DE2144344C3 - Einrichtung zum Ermitteln des Nutzungszustandes einer Produktionsmaschine - Google Patents

Description

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ist mit einer Vorrichtung versehen, die bei Über- zu können. Eine derartige Einstellung kann schnell

schreiten eines voreinstellbaren Differenzbetrages ein und ohne Schwierigkeiten auch von nicht geschultem

Signal »Keine Nutzung« abgibt. Auch diese Einrieb- Personal vorgenommen werden,

tung ist recht bautetlaufwendig und teuer und hat Durch das Inbetriebsetzen der zeitkonstant hoch-

pudern den Nachteil, daß sie ungenau arbeitet. 5 laufenden Zähleinrichtung mit einem ersten »n den

Hinzu kommt, daß, da während des Rüstens und bei EinheitenzäWer eingegebenen Impuls und das Außer-

Probela'ufen der von der Maschine gesteuerte Zähler beuiebsetzen der Zähleinrichtung mit einem zweiten,

weiterläuft und sich daher der ZähJerinhalt im Diffe- dem ersten unmittelbar oder mittelbar folgenden Im-

renzzähler erhöht, der im Differenzzähler gespeicherte puls ist der jeweilige Zählerinhalt ein Maß für die

ZäUlerinhalt vor dem Beginn des eigentlichen Pro- w Produktionsgeschwindigkeit der Maschine. Definiert

duktionsbetriebes wieder gelöscht werden muß, was man als Nutzung einer Maschine eine bestimmte

im allgemeinen vom Maschinenführer durchgeführt Mindestproduktionsgeschwindigkeit, die im übrigen

werden wird. Damit sind Manipulationen möglich, auch Null sein kann, so ergibt sieb hierfür ein be-

wodurcb der Wert einer solchen Einrichtung erheb- stimmter Zählerinhalt, der bei Nutzung der Maschine

lieh vermindert wird. _l5 nicht oder nur definiert um einen bestimmten Betrag

Eine andere bekannte Einrichtung umfaßt einen überschritten werden darf. Wird er in den vorgegebemit einem Taktgeber in Verbindung stehenden Takt- nen Grenzen überschritten, d. h., sinkt die Produknummern- oder Einheitenzähler, einen Taktzeit- tionsgeschwindigkeit unter die Mindestproduktionszahler, der mit einer konstanten Zahl von Impulsen geschwindigkeit, liegt der Zustand »keine Nutzung« pro Zeiteinheit gespeist wird, ein Steuerteil mit einem 21 vor, wird er erreicht oder unterschritten, d. h., ist die voreinstellbaren Zähler, sowie diesen Zählern züge- Pmduktionsgeschwiiv ^gkeit gleich oder größer als ordnete Druckvorrichtungen. Dem voreinstellbaren die Mindestproduktion'geschwindigkeit, liegt der Zähler, an dem die Solltaktzert der Maschine ein- Zustand »Nutzung« vor. Durch Feststellung eier gestellt wird, wird ebenfalls eine konstante Zahl von Abweichung des jeweiligen Zählerinhalts von einem Impulsen pro Zeiteinheit zugeführt. Der Zählbeginn 25 bestimmten, der Mindestproduktionsgeschwindigkeit des voreinstellbaren Zählers wird vom Taktgeber aiii entsprechenden Zählerinhalt kann daher der Nutzungsgesteuert, während das Rückstellen des Zählers vom zustand ermittelt werden.

Taktgeber aus gesteuert wird, wenn die tatsächlich Im Zustand »Nutzung« ist die Zahl der zwischen erreichte Taktzeit der Maschine unter der vorein- dem ersten, die Zähleinrichtung in Betrieb setzenden gestellten Zeit liegt, oder vom Zähler selbst, wenn 30 und dem zweiten, die Zähleinrichtung stoppenden die erreichte Taktzeit der Maschine gleich bzw. über Impuls vorhandenen Impulse, die dem Einheitender voreingestellten Zeit liegt. Auch diese Einrich- zähler zugeführt werden, nach oben nicht begrenzt, tung ist recht aufwendig und hat zudem den Nachteil, Infolgedessen kann nicht festgestellt werden, ob im daß auf Grund der verwendeten elektromagnetischen Zustand »Nutzung« normal oder extrem schnell, mit Zähldekaden für den Vorwahlzähler dessen Einstel- 35 einem entsprechend erhöhten Verschleiß der Malung relativ schwierig und zeitraubend und nur von schine produziert wird. Ein erheblicher Vorteil der geschultem Personal durchführbar ist. erfindungsgemäßen Einrichtung gegenüber den be-

Diese Nachteile der bekannten Einrichtungen kannten besteht nun darin, daß c'urch Einführen einer

·. jllen durch die Erfindung überwunden werden. Es zweiten Verknüpfungsstufe diese zusätzlich ge-

ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung 40 wünschte Aussage ohne großen Aufwand erhalten

zu schaffen, die möglichst einfach und billig ist und werden kann.

mit der festgestellt werden kann, ob der Nutzungs- In einer bevorzugten Ausführungsform sind daher

zustand der Produktionsmaschine normal oder unter- zwei Verknüpfungsstufen vorgesehen, deren mit den

belastet ist, und bei der die Einstellung der vorgeb- Umschaltern beschaltete Eingänge parallel geschaltet

baren Grenzwerte in einfacher Weise, insbesondere 45 sind, wobei die der einen Verknüpfungsstufe zugeord-

von ungeschultem Personal, vorgenommen werden neten Umschalter zur Vorgabe eines Höchstzählwertes

kann. _uncj die der anderen Verknüpfungsstufe zugeordneten

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ein- Umschalter zur Vorgabe eines Mindestzählwertes

richtung wird, diese Aufgabe erfindungsgemäß da- vorgesehen sind.

durch gelöst, daß der von der Impulsfolge beauf- 50 Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung, die in jchlagte Zähler aus /1 («= 1, 2, 3 ... m) Zählstufen einem Schaltbild ein Ausführungsbeispiel der Einbesteht, denen mindestens eine aus einem oder meh- richtung zeigt, näher erläutert,
reren UND-Gattern aufgebaute Verknüpfungsstufe Die Einrichtung zum Ermitteln des Nutzungsnachgeschaltet ist, deren Eingänge über Umschalter zustandes einer Produktionsmaschine umfaßt im wahlweise an die Ausgänge der Zählstufen oder an 55 wesentlichen den Einheitenzähler 1 der nicht näher eine »1 «-Signal führende Leitung anschaltbar sind, dargestellten Datenerfassungsanlage und eine Zählderart, daß jede Verknüpfungsstufe beim Erreichen einrichtung 2, die über ein UND-Gatter 3 mit einer bestimmter, durch die Stellung der Umschalter vor- Impulsfolge 4 konstanter Impulsfrequenz gespeist gegebener Zählwerte der Zählstufen erfüllt ist und wird. Die Impulsfolge 4 kann von der in der Dateneiflen Impuls an die Ausgangsstufe abgibt, und daß 60 erfassungsanlage vorhandenen elektrischen Uhr mit dor Einheitenzähler nach einer vorgegebenen Anzahl erzeugt werden. Der Einheitenzähler 1 ist aus vier vonEinheitenzählimpulsen einen Löschimpuls an den dezimal codierten BCD-Zählstufen 5, 6, 7 und 8 aufmit der Zeitimpuisfolge beaufschlagten Zähler liefert. gebaut, von denen der Zählstufe 5 eine Impulsfolge 9

Damit besteht die Möglichkeit, den jeweils ge- mit einer von der Zahl der produzierten Einheiten

wünschten ZShlerinhalt, bei dem, wenn die Zählcin- 65 abhängigen Frequenz zugeführt wird. Die Zählstufen

richtung nicht vorher durch einen Einheitenimpuls ge- sind in bekannter Weise über eine Decodiereinrich"

löscht wird, eine Aüsgangssignaländerung auftreten tung 10 an eine elektronische Ziffernanzeige 11 ange-

soll, lediglich durch Betätigen von Schaltern einstellen schlossen.

Die Zähleinrichtung 2 enthält einen Zähler 12 mit Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrich-

zwei BCD-Stufen 13 und 14, von denen die Zähl- tung sei einfachheitshalber davon ausgegangen, daß stufe 13 mit der Impulsfolge 4 gespeist wird. Die bei regulärer Nutzung der Produktionsmaschine die Ausgänge der beiden Zählstufen 13 und 14 sind an Frequenz der Taktimpulsfolge 4 und die der Einzwei mit ihren Eingängen purallelgeschaltete Ver- 5 heitenimpulsfolge 9 ungefähr gleich sind, der Schalter knüpfungsstufen 15 und 16 angeschlossen. Jede der 36 geschlossen ist, d. h. sich in seiner Stellung »Nutbeiden Verknüpfungsstufen 15 und 16 besteht aus zung feststellen« befindet und die Zählstufe 5 des einem UND-Gatter 17 bzw. 18 mit einer der Anzahl Einheitenzählers gerade einen Übertragimpuls abgebe, der Zählerausgänge entsprechenden Zahl von Ein- Der in den Setzeingang des Monoflops 38 eingegangen. Den einzelnen Eingängen der UND-Gatter m gebene Übertragimpuls bewirkt ein kurzzeitiges Kipist jeweils ein Umschalter zugeordnet. Die Umschalter pen der Monoflops 38 und 37, so daß der Zähler 12 sind mit den Bezugszeichen 19 bis 34 bezeichnet. gelöscht wird und danach mit dem Zählen beginnt. Jeder Umschalter liegt mit seinem Kontaktarm an Nach einer Anzahl von acht Taktimpulsen erscheint einem der UND-Gatter-Eingänge, während seine am Ausgang der BCD-Zählstufe 13 eine parallele beiden Festkontakte jeweils mit einem Zähleraus- 15 Signalfolge der Form 10 0 0, die auf Grund der Vergang und einer Leitung 35 verbunden ist, die über knüpfungsstufe 16 ein »1 »-Signal am Ausgang des einen Schalter 36 auf positivem Potential liegt. Der UND-Gatters 18 erzeugt. Infolgedessen kippt das Löscheingang des Zählers 12 liegt am Komplementär- Flipflop 42 und gibt ein »1 «-Signal an das UND-ausgang eines Monoflops 37, dessen Setzeingang an Gatter 41 ab. Beim Einzählen des lOten Impulses in den Komplementärausgang eines weiteren Monoflops »o den Einheitenzähler 1 wird durch den von der 38 angeschlossen ist. Der Setzeingang des Monoflops Zählerstufe 5 in die Zählerstufe 6 geschobenen, zwei-38 ist mit dem Einheitenzähler 1, und zwar in vor- ten Übertragimpuls das Monoflop 38 und damit auch liegendem Ausführungsbeispiel mit dem Übertragaus- das Monoflop 37 kurzzeitig gekippt. Das Kippen des gang der Einerzählstufe 5, verbunden. Monoflops 38 bewirkt ein »!«-Signal am UND-

Die Verknüpfungsstufen 15 und 16 erlauben im as Gatte 41. Da das Flipflop 4β noch in seiner Grund-Rahmen des maximalen Zählerinhalts die Einstellung stellung steht, liegt nunmehr an allen drei Hingängen zweier Werte, bei denen, wenn der Zähler den diesen des UND-Gatters 41 ein »1 «-Signal. Infolgedessen Werten entsprechenden Inhalt aufweist, das jeweilige kippt das Flipflop 43 aus seiner Grundstellung und UND-Gatter ein »!«-Signal abgibt. In vorliegendem gibt über die Leitung 45 ein »1 «-Signal ab, das an-Beispiel ist die Verknüpfungsstufe 15 auf den Wert 30 zeigt, daß die Maschine sich im Zustand »Nutzen« »12« eingestellt, d. h., die Umschalter 19, 20, 23, 24, befindet. Durch das gekippte Monoflop 37 wird der 25 und 26 verbinden die ihnen zugeordneten Ein- Zähler 12 gelöscht und das Flipflop 42 in seine gänge des UND-Gatters 17 mit der »1 «-Signal füh- Grundstellung zurückgekippt, so daß ein neuer Zählrenden Leitung 35, während die den Umschaltern 21 Vorgang beginnen kann.

und 22 zugeordneten Eingänge an den letzten beiden 35 Erhöht sich nun die Anzahl der pro Zeiteinheit in Ausgängen der Zählstufe 13 liegen. Erreicht nun der den Einheitenzähler 1 eingelesenen Impulse um einen Zähler den Wert »12«, so erscheint an den beiden bestimmten Wert — in vorliegendem Fall beispielsersten Ausgängen der BCD-Zählstufe 13 und an weise um drei Impulse —, so kippt der Einheitenallen Ausgängen der BCD-Zählstufe 14 jeweils ein zähler 1 die Monoflops 37 und 38 und löscht damit »O«-Signal und an den beiden letzten Ausgängen der 40 den Zähler 12, bevor dieser seinen eingestellten BCD-Zählstufe 13 ein »1 «-Signal. Dadurch liegt an Mindestinhalt von acht Taktimpulsen erreicht hat. allen Eingängen des UND-Gatters 17 ein »1 «-Signal, Da somit das Flipflop 42 nicht gekippt wurde, betrnd das UND-Gatter 17 gibt daher ein »1 «-Signal findet sich an dem diesem Flipflop zugeordneten Einab. Entsprechendes gilt für die Verknüpfungsstufe gang des UND-Gatters 41 ein »O«-Signal, und das 16, die auf den Wert »8« eingestellt ist. Das UND- 45 UND-Gatter 41 gibt ein »O«-Signal ab. Dieses geGatter 18 gibt auf Grand dieser Einstellung ein »1«- langt über das Negationsglied 44 an den Löschein-Signai ab, wenn am Ausgang der Zählstufe 13 eine gang des Flipflops 43 und kippt dieses in seine parallele Signalfolge 10 0 0, was einer BCD-codter- Grundstellung, Das auf der Leitung 45 nunmehr erten »8« entspricht, auftritt scheinende »0«-Signal zeigt an, daß keine ordnungs-

Die Ausgänge der beiden Verknüpfungsstufen 15 50 gemäße Nutzung der Maschine stattfindet. Die Ma- und 16 sind in einer Ausgangsstufe 39 zusammen- schine wird extrem stark genutzt, gefaßt. Diese enthält ein dem Ausgang des UND- Bei einer Verringerung der Anzahl der pro Zeit-

Gatters 17 zugeordnetes Flipflop 40, dessen Normal- einheit in den Einheitenzähler 1 eingegebenen Impulausgang mit einem UND-Gatter 41 verbunden ist, sen um einen bestimmten Wert — es seien wiederum und ein dem Ausgang des UND-Gatters 18 zugeord- 55 drei Impulse angenommen —, erreicht der Zähler 12 netes Flipflop 42, dessen Komplementärausgang eben- nach acht Taktimpulsen den eingestellten Mindestfalls am UND-Gatter 41 liegt. Der dritte UND- inhalt — das Flipflop 42 wird gekippt und gibt ein Gatter-Eingang ist an den Komplementärausgang des »1 «-Signal ab — und nach weiteren vier Taktimpul-Monoflops 38 angeschlossen. Der Ausgang des UND- sen den eingestellten Maximalinhalt, so daß auch das Gatters 41 steht einmal unmittelbar mit dem Setzein- 60 Flipflop 40 kippt und infolgedessen ein »0«-SignaI gang eines Flipflops 43 und zum anderen über ein abgibt Werden nun die beiden Monoflops 37 und 38 Negationsglied 44 mit dem Löscheingang des Flip- durch einen vom Einheitenzähler 1 kommenden Überflops 43 in Verbindung. Am Komplementärausgang tragimpuls gekippt, so ist die Konjunktion am TJND-des Flipflops 43 ist eine Leitung 45 angeschlossen, Gatter 41 nicht erfüllt, und das Flipflop 43 wird, über die das jeweilige Nutzungszustandssignal ab- 65 ebenso wie auch der Zähler 12 und die Flipflops 40 gegeben wird. Die Löscheingänge der beiden Flip- und 42, gelöscht. Auf der Leitung 45 erscheint ein flops 40 und 42 liegen am Ausgang des Mono- »0«-Signal, das keine ordnungsgemäße Nutzung an-

flops 37. zeigt

Hierzu 1 Blatt Zeichn?;ngen

Claims (2)

ι 2 ν Patentansnrünh«. sind mit Anzeigemitteln for die verschiedenen BePatentansprüche. triebszustSnde 3er ihnen zugeordneten Maschin

1. Einrichtung zum Ermitteln des Nutzungs- und mit Schaltraitteln zum Einstellen gewünschter zustande« einer Insbesondere an einer Daten- Betriebszustände und anderer fertigungswesentlicher

* erfassuagsanlage angeschlossenen Produktions- 5 Daten, wie Auftragsnummer, Personalnummer,

maschine, mit einem Erabeltenzähler, dem nach Lobnart usw., verseben.

jeweils einer produzierten Einheit von der Pro- Im allgemeinen interessiert bei der Erfassung von duktionsraascnrae ein ErabeitenzähUmpuIs züge- Betriebsmittel- und Fertigungsdaten einer Produkführt wird, einem voreinstellbaren, mit einer tionsraaschine die Nutzungszeit und der Nutzungskonstanten Impulsfolge pro Zeiteinheit gespeisten w zustand der Maschine. Die Ermittlung des Nutzungs-Zähler, sowie einer Ausgangsstufe, die bei Er- zustandes ist hauptsächlich zur Sperrung und Freireichen eines in der Zähleinrichtung vorerage- gäbe bestimmter Betriebsarten, also für die Datenstellten Grenzwertes eine Signaländerung erzeugt, erfassungsanlage unmittelbar, erforderlich, die der dadurch gekennzeichnet, daß der von Nutzungszeit zur Bestimmung des Nutzungsgrades der Impulsfolge (4) beaufschlagte Zähler (12) »5 — dies ist das Verhältnis der Summe der Nutzungsaus η (η = 1,2,3... m) Zählstufen (13, 14) bj- zeiten zur Gesamtbetriebszeit der Maschine — und steht, denen mindestens eine aus einem oder damit zur optimalen Ausnutzung des Maschinenmehreren UND-Gattern (17, 18) aufgebaute parks. Da alle Daten zeitabhängig erfaßt werden, Verknüpfungsstufe (15, 16) nachgeschaltet ist, kann man sich auf die Erfassung des jeweiligen deren Eingänge über Umschalter (19 bis 34) so Nutzungszustandes beschränken,
wahlweise an die Ausgänge der Zählstufen (13, Zur Ermittlung des Nutzungszustandes einer Pro-14) oder an eine »1 «-Signal führende Leitung duktionsmaschine können die den einzelnen produ-(35) anschaltbar sind, derart, daß jede Verknüp- zierten Einheiten, wie Stückzahl, Länge, Gewicht fungsstufe (15, 16) beim Erreichen bestimmter, od. dgl., entsprechenden Impulse, die in den Eindurch die Stellung der Umschalter (19 bis 34) 35 heitenzähler der Datenerfassungsanlage gegeben vorgegebener Zählwerte der Zählstufen (13, 14) werden, einem Integrierglied zugeführt werden, erfüllt ist und einen Impuls an die Ausgangsstufe dessen Ausgangsspannung mit einem vorgegebenen (39) abgibt, und daß der Hinheitenzähler(l) nach Spannungswert, verglichen wird. Ein über der Vereiner vorgegebenen Anzahl von Einheitenzähl- gleichsspannung liegender Spannungsmittelwert kann impulsen (9) einen Löschimpuls an den mit der 30 dann als Kriterium für eine Nutzung, ein unter der Zeitimpulsfolge (4) beaufschlagten Zähler (12) Vergleichsspannung liegender Spannungsmittelwert liefert. als Kriterium für Nichtnutzen herangezogen werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Eine derartige, analog arbeitende Einrichtung ist kennzeichnet, daß zwei V erknüpfungsstufen (15, jedoch in erheblichem Umfang von Schwankungen 16) vorgesehen sind, eiere mit den Umschaltern 35 der Vergleichsspannung und der Umgebungstempe-(19 bis 34) beschaltete Eingänge parallel ge- ratur abhängig und daher relativ ungenau. Zudem schaltet sind, wobei die der einen Verknüpfungs- kann eine den jeweiligen Erfordernissen angepaßte stufe (15) zugeordneten Umschalter (19 bis 26) Einstellung der Einrichtung nur von entsprechend zur Vorgabe eines Höchstzählwertes und die der ausgebildetem Personal vorgenommen werden,
anderen Verknüpfungsstufe (16) zugeordneten ν Des weiteren ist eine Errichtung zum Ermitteln Umschalter (27 bis 34) zur Vorgabe eines Min- des Nutzungsgrades mehrerer Produklionsmaschinen destzählwertes vorgesehen sind. bekannt, die einen von einem Taktgeber gespeisten

Zähler und eine einen Vorwahlzähler und einen

Normalzähler enthaltende Zähleinrichtung enthält,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung 45 die über eine vom Taktgeber gesteuerte Abfragecinzum Ermitteln des Nutzungszustandes einer insbe- heit und jeweils einen einer Produktionsmaschine zusondere an einer Datenerfassungsanlage angeschlos- geordneten Schalter an positives Potential anschließsenen Produktionsmaschine, mit einem Einheiten- bar ist. Die Ausgänge des vom Taktgeber gespeisten zähler, dem nach jeweils einer produzierten Einheit Zählers und die der Zähleinrichtung sind an einen von der Produktionsmaschine ein Einheitenzähl- 50 Rechner angeschlossen, in dessen Ausgang ein weiimpuls zugeführt wird, einem voreinstellbaren, mit terer Zähler zur Anzeige des Nutzungsgrades liegt, einer konstanten Impulsfolge pro Zeiteinheit ge- Nach Einstellung der Zahl der zu überwachenden speisten Zähler, sowie einer Ausgangsstufe, die bei Produktionsmaschinen am Vorwahlzähler, laufen auf Erreichen eines in der Zähleinrichtung voreingestell- den mit dem Taktgeber verbundenen Zähler die Anten Grenzwertes eine Signaländerung erzeugt. 55 zahl der Abfragungen auf, während der Normal-

Um Stückzahlen, Maschinenlaufzeiten, Arbeits- zähler der Zähleinrichtung die vom Vorwahlzähler stunden, Reparaturzeiten und andere Betriebsmittel- weitergegebene Anzahl der produktiven Maschinen und Fertigungsdaten schnell und genau erfassen zu speichert. Eine derartige Einrichtung hat den Nachkönnen, werden häufig Produktionsmaschinen an teil, daß sie bauteilaufwendig und teuer ist und nur digitale Datenerfassungsanlagen angeschlossen, die 60 den Betrieb der jeweiligen Maschine anzeigt, nicht die gewünschten Daten aufnehmen und sie auf jedoch, ob diese auch wirklich produziert, maschinenlesbare Datenträger übertragen. Diese Bei einer anderen bekannten Einrichtung ist ein digitalen Datenerfassungsanlagen bestehen im allge- erster Zähler, der von der zu überwachenden meinen aus einem oder mehreren, den einzelnen Maschine oder von den von ihr produzierten Ein-Maschinen zugeordneten Bedienpulten und einer 65 heiten gesteuert wird, und ein zweiter Zähler vorZentraleinheit, an die die von den Bedienpulten gesehen, der von einem Taktgeber gesteuert wird, erfaßten Daten abgegeben werden und die diese Beide Zähler wirken auf ein Differentialgetriebe, das Daten weiterverarbeitet. Die einzelnen Bedienpulte einen Differenzzähler antreibt. Der Differenzzähler