-
Verfahren zum Betreiben einer Mehrzahl von unmittelbar
-
zueinander benachbart an einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer
Nähmaschine, angeordneten Lichtschrankenanordnungen und Schaltungsanordnung zur
Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung-des Verfahrens nach
dem Oberbegriff von Anspruch 3.
-
An Arbeitsmaschinen, z.B. Nähmaschinen, werden Lichtschranken zur
Steuerung des Arbeitsablaufs eingesetzt.
-
Derartige Lichtschranken umfassen jeweils einen Sender, der einen
Lichtstrahl abgibt, und einen diesen empfangenden Empfänger. Bei Lichtschranken
neuerer Bauart bestehen Sender und Empfänger aus opto-elektronischen Bauelementen.
Diese opto-elektronischen Bauelemente lassen sich mit verhältnismäßig hoher Frequenz
impulsartig betreiben, so daß ib Verbindung mit einer entsprechenden Auswerteelektronik
einerseits -sehr scharfe, definierte
Auslösesignale erhalten werden
können und andererseits systembedingte Änderungen des Lichtstrahls nicht zur fehlerhaften
Abgabe von Auslöseimpulsen führen. Sender und Empfänger derartiger Lichtschranken
können entweder in Reflexionsstellung gegenüber einer reflektierenden Ebene angeordnet
sein, wobei eine Änderung der Intensität des reflektierten Lichtstrahls durch ein
auf die Reflexionsebene gebrachtes Werkstück herbeiführt wird, oder Sender und Empfänger
können einander gegenüber angeordnet werden, wobei dann der Lichtstrahl, z.B.
-
durch ein hindurchbewegtes Werkstück, unterbrochen oder geschwächt
wird.
-
Bei manchen Anwendungsbereichen ergibt sich die Notwendigkeit, derartige
Lichtschranken in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander anzuordnen. Hierdurch entsteht
die Gefahr, daß das Licht einer Lichtschranke den Empfänger einer anderen Lichtschranke
erreicht, so daß die Funktionssicherheit jeder einzelnen Lichtschranke hierdurch
beeinträchtigt wird. Darüber hinaus sind durch das Erfordernis einer engen Nebeneinanderanordnung
mehrerer Lichtschranken die Möglichkeiten, Störlicht durch optische Einrichtungen
auszuschalten, welche ihrerseits einen bestimmten Raum beanspruchen, sehr begrenzt.
-
Bei Nähmaschinen ist es, wie z.B. aus der DE-OS 32 16 993, bekannt,
eine Mehrzahl von Lichtschranken eng beieinander anzuordnen, um hierdurch eine Werkstückkante
möglichst exakt zu erfassen, um einen Eckenstich präzise positionieren oder den
Schwenkwinkel des Werkstücks ermitteln zu können. Weiterhin können durch jeweils
separate Lichtschranken die Einbringung eines in Bezug auf
die Werkstückkante
definierten Einschnitts durch die Betätigung eines Querschneiders gesteuert werden.
-
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Schaltungsanordnung -zur Durchführung dieses Verfahrens zu-schaffen; wodurch
es möglich ist, bei einer Mehrzahl aus opto-elektronischen Bauelementen aufgebauter
Lichtschranken ein zuverlässi-ges Ansprechen jeder einzelnen derselben zu erzielen
und .insbesondere eine Beeinflussung durch benachbarte Lichtschranken auszu-schalten.
-
-Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1. Durch das Ansteuern der einzelnen Sender durch zeitlich gegeneinander
versetzte Impulse wird einerseits der grundsätzliche Vorteil der Verwendung einer
Impulstechnik für jede einzelne Lichtschranke gewahrt und andererseits sichergestellt,
daß die Funktionsweise einer bestimmten Lichtschranke nicht durch Streulicht od.dgl.
einer benachbarten Lichtschranke gestört wird. Dabei ermöglicht es die Verwendung
opto-elektronischer Bauelemente, daß jede Lichtschranke nur einen sehr beschränkten
Raum beansprucht und die Lichtschranken deshalb entsprechend einer gewünschten zeitlichen
Signal abfolge zur Steuerung kurz aufeinanderfolgender Vorgänge an einem bewegten
Werkstück herangezogen werden können.
-
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird sichergestellt, daß eine
zuverlässige, sich nicht überlappende Zuteilung der Sendeimpulse an die einzelnen
Sender erfolgt.
-
Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Schaltungsanordnung
gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 3.
-
Die danach vorgesehene Impuls-Generator-Anordnung umfaßt einen Impuls-Generator
und eine Anordnung zur Zuteilung aufeinanderfolgender Impulse oder Impulsreihen
an die einzelnen Sender, so daß in jedem Fall sichergestellt ist, daß zu jedem Zeitpunkt
-jeweils nur ein Sender Licht aussendet. Hierzu kann grundsätzlich vorgesehen sein,
daß die Impuls-Generator-Anordnung einen Impulsgenerator für jede Lichtschranke
umfaßt, wobei die Impulsgeneratoren über einen Taktgeber so synchronisiert sind,
daß die einzelnen Impulse zeitlich gegeneinander versetzt an die verschiedenen Sender
abgegeben werden.
-
Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch
4. Hierdurch ist für eine Mehrzahl von Lichtschranken lediglich ein Impuls-Generator
erforderlich, wobei die Impulse dieses Impuls-Generators über eine Zuteilungs-Anordnung
den einzelnen Sendern zugeteilt werden.
-
Nach Anspruch 5 umfaßt die Zuteilungs-Anordnung einen Zähler. Hierbei
handelt es sich um einen Zähler im weitesten Sinne des Wortes. Dieser Zähler kann
nach Art eines Taktverteilers aufgebaut sein oder so arbeiten, daß er beim Eintreffen
eines Impulses solange ein Signal an einem ersten Ausgang anstehen läßt, bisein
nächster Impuls eintrifft, wodurch dann ein Signal am nächsten Zählerausgang bis
zum Eintreffen eines weiteren Impulses anliegt usw.
-
Bei der letztgenannten Ausführungsform ist insbesondere eine Ausgestaltung
nach Anspruch 6 vorteilhaft, da hierdurch erreicht wird, daß der Zähler zuverlässig
wieder zurückgesetzt werden kann.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der
Zeichnung.
-
Dabei zeigen Fig. 1 eine Nähmaschine mit drei einander unmittelbar
benachbart angeordneten Reflex-Lichtschranken, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer
erfindungsgemäßen Schaltanordnung, und Fig. 3 Impulsdiagramme der auftretenden Impulse.
-
Eine in Fig. 1 als Beispiel für eine in Betracht kommende Arbeitsmaschine
dargestellte Nähmaschine 1 ist auf einer Arbeitsplatte 2 ebenso wie eine elektronische
Steuerung lo befestigt. Die elektronische Steuerung lo weist ein Stromversorgungskabel
12 und ein Ausgangskabel 11 auf. An der Nähmaschine 1 sind über einen Träger 9 drei
Reflex-Lichtschranken 6, 7, 8 befestigt, welche über das Kabel 11 einzeln mit der
elektronischen Steuerung lo verbunden sind.
-
Die Nähmaschine 1 weist weiterhin im Bereich ihrer Grundplatte ein
Vorschubelement 5 auf, durch welches ein auf der Arbeitsplatte 2 aufliegendes Werkstück
4 durch eine Stichbildestelle 3 der Nähmaschine 1 hindurchgeführt wird
Die
in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung umfaßt einen Impuls-Generator 13, welcher
eine fortlaufende Reihe von Rechtecksimpulsen 14, 15, 16, wovon schematisch drei
dargestellt sind, erzeugt. Über eine Leitung 17 ist dem Impuls-Generator 13 ein
Zähler 18 nachgeordnet. Dieser Zähler 18 ist in an sich bekannter Weise so aufgebaut,
daß beim Eintreffen eines ersten Impulses 14 solange ein Ausgangssignal an der Ausgangsleitung
19 liegt, bis ein nächster Impuls 15 eintrifft, durch welchen der Zähler 18 so umgeschaltet
wird, daß nun ein Ausgangssignal auf der Leitung 20 liegt, bis ein dritter Impuls
16 eintrifft, durch welchen eine Umschaltung auf die Ausgangsleitung 21 ausgelöst
wird. Nach dem Durchschalten des Zählers über die Schaltzustände 0-1-2 erfolgt ein
Zurücksetzen auf den Schaltzustand o usw.
-
Jedem Ausgang des Zählers 18 ist über die Leitung 19 bzw. 20 bzw.
21 ein UND-Logikelement 22 bzw. 23 bzw. 24 nachgeschaltet. Der jeweils andere Eingang
27, 28, 29 dieser UND-Logikelemente 22, 23, 24 ist mit einer Verzögerungsschaltung
26 verbunden, deren Eingang über die Leitung 25 mit der Leitung 17 verbunden ist,
so daß die Verzögerungsschaltung 26 parallel zum Zähler 18 dem Impuls-Generator
13 nachgeordnet ist.
-
Die Ausgänge der UND-Logikelemente 22, 23, 24 sind mit opto-elektronischen
Sendern 30, 31, 32 der Lichtschranken-6, 7, 8 verbunden. Jedem Sender 30, 31, 32
ist in Reflexionsstellung ein opto-elektronischer Empfänger 33, 34, 35 zugeordnet.
Die Ausgänge dieser Empfänger sind über Leitungen 36 mit Auswerte-Anordnungen 37,
38, 39 verbunden, welche ihrerseits wieder in an sich bekannter Weise - wie in der
Zeichnung
tricpnktiert angedeutet - mit den Eingangen der Sender
30, 31, 32 verbunden sind.
-
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf das Impuls-Diagramm in.Fig. 3 beschrieben. Dabei ist jeweils
an der Abszisse die Zeit t in Millisekunden und an der Ordinate die Spannung U in
Volt aufgetragen.
-
Die von dem Impulsgenerator 13 erzeugten Rechteckimpulse 14, 15, 16
(bzw. 14a usw.) erscheinen in den Ausgangsleitungen 19, 20, 21 als länger anstehende
Schaltsignale 43, 44, 45. D.h. diese Signale stehen vom Beginn des Eintreffen eines
Impulses bis zum Eintreffen des nächsten Impulses an einer der Leitung 19, 20, 21
an, wobei dann beim Eintreffen des nächsten Impulses 14, 15, 16 eine Umschaltung
auf die jeweils nächste Leitung 19, 20, 2i erfolgt. Die Schaltsignale 43, 44, 45
werden also je nach Schaltzustand des Zählers 18 zeitlich versetzt an die UND-Logikelemente
22, 23, 24 abgegeben.
-
Die über die Verzögerungsschaltung 26 geführten Impulse 14, 15, 16
werden durch diese zeitlich verzögert und in ihrer Länge verkürzt weitergeleitet
und auf die jeweils ande-ren Eingänge 27, 28, 29 der UND-Logikelemente 22, 23, 24
gegeben. Die in Fig. 3 eingezeichnete und mit tl bezeichnete Verzögerungszeit, welche
durch die Verzögerungsschaltung 26 bedingt ist, ermöglichst es, daß der'Zähler 18
nach Erreichen seines höchsten Schaltzustandes, im Ausführungsbeispiel des Schaltzustandes
2, auf den Schaltzustand o zurückgesetzt werden kann, so daß hierdurch eine zuverlässige
Impulszuteilung durch den Zähler 18 gewährleistet ist.
-
Die Schaltsignale 43, 44, 45 werden in den UND-Logikelementen 22,
23, 24 mit den verzögerten Impulsen 46, 47, 48 so verknüpft, daß den Sendern 30,
31, 32 zeitlich versetzte Ausgangsimpulse 49, 50, 51 zugeführt werden.
-
In den mit den Empfängern 33, 34, 35 über die Leitungen 36 verbundenen
Auswerte-Anordnungen 37, 38, 39 erfolgt in an sich bekannter Weise eine Verknüpfung
der von den Empfängern 33, 34, 35 (in Fig. 3 nicht dargestellten) abgegebenen Impulse
mit den den Sendern 30, 31, 32 zugeführten Impulsen 49, 50, 51.
-
Es wird also durch den dem Impuls-Generator 13 nachgeschalteten Zähler
18 erreicht, daß die vom Impuls-Generator 13 abgegebenen Impulse 14, 15, 16 aufgeteilt
und zeitlich gegeneinander versetzt den Sendern 30, 31, 32 zugeführt werden, so
daß diese bei einer Betriebsfrequenz von 3 MHz des Impuls-Generators 13 mit einer
Frequenz von 1 MHz betrieben werden. Diese zeitlich versetzte Ansteuerung der verschiedenen
Lichtschranken ermöglicht die Verwendung kostengünstiger und kleiner Bauelemente
in enger Nachbarschaft zueinander, wobei sichergestellt ist, daß eine wechselweise
Beeinflussung ausgeschlossen ist.
-
- Leerseite -