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Signalvorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Steuer--
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signalen für eine Steuervorrichtung einer Presse Die Erfindung bezieht
sich auf eine Signalvorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen für
eine Steuervorrichtung einer Presse mit einem auf- und abbewegbaren Stößel, wobei
die Steuersignale in Abhängigkeit vom Weg des Stößels erzeugt werden. Die Presse
dient zum Stanzen, Tiefziehen oder dergleichen von Werkstücken und weist einen hydraulischen
oder mechanischen Antrieb für den Stößel auf.
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Eine solche Signalvorrichtung ist bekannt. Sie speist die Steuervorrichtung
der Presse mit vom Weg des Stößels abhängigen Steuersignalen, die von der Steuervorrichtung
logisch so ausgewertet werden, daß die Presse das gewünschte Arbeits-
spiel
ausführt. Beispielsweise wird ein erstes Steuersignal erzeugt, wenn sich der Stößel
an seinem oberen Totpunkt befindet. Dieses erste Steuersignal zeigt an, daß das
vorangehende Arbeitsspiel beendet ist und daß eine der Voraussetzungen für den Beginn
des folgenden Arbeitsspiels erfüllt ist.
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Ein zweites Steuersignal wird während des Abwärtsganges des Stößels
an einer bestimmten Stelle des Stößelweges erzeugt und von der Steuervorrichtung
der Presse dahingehend ausgewertet, daß vom Eilgang auf den Arbeitsgang umgeschaltet
wird, d.h. die Stößelgeschwindigkeit verringert wird. Ein drittes Steuersignal wird
am unteren Totpunkt des Stößelweges erzeugt und zeigt an, daß der Abwärtsgang des
Stößels beendet ist.
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Während des folgenden Aufwärtsganges wird ein viertes Steuersignal
erzeugt, aufgrund dessen die Steuervorrichtung beispielsweise eine Ausblas- oder
Ausstoßvorrichtung ansteuert, die das bearbeitete Werkstück aus dem Pressenwerkzeug
entfernt. Ferner wird während des Aufwärtsganges ein fünftes Steuersignal erzeugt,
aufgrund dessen die Steuervorrichtung eine Einlegevorrichtung ansteuert, die einen
Werkstückrohling in das Pressenwerkzeug einlegt.
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Bei der bekannten Signalvorrichtung ist einstellbar, an welcher Stelle
des Stößelweges die Steuersignale erzeugt werden, damit die Presse jeweils auf die
Eigenschaften des Werkstücks, des Pressenwerkzeugs, der Einlegevorrichtung und der
Ausblasvorrichtung eingerichtet werden kann. Die bekannte Signalvorrichtung weist
zu diesem Zweck eine der Anzahl der gewünschten Steuersignale entsprechende Anzahl
von Initiatoren auf, die beispielsweise als berührungslose Schalter in Form von
Reedschaltern ausgebildet sind. In der Stirnseite des Pressengestells sind in Bewegungsrichtung
des Stößels verlaufende Schlitze ausgebildet, entlang denen die Initiatoren verschoben
und an gewünschter Stelle festgelegt werden können. Der Stößel führt bei seiner
Bewegung Nocken mit, die an den Initiatoren vorbeistreichen und auf diese Weise
in Abhängigkeit
vom Weg des Stößels die Initiatoren erregen und
die Steuersignale auslösen.
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Die herkömmliche Signalvorrichtung hat mehrere Nachteile. Die Anzahl
der erzeugbaren Steuersignale ist begrenzt durch die Einbaumöglichkeiten der Initiatoren
in das Pressengestell. Im Pressengestell, bei dem es sich in der Regel um ein schweres
und teures Gußstück handelt, wird Einbauraum für die Signalvorrichtung benötigt.
Die Initiatoren sind den auf das Pressengestell wirkenden Stoßbeanspruchungen ausgesetzt,
so daß die Gefahr des Versagens erhöht ist. Besonders schwerwiegend ist der Nachteil,
daß eine genaue Einstellung der Initiatoren auf vorgebene Positionen am Stößelweg
nicht ohne weiteres möglich ist. Zwar ist es möglich und bekannt, entlang den Schlitzen
für die Initiatoren Skalen vorzusehen und jeden Initiator auf einen bestimmten Skalenwert
einzustellen. Dadurch ist jedoch nicht gewährleistet, daß das Steuersignal tatsächlich
nach dem an der Skala eingestellten Weg ausgelöst wird, weil der Zeitpunkt, zu dem
die Nocke den Initiator betätigt, und somit der diesem Zeitpunkt zugeordnete Stößelweg
in gewissen Grenzen undefiniert ist. Beim Einrichten der Presse reicht es somit
nicht, die einzelnen Initiatoren in für die durchzuführende Bearbeitung vorgegebene
Stellungen zu bringen. Vielmehr müssen wiederholt Probeläufe durchgeführt werden
und aufgrund von deren Ergebnis die Stellungen der Initiatoren korrigiert werden.
Auch dann bleibt noch unbekannt, bei welchen Stößelstellungen die einzelnen Steuersignale
ausgelöst werden. Zudem ermöglicht die herkömmliche Signalvorrichtung nicht, beim
Einrichten gezielt den Nachlauf des Stößels, d.h. dessen Bewegung über den unteren
Totpunkt hinaus, zu berücksichtigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Signalvorrichtung
derart auszubilden, daß sie eine genaue Zuordnung der Steuersignale zu vorgegebenen
Stößelstellungen
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wegme3-fehler,
der ein dem Stößelweg entsprechendes elektrisches Wegsignal liefert, mehrere voneinander
unabhängige, einstellbare Vorwähler, die jeweils ein elektrisches Vorwahlsignal
liefern, mehrere Vergleicher, von denen jeweils einer jedem Vorwähler nachgeschaltet
ist und die jeweils mit dem Wegsignal und dem Vorwahlsignal des zugehörigen Vorwählers
gespeist werden, diese Signale vergleichen und ein logisches Ausgangssignal als
Steuersignal liefern, und eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Wegsignals und
der Vorwahlsignale.
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Die erfindungsgemäße Signalvorrichtung erzeugt mittels des Wegmeßfühlers
ständig ein dem Stößelweg entsprechendes, elektrisches Wegsignal, so daß immer ein
genaues Maß für die Stößel stellung vorliegt. Dieses Wegsignal ermöglicht einerseits
für alle Stößel stellungen eine Anzeige des Stößelweges mittels der Anzeigeeinrichtung
und andererseits einen Vergleich mit den an den Vorwählern eingestellten Vorwahlsignalen,
so daß die Steuersignale von den Vergleichern genau zu den Zeitpunkten erzeugt werden,
zu denen der Stößel den an den Vorwählern eingestellten Stößelweg zurückgelegt hat.
Dadurch ist das Einrichten der Signalvorrichtung bzw. der Presse wesentlich vereinfacht
und Reproduzierbarkeit bestimmter Einstellungen gewährleistet. Ein weiterer Vorteil
der erfindungsgemäßen Signalvorrichtung besteht darin, daß sie an der Anzeigeeinrichtung
die Ablesung des Stößelweges an jeder beliebigen Stelle desselben ermöglicht. Beispielsweise
kann der Nachlauf des Stößels abgelesen werden, so daß sich eine herkömmliche Nachlaufüberwachung
erübrigt und so daß der Nachlauf gezielt bei der Einstellung der Vorwahlsignale£
beispielsweise der Einstellung des Steuersi,nals für den unteren Totpunkt und des
Steuersignals für den Übergang vom Eilgang zum. Arbeitsgang, berücksichtigt werden
kann. Ein weiterer Vorteil der
erfindungsgemäßen Signalvorrichtung
besteht darin, daß lediglich der Wegmeßfühler unmittelbar an der Presse angeordnet
zu sein braucht, die übrigen Elemente der Signalvorrichtung jedoch getrennt von
der Presse angeordnet werden können, so daß sie nicht der mechanischen Beanspruchung
durch die Presse aQsgesetzt sind. Darüberhinaus erfordert die erfindungsgemäße Signalvorrichtung
keinen Einbauraum am Pressengestell, so daß dieses einfacher ausgebildet werden
kann. Wegen der räumlichen Unabhängigkeit der Signalvorrichtung von der Presse ist
es wesentlich einfacher möglich, von der Signalvorrichtung mehr verschiedene Steuersignale
erzeugen zu lassen, als bei der herkömmlichen Signalvorrichtung, da für jedes zusätzlich
gewünschte Steuersignal lediglich ein weiterer Vorwähler und ein weiterer Vergleicher
vorgesehen norden müssen. Dies ermöglicht auf einfache Weise, von der Signalvorrichtung
zusätzliche Funktionen auslösen zu lassen. Beispielsweise kann sie Steuersignale
für mehrfachen Wechsel zwischen Eilgang und Arbeitsgang - und nicht nur für einfachen
Wechsel zwischen Eilgang und Arbeitsgang - liefern. Ferner liefert sie vorzugsweise
ein zusätzliches Steuersignal, durch das die Schnittschlagdämpfung ausgelöst werden
kann, sofern die Presse mit einer Schnittschlagdämpfungsvorrichtung ausgerüstet
ist.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
die Anzeigeeinrichtung einen Kanalwähler, der an den Wegmeßfühler und alle Vorwähler
angeschlossen ist, und ein Anzeigegerät umfaßt, das das am Kanalwähler gewählte
Vorwahl signal oder Wegsignal anzeigt und vorzugsweise als Digitalvoltmeter ausgebildet
ist. In bevorzugter Ausbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Vorwähler
als Drehpotentiometer ausgebildet sind. Mittels des Drehpotentiometers braucht dann
lediglich eine für ein bestimmtes Steuersignal vorgegebene Stößelstellung eingestellt
zu werden, die bei entsprechender Eichung des Digitalvoltmeters direkt beispielsweise
in "mm" am Anzeigegerät abgelesen werden kann.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung sann ferner vorgesehen sein,
daß der Wegmeßfühler ein Linearpotentiometer ist, dessen eines seiner beiden relativ
zueinander bewegbaren Elemente am Stößel oder einem zusammen mit diesem bewegten
Teil befestigt ist und dessen anderes der relativ zueinander bewegbaren Elemente
an der Presse gerätefest gehalten ist. Die einzigen an der Presse erforderlichen
Maßnahmen beschränken sich in diesem Fall darauf, das eine Element am Stößel oder
einem zusammen mit diesem bewegten Teil zu befestigen und für das andere Element
eine gerätefeste Anlenkung oder einen gerätefesten Anschlay vorzusehen. Wenn von
der Signalvorrichtung mehr Funktionen ausgelöst werden sollen, als dies für eine
bestimmte Presse ursprünglich vorgesehen war, so erfordert dies lediglich eine Erweiterung
oder einen Austausch der Signalvorrichtung, nicht jedoch irgendwelche Änderungen
an der Presse. Bei der herkömmlichen SignaLvorrichtung ist eine nachträgliche Funktionserweiterung
nicht möglich.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein,
daß jedem Vergleicher eine Steuersignalanzeige nachgeschaltet ist und daß ein mit
allen Steuersignalen gespeistes Überwachungsgerät bei Auftreten eines gewählten,
einem bestimmten Betriebszustand der Presse zugeordneten Steuersignalsalle übrigen
Steuersignale mit ihren dem bestimmten Betriebszustand zugeordneten Normalwerten
vergleicht und bei fehlender Übereinstimmung ein Fehlersignal liefert.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Signalvorrichtung wird
im folgenden unter Bezugnahme auf die einzige Figur erläutert, die ein Blockschaltbild
einer Signalvorrichtung zeigt.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Signalvorrichtung
acht identisch aufgebaute Signalblöcke auf, von denen in der Figur lediglich einer
gestrichelt umrandet und mit dem Bezugszeichen 2 versehen ist. Im Hinblick darauf,
daß die übrigen sieben Signalblöcke identischen Aufbau wie der Signalblock 2 haben,
wird im folgenden nur der Signalblock 2 ausführlicher erläutert. Jeder der Signalblöcke
liefert ein Steuersignal, so daß das dargestellte Ausführungsbeispiel der Signalvorrichtung
insgesamt acht voneinander unabhängige Steuersignale erzeugt.
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Zum Signalblock 2 gehört ein einstellbarer Vorwähler 4, der beispielsweise
als Drehpotentiometer ausgebildet ist und ausgangsseitig ein elektrisches Vorwahlsignal
liefert. Da dieses Vorwahlsignal dem Wert entspricht, bei dem der Signalblock 2
sein Steuersignal liefern soll, stellt der Vorwähler 4 einen Sollwertgeber dar.
Das Signal vom Vorwähler 4 wird auf einen Eingang eines Vergleichers 6 gegeben.
Auf den anderen Eingang des Vergleichers 6 wird ein Wegsignal gegeben, das von einem
Wegmeßfühler 8 geliefert und von einem Verstärker 10 verstärkt wird. Der Wegmeßfühler
ist beispielsweise als Linearpotentiometer ausgebildet, das gerätefest an einem
Pressengestell befestigt ist und dessen Schieber elastisch gegen einen mit dem Stößel
der Presse mitgeführten Anschlag gedrückt wird. Die Ausgangsspannung des Wegmeßfühlers
8 ist proportional zum Stößelweg und wird vom Verstärker 10 zum Wegsignal verstärkt.
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Der Vergleicher 6 vergleicht das angelegte Vorwahlsignal und das angelegte
Wegsignal. Sein logischer Ausgang ändert sich, wenn eines der beiden angelegten
Signale größer als das andere wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 6 ist das
Steuersignal, das genau zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem das Wegsignal und
das Vorwahlsignal gleich werden, so da3 das Steuersignal genau bei der vorgewählten
Stellung des Stößels erzeugt wird.
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Dem Vergleicher 6 ist ein Verstärker 12 nachgeschaltet, der das Steuersignal
verstärkt. Das verstärkte Steuersignal wird auf einen der Eingänge, beim dargestellten
Ausführungsbeispiel auf den Eingang S1, einer Steuervorrichtung 14 gegeben, auf
deren übrige Eingänge S2 bis S8 die von den übrigen sieben Signalblöcken gelieferten
Steuersignale gegeben werden.
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Die Steuervorrichtung 14 verarbeitet die angelegten acht Steuersignale
logisch zur Steuerung der Presse aufgrund der angelegten Steuersignale, wobei es
auf die genaue Ausbildung der Steuervorrichtung zur Erläuterung der Signalvorrichtung
hier nicht ankommt.
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Zum Signalblock 2 gehört ferner eine Steuersignalanzeige, die aus
einem Optokoppler 16 sowie einer Leuchtdiode 18 besteht.
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Der Optokoppler bewirkt eine Potentialtrennung und Verstärkung des
Steuersignals in der Weise, daß er die Leuchtdiode 18 speisen kann. Die Steuersignalanzeige
ermöglicht eine laufende Überwachung, ob das jeweilige Steuersignal erzeugt worden
ist oder nicht.
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Sämtliche acht Steuersignale werden ferner auf ein antivalentes Überwachungsgerät
20 gegeben. Einem bestimmten Betriebszustand der Presse sind bestimmte Normalwerte
der Steuersignale zugeordnet. Dies gilt beispielsweise für den Zustand, daß sich
der Stößel am oberen Totpunkt befindet. Bei Auftreten des dem oberen Totpunkt zugeordneten
Steuersignals vergleicht das Überwachungsgerät 20 alle übrigen Steuersignale mit
ihren Normalwerten und liefert ausgangsseitig dann, wenn zumindest eines der Steuersignale
nicht mit seinem Normalwert übereinstimmt, ein Fehlersignal Q; andernfalls liefert
das Überwachungsgerät das antivalente Signal Q.
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Die Vorwahlsignale aller Vorwähler 4 werden auf einen Kanalwähler
22 gegeben, auf den ferner das Wegsignal nach dem Verstärker 10 gegeben wird. An
den Kanalwähler 22 ist ein als
Digitalvoltmeter ausgebildetes Anzeigegerät
24 angeschlossen.
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Am Kanalwähler 22 kann gewählt werden, welcher seiner Eingänge mit
seinem Ausgang verbunden wird, so daß auf diese Weise eines der Vorwahlsignale oder
das Wegsignal vom Anzeigegerät 24 angezeigt wird.
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Alle Signalblöcke, das Überwachungsgerät 20, der Kanalwähler 22 und
das Anzeigegerät 24 sowie die nicht dargestellte Stromversorgung der Signalvorrichtung
können zu Einem Gerät zusammengefaßt und getrennt von der Presse angeordnet werden.
An den Vorwählern 4 werden die den einzelneii Steuersignalen zugeordneten Vorwahlsignale
bzw. Sollwerte eingestellt, wobei jeweils am Kanalwähler 22 der Vorwähler, der gerade
eingestellt wird, auf das Anzeigegerät 24 geschaltet wird, so daß die Einstellung
am Anzeigegerät 24 überwacht werden kann. Im Betrieb erfolgt eine ständige selbsttätige
Kontrolle durch das Überwachungsgerät 20. Zusätzlich ist jederzeit eine optische
Kontrolle durch die aus den Optokopplern und Leuchtdioden bestehenden Steuersignalanzeigen
möglich. Wenn der Wegmeßfühler 8 mittels des Kanalwählers 22 auf das Anzeigegerät
24 geschaltet ist, zeigt dieses den Weg bzw. die Stellung des Stößels an. Dies ermöglicht
insbesondere eine genaue Ablesung der Endlagen des Stößels und somit beispielsweise
eine Nachlaufüberwachung.