ein Differenzverstärker und ein mit der Motorbewegung verstellbares Potentiometer zugeordnet, und zwar dem Motor für die .v-Koordinate beispielsweise der Differenzverstärker Dx und das Potentiometer Px und dem Motor für die ^-Koordinate der Differenzverstärker Dy und das Potentiometer Py. Der eine Eingang jedes Differenzverstärkers Dx, Dy ist mit dem Abgriff des zugeordneten Potentiometers Px bzw. Py verbunden, während der andere Eingang in der gezeigten Weise mit dem Ausgang einer, aus einem Dioden-Widerstandsnetzwerk bestehenden Dekodierschaltung verbunden ist, deren Eingänge von dem Prozeßrechner B gesteuert werden. Die Ausgänge der Differenzverstärker Da', Dy dienen der Steuerung der nicht dargestellten Elektromotoren, wobei die Ausgänge xr und yr einen Rechtslauf und die Ausgänge xl und y/ einen Linkslauf des jeweils zugeordneten Elektromotors bewirken. Die Decodierschaltung ist im dargestellten Beispielsfalle tür zwölf Sollwertgeber ausgelegt. Jeder der Schaltungspunkte 1 bis 12 ist einem Sollwertgeber zugeordnet, und kann von dem Prozeßrechner ß durch Schließen seiner Kontakte I' bis 12' angewählt werden. Die Decodierschaltung besteht im wesentlichen aus einer Matrix mit gleich großen ohmschen Widerständen und Entkopplungsdioden.

Die Funktionsweise der Decodier- und Einstellvor richtung gemäß Fig. 2 sei im folgenden kurz erläutert. Sobald der Prozeßrechner B feststellt, daß beispielsweise der Sollwertgeber mit der Position 4" nachzustellenist, wird der dieser Position zugeordnete Schalter 4' geschlossen und an den zugeordneten

Schaltungspunkt 4 der Decodierschaltung das Potential + angelegt. In den Differenzverstärker Dx fließt ein Strom, der durch die Widerstände Rl, R2, R3 bestimmt wird, während in den Differenzverstärker Dy ein Strom fließt, der durch den Widerstand R4 bestimmt wird. Je nach Stellung der Potentiometer Pa- und Py erfolgt Links- oder Rechtslauf der Elektromotoren, wodurch der Schlitten entsprechend bewegt und die Schleifer der Potentiometer Px und Py so lange verstellt werden, bis der Widersiand des Potentiometers Px mit dem Suinmenwiderstand R\ + Rl + R3 und der Widerstand des Potentiometers Py mit dem Widerstand R4 übereinstimmt. Mit Beendigung dieses Vorgangs befindet sich der auf dem Koordinatenantrieb angebrachte Stellmotor in der gewünschten Position oberhalb des nachzujustierenden Sollwertgebers.

Die Decodierung der von dem Prozeßrechner H ausgegebenen Adressen kann auch mittels der in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Schaltungen erfolgen. In Fig. 3 ist eine Decodierschaltung für 5 Adressen dargestellt. Hierbei sind die ohmschen Widerstände entsprechend abgestuft und die Entkopplung erfolgt durch Dioden. Die Decodierschaltung nach Fig. 4 ist für 3 Adressen ausgelegt. Die ohmschen Widerstände sind entsprechend abgestuft und die Entkopplung erlolgt durch Doppelschalter im Prozeßrechner B.

Sobald der auf dem Koordinatenantrieb angebrachte Schrittmotor in die richtige Position gefahren ist, wird über die bereits erwähnte Magnetkupplung die Achse des Schi ittmotors mit dem Einstellorgan des Sollwertgebers verbunden. Ist der Sollwertgeber ein Drehpotentiometer, so wird die Achse des Drehpotentiometers mit der Achse des Schrittmotors verbunden. Entsprechend der Impulsvorgabe des Prozeßrechners B wird die Achse des Schrittmotors und damit die des Drehpotentiometers um den gewünschten Betrag verdreht. Ist der Sollwertgeber ein Schiebepotentiometer, so wird dessen Schleifer durch eine Spindel verschiebbar ausgebildet und die Spindel mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt. Ist das Potentiometer durch Wahlschalter einstellbar, so wird die Achse des Wahlschalters mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt. Der Wahlschalter wird dann durch entsprechend viele Schritte des Schrittmotors in die neue Stellung gebracht. Auch durch Druckschalter einstellbare Potentiometer sind mit dem Schrittmotor zu betätigen.

Beim Verbinden der Schrittmotorachse mit dem Druckknopf wird dieser z. B. angehoben oder niedergedrückt (bei Druckschaltern, bei denen bei jeder Betätigung des Druckknopfes oder Hebels der iindere Schaltzustand eingestellt wird), und bei Druckschaltern mit einer durch Niederdrücken oder Anheben und durch Verdrehen zu betätigenden Arretierung wird der Hebel mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt und nach oder vor dem Anheben oder Niederdrücken durch den Schrittmotor verdreht.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel dsr Erfindung kann jedem Sollwertgeber eine Magnetkupplung zugeordnet werden. Die Magnetkupplungen stehen über Kegelräder mit parallel zum Programmträger geführten Antriebswellen in Verbindung, die selbst untereinander in Triebverbindung stehen und von einem Schrittmotor angetrieben werden. Soll ein Sollwertgeber verstellt weiden, so wird vom Prozeßrechner aus die entsprechende Magnetkupplung betätigt und der Schrittmotor betätigt. Während alle anderen Magnet-

kupplungen leerlaufen, Übertrag! nur die eingeschaltete die Drehung auf den betreffenden Sollwertgeber.

AnStelle eines in a- und y-Richtung verstellbaren Schlittens kann zur Halterung und Verschiebung des Stellmotors auch ein Polarkoordinatenantrieb in Form eines parallel zu dem Programmträger drehbaren Teleskoparms vorgesehen werden, an dem der Stellmotor befestigt ist. Der Teleskoparm ist hinsichtlich seines Verdrehwinkels und seiner Länge von dem Prozeßrechner B in ähnlicher Weise wie der Schlitten des .v-y-Koordinatcnantriebs steuerbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstellen von Sollwertgebern zur programmabhängigen Steuerung einer Maschine, insbesondere zum Verarbeiten von Kunststoffen, gekennzeichnet durch ein für sämtliche Sollwertgeber gemeinsames Antriebsorgan, das

a) an einer Positionierungseinrichtung angebracht und von dieser in einer Ebene parallel zu der Befestigungsebene der Sollwertgeber beliebig verschiebbar ist;

b) mit jeweils einem Verstellelement desjenigen Sollwertgebers in Triebverbindung bringbar ist, über welchem das Antriebsorgan positioniert ist, und

c) von einem mit Prozeßdaten der Maschine gespeisten Prozeßrechner (B) cteuerbar ist, und zwar sowohl hinsichtlich seiner Lage bezüglich eines bestimmten Sollwertgebers als auch hinsichtlich des Betrages der Verstellung des eingekuppelten Verstellelementes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtung einen in .v-y-Richtung verschiebbaren Schlitten mit einem jt-y-Koordinatenantrieb aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtung einen drehbar gelagerten, teleskopartig verlängerbaren Arm mit einem Polarkoordinatenantrieb aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan als Schrittmotor ausgebildet ist, dessen Motorachse über eine Magnetkupplung mit dem Vcrstellelement jedes Sollwertgebers in Triebverbindung bringbar ist.