DE3855398T2

DE3855398T2 - Schneidapparat

Info

Publication number: DE3855398T2
Application number: DE3855398T
Authority: DE
Inventors: Carl E Bohman; Mark K Chow; John R Mcclure; Richard P Strosser; Marvin G Weaver
Original assignee: Ford New Holland NV
Current assignee: CNH Industrial Belgium NV
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1988-05-03
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2008-05-04
Also published as: EP0511724A3; EP0291216A1; EP0676131A2; EP0511724B1; CA1331044C; EP0706752A1; DE3855399D1; EP0679330A2; EP0676131B2; DE3856522D1; EP0291216B1; EP0676131A3; DE3854873D1; EP0510780A3; EP0676131B1; EP0511724A2; EP0676132B1; DE3855398D1; DE3855400D1; DE3854873T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schneidvorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4. Derartige Vorrichtungen sind aus der FR-A-2 537 832 bekannt.
Die US-A-4 436 248 und die US-A-4 678 130) beschreiben jeweils eine Vorrichtung zur manuellen Einstellung des Scherbalkens in einem Feldhäcksler gegenüber einem rotierenden Schneidkopf oder einer Messertrommel, die eine Vielzahl von Messern trägt. Bei beiden Patentschriften wird die Einstellung dadurch durchgeführt, daß von Hand ein erster oder ein zweiter Knopf gedreht wird, wodurch ein erstes oder ein zweites Ende eines Scherbalkens oder einer Gegenschneide bewegt wird. In der Praxis wird diese Einstellung dadurch ausgeführt, daß die Knöpfe gedreht werden und auf das "Ticken" gehört wird, wenn die rotierenden Schneidklingen mit dem Scherbalken in Berührung kommen. Wenn das "Ticken" zu hören ist, wird der Scherbalken in Rückwärtsrichtung eingestellt, bis das Geräusch nicht mehr hörbar ist. Diese Einstellung ist ungenau, zeitraubend und erfordert, daß die Bedienungsperson den Fahrersitz verläßt, um die Einstellung durchzuführen. Die DE-A-29 26 538 beschreibt eine ähnliche manuelle Einstellung für einen einzigen Scherbalken.
Die DE-A-33 45 749 beschreibt die Verwendung eines Motors zum gleichzeitigen Antrieb von Gestängen, die mit beiden Enden eines Scherbalkens einer Erntemaschine verbunden sind, um automatisch den Scherbalken gegenüber einem rotierenden Schneidkopf einzustellen. Weil beide Gestänge durch einen einzigen Motor angetrieben werden und damit gleichmäßig angetrieben werden, ist es nicht möglich, den Scherbalken automatisch einzustellen, wenn er nicht bereits anfänglich parallel zum Schneidkopf verläuft, und die Paralleleinstellung muß von Hand durchgeführt werden, bevor die automatische Einstellung ausgeführt werden kann. Die DE-A-35 35 902 beschreibt eine ähnliche Anordnung auf der Grundlage eines einzigen in zwei Richtungen antreibbaren Motors und beschreibt weiterhin die Verwendung von optoelektrischen Einrichtungen zur Messung des Spaltes zwischen dem Scherbalken und dem Schneidkopf sowie die Verwendung von Mikroprozessor-Steuereinrichtungen.
In der WO-A-82/01299 wird ein Potential zwischen einem Scherbalken und einem Schneidkopf überwacht, und ein Mikroprozessor steuert einen einzigen Motor zur Einstellung des Scherbalkens. Auch bei dieser Vorrichtung ist es erforderlich, daß eine Parallelität zunächst durch eine manuelle Einstellung hergestellt wird.
Die US-A-4 479 346 beschreibt einen Rasenmäher, bei dem eine automatische Einstellung der Messertrommel und der Gegenschneide durch einen einzigen Elektromotor bewirkt wird. Die Relativstellung der Messertrommel und der Gegenschneide wird durch Überwachungseinrichtungen festgestellt, die zur Überwachung eines elektrischen Stromes betreibbar sind, der zwischen der Messertrommel und der Gegenschneide fließt. Es ist keine Überwachung oder Messung von mechanischen Schwingungen vorgesehen, die sich aus dem Aufprall der Messertrommel auf die Gegenschneide ergeben.
Die deutsche Offenlegungsschrift 30 10 416 beschreibt die Verwendung eines akustischen oder optischen berührungsfreien Sensors zur Überwachung des Spaltes zwischen den festen und den sich bewegenden Klingen bei einer Erntemaschine. Bei dieser Vorrichtung überwacht der Sensor den Spalt zwischen den festen und den sich bewegenden Klingen durch Messen der Nähe der sich bewegenden Klingen, und wenn sich der Spalt über vorgegebene Grenzen hinaus ändert, so wird der Betrieb der Erntemaschine gestoppt. Es sind keine Vorkehrungen getroffen, um das Sensor- Ausgangssignal zur Einstellung des Spaltes zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Ein Klopfer oder ein Aufprallelement kann auf der Scherbalken- Halterung befestigt sein, um in dieser Schwingungen in Abhängigkeit von Impulsen hervorzurufen, die unter der Steuerung eines Mikroprozessors erzeugt werden. Die Schwingungen werden von einem Sensor gemessen, und das resultierende elektrische Signal wird einem Analog-/Digital-Wandler zugeführt, um eine digitale Anzeige des Sensor-Ausgangssignals zu erzeugen. Der Mikroprozessor vergleicht dann die digitale Anzeige mit einem Bezugswert und stoppt den Einstellvorgang, wenn die digitale Anzeige den Bezugswert nicht übersteigt.
Bei einem automatischen Einstellsystem, bei dem die Berührung zwischen dem Scherbalken und dem routierenden Schneidkopf gemessen wird, um die Einstellung zu steuern, ist es wesentlich, daß sich der Schwingungssensor in einem guten Betriebszustand befindet. Wenn der Sensor oder seine zugehörige Verdrahtung fehlerhaft ist, oder wenn sich der Schneidkopf nicht dreht, so kann der Einstellmechanismus den Scherbalken zu weit in Richtung auf die Klingen des routierenden Schneidkopfes antreiben, wodurch der Scherbalken, die Schneidklingen und/oder der Einstell- Antriebsmechanismus beschädigt wird. Gemäß einem wahlweisen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Betriebsfähigkeit des Schwingungssensors wiederholt vor und während eines Scherbalken-Einstellvorganges überprüft, und es werden Überprüfungen durchgeführt, um sicherzustellen, daß sich der Schneidkopf mit einer vorgegebenen minimalen Drehzahl oder einer höheren Drehzahl als diese dreht.
Hintergrund-Störgeräusche, d. h. die Schwingungen, die durch den normalen Betrieb der Erntemaschine hervorgerufen werden, sind besonders problematisch, wenn Schwingungssensoren in einem automatischen Scherbalken-Einstellsystem verwendet werden. Gemäß einem weiteren wahlweisen Merkmal der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen zur Anpassung des Schwellenwertes des Schwingungsdetektorsystems in Abhängigkeit von dem Pegel des Hintergrund-Störgeräusches vorgesehen, so daß Schwingungen, die sich aus einer Berührung zwischen dem Scherbalken und den routierenden Schneidkopf-Klingen ergeben, in zuverlässiger Weise von Schwingungen unterschieden werden können, die sich aus dem normalen Betrieb der Erntemaschine ergeben.
Vor und während des Einstellvorganges kann der Mikroprozessor die Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes messen und die Bewegung des Scherbalkens nur dann einleiten, wenn der Schneidkopf sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit oder einer höheren Geschwindigkeit als diese dreht.
Die Empfindlichkeit der Steuerschaltung gegenüber Ausgangssignalen von dem Klopfsensor kann dadurch eingestellt werden, daß die "Störgeräusch"-Schwingungen der Scherbalken-Halterung gemessen und eine digitale Anzeige der Störgeräusche erzeugt wird. Während des Einstellvorganges wird diese digitale Anzeige zu einem Sicherheitsfaktor-Wert hinzuaddiert, und das Ausgangssignal des Klopfsensors (nach der Analog-/Digital-Wandlung) wird mit der Summe verglichen. Somit ändert sich die Größe des Ausgangssignals von dem Klopfsensor, die erforderlich ist, um einen Zusammenprall des Scherbalkens mit dem Schneidkopf anzuzeigen, in Abhängigkeit von den Störgeräusch-Schwingungen, die in dem Scherbalken durch den normalen Betrieb der Erntemaschine hervorgerufen werden.
Eine Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr ausführlicher in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 schematisch ein Einstellsteuersystem zur automatischen Steuerung der Einstellung eines Scherbalkens gegenüber einem rotierenden Schneidkopf zeigt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung ist, die zur Erläuterung des Verfahrens zur Einstellung des Scherbalkens nützlich ist,
Fig. 3 die Befestigung eines Aufprallelementes und eines Schwingungssensors auf einer Scherbalkenhalterung zeigt,
Fig. 4A und 4B bei Anordnung in der in Fig. 4C gezeigten Weise ein Schaltbild der elektrischen Steuerungen zur Steuerung der Scherbalkeneinstellung und der Prüf- und Empfindlichkeitseinstellung des Schwingungssensors bilden,
Fig. 5 die Klopfsensor-Ausgangsschaltungen und die Schaltungen zur Zuführung von Bezugssignalen an den Analog-/ Digital-Wandler zeigt,
Fig. 6 die INITIALISIER-Routine zeigt,
Fig. 7 die BEREITSCHAFTS- (READY-) Routine zeigt,
Fig. 8 die NMIR-Routine zeigt,
Fig. 9 die TSTGEN-Routine zeigt,
Fig. 10A und 10B die GETNOI-Routine zeigen,
Fig. 11 die PULOUT-Routine zeigt,
Fig. 12A-12C die ADJUST-(EINSTELL-) Routine zeigen, und
Fig. 13 die PULFOUT-Subroutine zeigt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Schneidvorrichtung mit einem rotierenden Schneidkopf oder einer Messertrommel 100 und einem einstellbaren, jedoch stillstehenden Scherbalken oder einer Gegenschneide 102. Lediglich als Beispiel kann die Schneidvorrichtung durch den Schneidkopf und den Scherbalken eines Feldhäckslers gebildet sein, wie er in der US-A-4 678 130 beschrieben ist. Der Scherbalken 102 ist auf einem Stützbalken 104 befestigt, jedoch gegenüber diesem Stützbalken durch die Betätigung von Gestängen, wie z. B. von zwei Schraubenspindeln 106, 108 beweglich. Der Schneidkopf 100 trägt eine Vielzahl von Messern, die bei einer Drehung des Schneidkopfes mit dem Scherbalken 102 zusammenwirken, um Material zu schneiden, das zwischen dem Schneidkopf und dem Scherbalken hindurchläuft.
Ein erster in zwei Richtungen antreibbarer Motor 110 treibt eine Schraubenspindel 106 an, die mit einem ersten Ende A des Scherbalkens verbunden ist. Ein zweiter in zwei Richtungen antreibbarer Motor 112 treibt die Schraubenspindel 108 an, die mit einem zweiten Ende B des Scherbalkens verbunden ist.
Die Einstellung des Scherbalkens gegenüber dem Schneidkopf 100 wird bei rotierenden Schneidkopf durchgeführt. Ein Tachometer 114 stellt die Drehung der Welle des Schneidkopfes fest und erzeugt eine Folge von Impulsen, die die Schneidkopf-Drehzahl darstellen und einer elektrischen Steuerschaltung 116 zugeführt werden. Die Einstellung wird durch eine Messung von Schwingungen oder das Fehlen von Schwingungen in dem Stützbalken 104 durchgeführt, die sich aus der Berührung oder dem Fehlen einer Berührung zwischen dem Scherbalken 102 und den Messern des rotierenden Schneidkopfes ergeben. Ein Schwingungssensor 118, der ein Kristall sein kann, ist an dem Stützbalken 104 befestigt. Der Stützbalken weist eine mit Innengewinde versehene Bohrung 120 (Fig. 3) auf, um einen Befestigungsgewindebolzen aufzunehmen, der an der Kristallbefestigung vorgesehen ist.
Weil die Einstellung durch Messung von Schwingungen durchgeführt wird, die sich aus einer Berührung zwischen dem Scherbalken 102 und den Messern des Schneidkopfes 100 ergeben, ist es wesentlich, daß keine Scherbalken-Einstelltung versucht wird, wenn der Sensor 118 nicht funktionsfähig ist. Ein magnetspulenbetätigter Klopfer 122 ist vorgesehen, um die Betriebsfähigkeit des Klopfsensors festzustellen. Der Klopfer 122 weist einen Befestigungsgewindebolzen auf, der den Klopfer an einer Innengewindebohrung 124 in dem Stützbalken 104 befestigt. Die Magnetspule weist einen federbelasteten Anker auf, der ein Aufprallelement 126 an seinem Ende trägt. Wenn die Magnetspule mit Energie versorgt wird, so treibt sie das Aufprallelement 126 in Berührung mit dem Stützbalken 104 an, wodurch Schwingungen in dem Stützbalken hervorgerufen werden, die von dem Sensor 118 gemessen werden.
Die elektrische Steuerung 116 steuert den Klopfer 122 impulsförmig an und analysiert die von dem Sensor 118 zurückgelieferten Signale.
Ein Tastschalter 128 ist auf einem Bedienfeld in der Nähe der Bedienungsperson vorgesehen. Jedesmal dann, wenn die Bedienungsperson den Schalter 128 betätigt, prüft die elektrische Steuerschaltung 116 die Betriebsfähigkeit des Sensors 118 sowie seine Empfindlichkeit, führt eine Überprüfung aus, um festzustellen, ob sich der Schneidkopf 118 dreht, und steuert selektiv zunächst einen der Motoren 110, 112 und dann den anderen an, bis der Scherbalken 102 im wesentlichen parallel zum Schneidkopf 10 verläuft und von diesem einen Abstand aufweist, der nicht größer als ein vorgegebener kleiner Abstand in der Größenordnung von einigen wenigen tausendstel Zoll ist.
Die elektrischen Steuerschaltungen 116 sind in den Fig. 4A und 4B gezeigt und schließen einen Mikroprozessor 200, einen EPROM 202, einen Analog-/Digital-Wandler (ADC) 204, einen Peripherie- Schnittstellenadapter (PIA) 206, einen Vielzweck-Schnittstellenadapter (VIA) 208, einen Adressendecodierer oder -wähler 210 und eine Überwachungsschaltung 212 ein. Alle Einheiten mit Ausnahme der Überwachungsschaltung sind über einen bidirektionalen 8-Bit-Datenbus 214 und/oder einen 16-Bit-Adressenbus 216 verbunden.
Weil die Einzelheiten des VIA 208, des Mikroprozessors 200, des EPROM 202, des ADC 204, des PIA 206 und des Adressendecodierers 210 in der Technik gut bekannt sind, werden sie hier nicht ausführlich beschrieben, sondern es wird lediglich nachfolgend eine kurze Beschreibung jedes dieser Teile gegeben.
Der Mikroprozessor 200 kann ein Mikroprozessor vom Typ Motorola 6802 mit einem Internspeicher zur begrenzten Speicherung von Daten während eines Bearbeitungsvorganges sein. Der Mikroprozessor weist acht Eingangs-/Ausgangsanschlüsse D7-D0, die mit dem Datenbus 214 verbunden sind, und 16 Ausgangsanschlüsse A15-A0 zur Lieferung einer in dem Mikroprozessor erzeugten Adresse an den Adressenbus 216 auf. Wenn ein Datenregister in dem Mikroprozessor mit einem Datenbyte zur Zuführung an den Datenbus geladen wird, so steuert der Mikroprozessor das Signal R/W an der Leitung 218 auf ein logisches Null-Signal an, während, wenn das Datenregister ein Datenbyte von dem Datenbus empfangen soll, der Mikroprozessor das Signal R/W auf einen logischen Eins-Wert bringt. Wenn der Mikroprozessor eine Adresse an den Adressenbus anlegt, so erzeugt er das Signal "gültige Speicheradresse" (VMA) an der Leitung 220, und dieses Signal wird dem Torsteuereingang des Adressendecodierers 210 zugeführt. Der Mikroprozessor gibt ein Einphasen-Taktsignal von seinem E-Anschluß an eine Leitung 222 ab.
Der Mikroprozessor 200 weist einen nichtmaskierbaren Unterbrechungs-(NMI-) Eingangsanschluß auf. Ein einen niedrigen Pegel aufweisendes Signal an diesem Anschluß bewirkt, daß der Mikroprozessor 200 eine nichtmaskierbare Unterbrechungsfolge einleitet. Der Mikroprozessor 200 weist weiterhin einen Rücksetz-Eingangsanschluß auf, und wenn das Signal an der Leitung 230 einen niedrigen Pegel annimmt, so werden die Register in dem Mikroprozessor gelöscht und der Mikroprozessor wird inaktiv. Wenn das Signal an dem Anschluß einen hohen Pegel annimmt, so bewirkt dies, daß der Mikroprozessor 200 eine Wiederstart-Folge beginnt.
Die Adressenbus-Bits A15-A13 sind mit den Eingangsanschlüssen des Adressendecodierers 210 verbunden. Jedesmal wenn der Mikroprozessor ein Signal an die Leitung 220 abgibt, ermöglicht dies dem Adressencodierer, die drei Adressenbits zu decodieren und ein Signal an einer der Leitungen 223 bis 226 zu erzeugen. Die Leitung 223 ist mit dem CS2-Eingang des VIA 208 verbunden. Die Leitung 242 ist mit den OE- und CE-Eingängen des EPROM 202 verbunden. Die Leitung 225 ist mit dem CS-Eingang des ADC 204 verbunden, während die Leitung 226 mit dem CS2-Eingang des PIA 206 verbunden ist.
Der EPROM 202 kann vom Typ 2764 sein, der in der Lage ist, 8K 8-Bit-Bytes zu speichern. Wenn das Signal an der Leitung 224 einen niedrigen Pegel annimmt, so erfolgt ein Zugriff auf den Speicherplatz in dem EPROM, der durch die dem EPROM von dem Bus 216 zugeführten Adresse festgelegt ist. Der Speicherplatz wird entweder von dem Mikroprozessor beschrieben, oder er wird von dem Mikroprozessor gelesen, und zwar in Anhängigkeit davon, ob das Signal R/W einen hohen bzw. niedrigen Pegel aufweist. Der EPROM 202 speichert Daten und das Programm, das von dem Mikroprozessor ausgeführt wird.
Der VIA 208 kann von Typ 6522 sein, wie er beispielsweise von der Firma Rockwell oder Synertek hergestellt wird. Wie dies auf den Seiten 2526-2530 der Veröffentlichung IC Master 1980, veröffentlicht von United Technical Publications, beschrieben ist, schließt der VIA 208 insgesamt 16 adressierbare Register und Intervallzeitgeber oder Zähler ein. Diese Register und Intervallzeitgeber werden dadurch adressiert, daß eine Adresse von den vier Bits niedriger Ordnung des Adressenbus 216 an die Register-Auswahleingänge RS3-RS0 angelegt werden. Daten werden aus den Registern und Zählern über Datenanschlüsse D7-D0 ausgelesen oder in diese eingegeben, die mit dem Datenbus 214 verbunden sind. Der VIA wird nur dann freigegeben, wenn der Mikroprozessor eine hexadezimale Adresse abgibt, deren Bits höherer Ordnung bewirken, daß der Adressendecodierer 210 ein niedriges Signal an der Leitung 223 erzeugt, das den Chipauswahleingang (CS2) des VIA freigibt. Das Register oder der Zähler, auf das bzw. auf den ein Zugriff erfolgt, ist durch die vier Bits niedriger Ordnung des Adressenbus bestimmt, die den Register-Auswahleingängen RS3-RS0 des VIA zugeführt werden. Das Register oder der Zähler, auf das bzw. den ein Zugriff erfolgt, wird entweder ausgelesen oder es erfolgt ein Schreibvorgang in dieses bzw. diesen und zwar in Abhängigkeit davon, ob der Mikroprozessor 200 ein Signal mit hohen bzw. niedrigem Pegel an der Leitung 218 an den R/W-Anschluß des VIA abgibt. Der 02-Eingang des VIA ist ein Takteingang, der zum Auslösen von Datenübertragungen verwendet wird. Er ist über die Leitung 222 mit dem E-Anschluß des Mikroprozessors 200 verbunden. Alle Schaltungen in dem VIA 208 werden zurückgesetzt, wenn das Signal RES an der Leitung 230 einen niedrigen Pegel annimmt. Der VIA 208 erzeugt ein Ausgangssignal CB2, das zu Steuerzwecken verwendet wird. Das Mikroprozessor-Programm sendet periodisch ein Byte von Steuerinformation an den VIA 208, um eine Pegeländerung an CB2 herbeizuführen und um Impulse an die Überwachungsschaltung 212 zu liefern. Die Überwachungsschaltung kann durch zwei monostabile Multivibratoren gebildet sein, die in Serie geschaltet sind. Von der VIA an der Leitung 232 periodisch erzeugte Impulse führen zu einem periodischen Rücksetzen der Überwachungsschaltung, so daß dessen Ausgangssignal inaktiv bleibt. Wenn das Programm keine Signale zur impulsförmigen Ansteuerung der Leitung 232 an die Leitung VIA 208 mehr liefert, so läuft die Einstellzeit der Überwachungsschaltung ab und diese liefert ein Ausgangssignal, um den Mikroprozessor, den VIA und den PIA 206 zurückzusetzen. Die Überwachungsschaltung 212 weist weiterhin einen Eingang 234 auf, der von einer (nicht gezeigten) Überwachungsschaltung abgeleitet wird, der die Versorgungsspannung der Logikschaltung überwacht. Wenn diese Spannung sich über vorgegebene Grenzen hinaus ändert, so bewirkt das Signal an der Leitung 234, daß die Überwachungsschaltung 212 ein Ausgangssignal zum Rücksetzen des Mikroprozessors, des PIA und des VIA erzeugt. Die 5-Volt-Versorgungsspannung für die Schaltungen nach den Fig. 4A und 4B kann von der 12-Volt-Batterie abgeleitet werden, die Leistung für die Erntemaschine liefert, wenn diese selbstfahrend ist, oder von der Batterie des Traktors, der die Erntemaschine zieht.
Der VIA 208 weist zwei 8-Bit-Eingangs-/Ausgangsanschlüsse PA und PB auf. Die Bit-Positionen der Anschlüsse sind einzeln entweder als Eingang oder als Ausgang programmierbar. Zwei Busse, die zusammen mit 231 bezeichnet sind, verbinden PA und PB mit äußeren, in Fig. 4B gezeigten Schaltungen. Der Anschluß- A-Bus ist zum Empfang der Ausgangssignale einer Vielzahl von Verstärkern 241 bis 244 angeschaltet. Der Verstärker 241 weist einen mit der 5-V-Logikversorgungsspannung verbundenen Eingang und einen zweiten Eingang auf, der über zwei Widerstände 248 und 250 mit der 12-V-Leistungsversorgung verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 248 und 250 ist über einen Schalter 252 mit Erde verbunden. Solange der Schalter 252 geschlossen ist, legt der Verstärker ein logisches Null-Signal an den Bus an, doch liefert, wenn der Schalter 252 geöffnet ist, der Verstärker ein logisches Eins-Signal an den Bus. Der Schalter 252 ist mit einem (nicht gezeigten) Einrückhebel verbunden, der betätigt wird, damit ein Kettenantrieb eine Drehung des Schneidkopfes 100 hervorruft. Der Schalter 252 wird somit geschlossen, wenn Antriebsleistung an den Schneidkopf angelegt wird.
Die Verstärker 242-244 sind in der gleichen Weise ausgebildet, wie der Verstärker 241, wobei Schalter 254 und 256 mit Verstärkern 242 bzw. 243 verbunden sind, während Schalter 258 und 260 mit dem Verstärker 244 verbunden sind. Diese Schalter sind alle Grenzschalter zur Feststellung, ob die Enden des Scherbalkens 102 Ihre Grenzstellungen der Bewegung in Richtung auf den Schneidkopf 100 und von diesem fort erreicht haben. Die Schalter 254 und 256 werden betätigt, wenn die Enden A bzw. B des Scherbalkens 102 den Grenzwert ihrer Bewegung von dem Schneidkopf 100 fort erreicht haben. Die Schalter 258 und 260 sind in Serie miteinander verbunden, so daß der Verstärker 244 ein logisches 1-Ausgangssignal erzeugt, wenn einer der Schalter geöffnet ist, d. h. wenn entweder das Ende A oder das Ende B den Grenzwert seiner Bewegung in Richtung auf den Schneidkopf 100 erreicht hat. Die Grenzschalter 258, 260 sind in die Gehäuse der Motoren 110 und 112 eingebaut und werden durch bidirektionale mechanische Zählermechanismen betätigt, die die Drehungen der Schraubenspindeln 106 und 108 zählen.
Der Tachometer 114 (Fig. 1) erzeugt eine Folge von Ausgangsimpulsen mit einer Rate, die proportional zur Drehzahl des Schneidkopfes 100 ist. Die Impulse werden über eine Leitung 262 (Fig. 4B) an einen Eingang eines Vergleicherverstärkers 264 angelegt. Ein Spannungsteiler mit zwei Widerständen 266 und 268 ist zwischen 5V und Erde angeschaltet, und eine Bezugsspannung wird von dem Verbindungspunkt der Widerstände an einen zweiten Eingang des Verstärkers 264 angelegt. Wenn der Tachometer einen Ausgangsimpuls erzeugt, der die Größe der Bezugsspannung überschreitet, so legt der Verstärker 264 ein logisches 1-Signal an die Bitposition 6 des B-Busses an. Diese Impulse werden von einem Zähler (Zeitgeber 2) in dem VIA 208 gezählt.
Fünf Bits des Anschlusses B des VIA sind über einen B-Bus mit fünf Invertern 270-274 verbunden. Die Ausgänge der Inverter 270-273 sind mit den Basisanschlüssen von mit geerdetem Emitter betriebenen Transistoren 280-284 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 280-283 sind mit der 12V-Quelle über die Wicklungen von jeweiligen Relais K2-K5 verbunden, während der Kollektor des Transistors 284 mit der 12V-Quelle über einen akustischen Alarm 286 verbunden ist.
Die Drehrichtung des Motors 110 wird durch die Kontakte der Relais K2 und K3 gesteuert, von denen lediglich eines zu einer vorgegebenen Zeit angesteuert werden kann. Wenn das Relais K2 angesteuert ist, so dreht sich der Motor in einer Richtung, um das Ende A (Fig. 2) des Scherbalkens 102 nach innen in Richtung auf den Schneidkopf 100 zu bewegen. Der Strompfad erstreckt sich von 12V über die Kontakte K2a, den Motor 110, die Ruhekontakte K3b und den Widerstand 288 nach Erde. Wenn andererseits das Relais K3 angesteuert ist, so erstreckt sich ein Kreis von der 12V-Quelle über die Kontakte K3a, den Motor 110, die Kontakte K2b und den Widerstand 288 nach Erde. Weil der Stromfluß dann in der entgegengesetzten Richtung durch den Motor verläuft, dreht sich dieser in der entgegengesetzten Richtung, um das Ende A des Scherbalkens 102 von dem Schneidkopf 100 fort zu bewegen. Wenn keines der Relais K2 oder K3 angesteuert ist, dreht sich der Motor 110 nicht, weil die Kontakte K2a und K3a beide offen sind.
Die Relais K4 und K5 weisen normalerweise offene oder Arbeitskontakte K4a und K5a und normalerweise geschlossene oder Ruhekontakte K4b und K5b auf. Die Relais K4 und K5 steuern den Motor 112 in genau der gleichen Weise, wie der Motor 110 durch die Relais K2 und K3 gesteuert wird.
Das Bit 7 des Anschlusses B des VIA 208 wird durch einen der Zeitgeber in dem VIA 208 gesteuert. Der Zeitgeber (TIC) bewirkt das Auftreten eines Unterbrechungsimpulses an PB7 jedesmal dann, wenn der Zähler geladen wird, wobei die Verzögerung zwischen dem Laden des Zählers und dem Auftreten des Impulses durch den Wert bestimmt ist, der in den Zähler eingegeben wurde. PB7 ist über eine Leitung 235 mit dem NMI-Eingang des Mikroprozessors 200 verbunden, so daß das von dem Mikroprozessor ausgeführte Programm periodisch unterbrochen wird und eine Routine ausgeführt wird, um die verschiedenen Schalter auszulesen und verschiedene Steuersignale an die VIA- und PIA-Busse abzugeben.
Ein Bit des PB-Bus ist mit einer PNP-Treiberschaltung vom Typ 3548 verbunden. Der Ausgang der Treiberschaltung ist über die Magnetspule des Klopfers 122 mit Erde verbunden. Wie dies weiter unten erläutert wird, wird die Magnetspule angesteuert, um Schwingungen in dem Scherbalken 104 hervorzurufen, und die resultierenden, von dem Sensor 118 gemessenen Schwingungen werden analysiert, um dessen Betriebsfähigkeit zu bestimmen.
Der PIA 206 kann ein Peripherie-Schnittstellenadapter vom Typ 6821 sein. Dieses Bauteil ist in der Technik gut bekannt, und es ist allgemein ähnlich zu dem VIA 208, mit der Ausnahme, daß dieses Bauteil keine Zeitgeber einschließt. Der PIA 206 weist zwei 8-Bit-Anschlüsse PA und PB auf, die mit einem A-Bus und einem B-Bus verbunden sind, die zusammen als Busse 300 dargestellt sind. Die Bitpositionen der Anschlüsse sind einzeln als Eingang oder Ausgang programmierbar. Lediglich zwei Bitpositionen des Anschlusses A werden verwendet, und sie sind als Eingänge programmiert. Diese Bitpositionen empfangen die Ausgänge von zwei Verstärkern 302 und 304. Ein Beendigungs- (QUIT-) Schalter 306 ist zwischen Erde und einem Eingang des Verstärkers 302 angeschaltet, so daß, wenn der Schalter geschlossen wird, der Verstärker ein logisches 1-Signal über den BUS an den PIA anlegt. Der Schalter 206 wird betätigt, um einen Scherbalken- Einstellvorgang zu stoppen oder zu unterbrechen.
Der Schalter 128 ist mit einem Eingang des Verstärkers 304 verbunden, und wenn dieser Verstärker betätigt wird, so legt der Verstärker ein logisches 1-Signal über den BUS an den PIA an. Der Schalter 128 ist der Einstell- (ADJUST-) Schalter, der eine Scherbalken-Einstellfolge einleitet.
Es werden lediglich 7 Bits des Anschlusses B des PIA 206 verwendet, und diese sind alle als Ausgänge programmiert. Jedes Bit ist über einen Treiber 310 und eine Leuchtdiode 314 mit 12V verbunden. Diese Leuchtdioden liefern einer Bedienungsperson optische Alarmsignale oder Anzeigen für den Zustand des Systems, indem sie anzeigen, daß das System für den Beginn eines Einstellzyklus bereit ist, daß der Schalter 306 betätigt wurde, um einen Einstellzyklus zu unterbrechen, daß ein Motor 110 oder 112 blockiert wurde, daß der Schneidkopf sich nicht dreht, daß ein Ende der Bewegungsbahn erreicht wurde, daß der Sensor 118 nicht betriebsfähig ist, oder daß gerade ein Scherbalken-Einstellvorgang abläuft.
Der ADC 204 kann ein Wandler vom Typ 0844 sein, wie er beispielsweise auf Seite 3537 der Veröffentlichung "IC Master", Band 2, 1984 beschrieben ist. Der Wandler weist vier Multiplex- Eingangskanäle auf, doch werden lediglich CH1, CH2 und CH4 bei der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Wandler wird nur dann freigegeben, wenn die an den Wähler 210 von dem Mikroprozessor 200 angelegte Adresse bewirkt, daß das Signal an der Leitung 225 einen niedrigen Pegel annimmt. Diese Leitung ist mit dem CS-Anschluß des Wandlers verbunden.
Der Mikroprozessor 200 startet einen Wandlerzyklus dadurch, daß ein Befehl an den Datenbus 214 angelegt wird, um dem Kanal auszuwählen, und um die Leitung 218 auf einen niedrigen Pegel zu bringen. Die Leitung 218 ist mit einem Eingang von zwei NAND-Gliedern 320 und 322 verbunden. Der zweite Eingang des NAND-Gliedes 320 ist mit +5V verbunden, während der Ausgang des NAND-Gliedes mit einem weiteren NAND-Glied 324 verbunden ist. Der E-Ausgang des Mikroprozessors 200 ist mit einem Eingang der NAND-Glieder 322 und 324 verbunden, und die Ausgänge dieser beiden NAND-Glieder sind mit dem - bzw. WR-Eingang des Wandlers verbunden. Wenn das Signal an der Leitung 218 einen niedrigen Pegel aufweist, so erzeugt das NAND-Glied 324 ein niedriges Ausgangssignal, wenn das Taktsignal an der Leitung 222 einen hohen Pegel annimmt. Das Ausgangssignal des NAND- Gliedes 324 gibt den Wandler frei, so daß die durch den Befehl festgelegte Operation ausgeführt wird.
Der Wandler benötigt ungefähr 40 Mikrosekunden, um einen Analogwert in einen Digitalwert umzuwandeln. Die Programmierung des Mikroprozessors 200 ist derart, daß er, sobald er einen Zyklus des Wandlers 204 einleitet, entweder wartet oder andere Operationen ausführt, bis zumindestens 40 Mikrosekunden verstrichen sind. Der Mikroprozessor 200 legt dann eine Adresse an den Bus 216 an, so daß der Wähler 210 ein Signal an der Leitung 225 zur Auswahl des Wandlers erzeugt. Gleichzeitig bringt der Mikroprozessor 200 das Signal an der Leitung 218 auf einen hohen Pegel. Wenn das Taktsignal an der Leitung 222 einen hohen Pegel annimmt, erzeugt das NAND-Glied 322 ein Ausgangssignal, das den Wandler freigibt, um den umgewandelten Wert an den Bus 214 anzulegen, von dem aus es zum Mikroprozessor 200 gelangt.
Das Analogsignal von dem Klopfsensor 118 wird dem CH1-Eingang des A/D-Wandlers über eine Schaltung (Fig. 5) zugeführt, die Widerstände 328 und 329, Verstärker 330 und 332, eine Spitzenwert-Halteschaltung 334 und einen Pufferverstärker 336 einschließt. Zwei Widerstände 331, 333 liefern eine erste Bezugsspannung, die zu dem Ausgang des Klopfsensor-Ausgangssignals hinzuaddiert wird, wobei der Ausgang des Verstärkers 330 proportional zur Summe des Bezugssignals und des von dem Sensor abgeleiteten Differenzsignals ist. Eine zweite Bezugsspannung wird von einem Spannungsteiler mit Widerständen 337 und 339 abgeleitet. Die zweite Bezugsspannung wird einem Verstärker 341 zugeführt, und der Ausgang des Verstärkers ist mit einem Verbindungspunkt 338 zwischen der Spitzenwert-Halteschaltung 334 und dem Pufferverstärker 336 verbunden.
Der Ausgang des Verstärkers 341 wird weiterhin dem CH4-Eingang des ADC 204 zugeführt. Der ADC 204 wird so gesteuert, daß er in einer Differenzbetriebsweise arbeitet, so daß er die Differenz der Größe der Analogsignale an CH1 und CH4 bestimmt und diese Differenz in einen digitalen Wert zur Übertragung an den Mikroprozessor 200 umwandelt.
Widerstände 343 und 345 bilden einen Spannungsteiler, der angezapft ist, um ein Eingangssignal an einen Verstärker 346 zu liefern. Der Ausgang dieses Verstärkers wird dem Vr-Eingang des ADC 204 zugeführt, um den Bereich des Wandlers einzustellen.
Während eines Scherbalken-Einstellvorganges steuern die Motoren 110 und 112 (Fig. 44B) die Bewegung des Scherbalkens 102. Wie dies weiter oben erläutert wurde, erstreckt sich die Schaltung zur Speisung entweder des Motors 110 oder des Motors 112 in jeder Richtung durch einen Strommeßwiderstand 288. Durch Abtasten der Spannung längs des Widerstandes 288 ist es daher möglich, festzustellen, wenn einer der Motoren blockiert ist, oder ob der Motor, der laufen sollte, nicht tatsächlich angesteuert ist. Die längs des Widerstandes 288 erzeugte Spannung wird über einen Operationsverstärker 340, eine Filterschaltung 342 und einen Pufferverstärker 344 dem CH2-Eingang des ADC 204 zugeführt, an dem diese Spannung abgetastet werden kann. Der ADC subtrahiert die Größe des CH4-Signals erst dann von dem CH2- Signal, wen eine Analog-/Digital-Wandlung durchgeführt wird.

INITIALISIERUNGS-, BEREITSCHAFTS- UND NMIR-Routinen

Wenn die Leistung eingeschaltet wird, durchläuft der Mikroprozessor 200 automatisch eine Initialisierungsroutine (Fig. 6), während der die verschiedenen Register und Zeitgeber in dem VIA und dem PIA eingestellt werden. Diese Routine löscht weiterhin die Schalterregister oder Speicherplätze im Speicher 202, die Anzeigen für den zuletzt abgetasteten Zustand der verschiedenen Schalter speichern. Die Routine löscht dann die QUIT-, PULSW- und RPMOK-Flaggen und setzt eine FIRST-Flagge.
Zusätzlich werden Flaggen gesetzt, um den Alarm und die Alarmlampen sowie die Sensorlampe abzuschalten. Der Stapelspeicher in dem Mikroprozessor 200 wird initialisiert, worauf das Programm zum ersten Schritt der BEREITSCHAFTS- (READY-) Routine verläuft.
Die BEREITSCHAFTS-Routine ist in Fig. 7 gezeigt. Sie beginnt im Schritt 700 mit dem Setzen der Flagge POUTF. Die Bereitschaftslampen-Flagge wird gesetzt, so daß die Bereitschaftslampe eingeschaltet werden kann, wenn die NMIR-Routine als nächstes ausgeführt wird. Die Sensorlampenflagge wird gelöscht, so daß die Sensorlampe abgeschaltet wird, wenn der VIA 208 beim nächsten Mal die Überwachungsschaltung 212 impulsförmig ansteuert. Die BUSY- und ALFLG-Flaggen werden gelöscht, worauf das Programm zum Schritt 702 übergeht, in dem es ein Warten auf einen Unterbrechungsbefehl ausführt. Unter ungefähr 2,5 ms-Intervallen tritt ein Impuls an PB7 des VIA 208 auf, wodurch ein impulsförmiges Signal an dem NMI-Eingang des Mikroprozessors 200 geliefert wird. Der Mikroprozessor unterbricht die Routine, die er ausführt, in diesem Fall die READY-Routine, und führt die in Fig. 8 gezeigte NMIR-Routine aus.
Im Schritt 800 lädt die NMIR-Routine den Zähler TIC im VIA 208. Dieser Zähler wird abwärtsgeschaltet, und wenn er den Inhalt 0 erreicht, liefert er erneut einen Impuls an PB7 des VIA, um eine weitere NMIR-Routine einzuleiten. Der PIA prüft als nächstes die QUIT- und ADJUST-Schalter und setzt Flaggen, die anzeigen, welche Schalter betätigt sind. Zusätzlich wird, wenn beide Schalter betätigt sind, eine Flagge PULSW gesetzt. Der Mikroprozessor adressiert dann den ADC 204 zur Einleitung eines Lese- Umwandlungszyklus mit CH2 als ausgewähltem Eingang. Dadurch wird der Motorstrom abgetastet und in einen Digitalwert umgewandelt.
Im Schritt 801 wird die CLFLG-Flagge geprüft, um festzustellen, ob die Kupplung in dem Schneidkopf-Antriebsstrang eingekuppelt wurde, um den Kupplungsschalter 252 zu betätigen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird eine Flagge gesetzt, um eine der Anzeigelampen 314 einzuschalten, um anzuzeigen, daß die Drehzahl des Schneidkopfes nicht innerhalb von bestimmten Grenzen liegt, und das Programm verzweigt zum Schritt 812 zum Einschalten des Anzeigers. Dann erfolgt eine Rückkehr zu der Routine, die unterbrochen wurde.
Wenn CLFLG anzeigt, daß die Kupplung eingekuppelt ist, so verläuft das Programm zum Schritt 802, in der die FIRST-Flagge geprüft wird. Diese Flagge wurde während der INIT- oder Initialisierungsroutine gesetzt, so daß das Programm vom Schritt 802 zum Schritt 804 verläuft, in dem FIRST gelöscht wird und ein Wert in RPMFLG gesetzt wird. Dieser Wert wird abwärts gezählt, um die Zeitdauer des Intervalls festzulegen, während dessen Tachometerimpulse, die von dem Schneidkopf- Tachometer 114 erzeugt werden, in dem Zähler 2 in dem VIA 208 gezählt werden.
Im Schritt 806 wird RPMFLG geprüft, um festzustellen, ob das Zeitintervall abgelaufen ist. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, verkleinert das Programm RPMFLG im Schritt 808, und im Schritt 810 wird der umgewandelte Wert des Stromes, der durch die Scherbalken-Einstellmotoren fließt, von dem ADC 204 ausgelesen und gespeichert. Im Schritt 812 sendet das Programm Daten an den PIA 206 zum Einschalten der entsprechenden Anzeigelampen. Das Programm kehrt dann zu der Routine zurück, die unterbrochen wurde, um den Befehl auszuführen, der auf den letzten Befehl folgt, der vor der Unterbrechung ausgeführt wurde.
In Fig. 7 bilden die Schritte 702 und 704 eine Schleife, die wiederholt ausgeführt wird, bis die Prüfung im Schritt 704 ergibt, daß ein voreingestelltes Zeitintervall abgelaufen ist. Das Programm prüft dann die ADJSW-Flagge bei 706 und die PULSW- Flagge im Schritt 708. Unter der Annahme, daß der Einstell- (ADJUST-) Schalter weder allein noch zusammen mit dem QUIT- Schalter betätigt wurde, führt das Programm ein weiteres Warten auf eine Unterbrechung im Schritt 710 aus und führt dann eine Rückwärtsschleife zum Schritt 700 aus. Daher wird unter der Annahme, daß der ADJUST- (Einstell-) Schalter nicht betätigt ist, die READY- (Bereitschafts-) Routine wiederholt ausgeführt, wobei die Routine alle 2,5 ins unterbrochen wird, um die NMIR- Routine auszuführen. Weil FIRST im Schritt 804 während der ersten Ausführung der NMIR-Routine nach dem Einkuppeln der Schneidkopf-Kupplung gelöscht wird, verzweigt das Programm bei der zweiten und nachfolgenden Ausführungen der Routine vom Schritt 802 zum Schritt 806. RPMFLG wird im Schritt 808 bei jeder Ausführung der NMIR-Routine verkleinert, und nach 255 ms ist RPMFLG auf Null verringert. Die Prüfung im Schritt 806 erweist sich als wahr, und das Programm bewegt sich zum Schritt 814, in dem die Zählung der Tachometerimpulse, die in dem Zeitgeber 2 in dem VIA 208 akkumuliert wurden, ausgelesen und gespeichert wird, und RPMFLG wird neu geladen, um ein weiteres 255 ms- Intervall abzumessen.
RPMMIN ist ein Wert, der die minimal zulässige Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes 100 darstellt. Im Schritt 816 wird RPMMIN mit der Zählung der Tachometerimpulse verglichen. Wenn die Zählung gleich oder größer als RPMMIN ist, so wird die RPMOK- Flagge im Schritt 818 gesetzt. Wenn die Zählung kleiner als RPMMIN ist, so wird RPMOK im Schritt 820 gelöscht. Nach dem Schritt 818 oder 820 wird der ADC 204 adressiert, um erneut den umgewandelten Wert des Einstellmotorstromes zu gewinnen.

TSTGEN-Subroutine

Der Zweck der TSTGEN-Subroutine besteht in der Prüfung der Betriebsfähigkeit des Klopfsensors 118 und seiner zugehörigen Schaltungen. Die TSTGEN-Subroutine ist in Fig. 9 dargestellt und beginnt im Schritt 900, in dem TSTS auf 3 gesetzt wird, SAMPLE auf 64 gesetzt wird und OKTST gelöscht wird. Im Schritt 901 wird ein Wert an den VIA gesandt, der bewirkt, daß der VIA ein Signal über seinen B-Bus abgibt, um den Treiber 275 anzusteuern, wodurch die Kopfer-Magnetspule 122 gespeist wird. In Fig. 3 wird der Klopfer 126 gegen den Stützbalken 104 angetrieben. Hierdurch werden Schwingungen in dem Stützbalken erzeugt, die von dem Klopfsensor 118 gemessen werden können, um ein Analogsignal zu erzeugen. Dieses Signal durchläuft die Schaltung nach Fig. 5 und wird dem CH1-Eingang des ADC 204 zugeführt.
Im Schritt 902 adressiert der Mikroprozessor den ADC und startet den Umwandlungszyklus. Im Schritt 903 führt der Mikroprozessor eine Verzögerungsschleife aus und wartet 40 ins, während der ADC die CH1- und CH4-Eingänge abtastet und die Differenz in einen Digitalwert umwandelt. Im Schritt 904 adressiert der Mikroprozessor den ADC und speichert den Digitalwert, der eine Anzeige des Ausgangssignals des Klopfsensors ist.
Das Programm tritt dann in eine Schleife ein, die die Schritte 905 bis 910 umfaßt. Im Schritt 905 wird ein weiterer Analog-/ Digital-Wandlerzyklus gestartet, im Schritt 906 wartet der Mikroprozessor auf den Abschluß des Umwandlungszyklus, und im Schritt 907 wird der umgewandelte Wert von dem ADC wiedergewonnen. Im Schritt 908 wird der letzte (nächste) Abtastwert mit dem vorher umgewandelten Wert verglichen, der gespeichert wurde, und der größere der beiden Werte wird gespeichert. Der Wert von SAMPLES wird im Schritt 910 verkleinert und geprüft, und wenn er nicht auf Null verkleinert wurde, so führt das Programm eine Schleifenbewegung zurück zum Schritt 905 aus. Daher wird für eine Prüfung die Klopfer-Magnetspule einmal im Schritt 901 impulsförmig angesteuert, um eine Schwingung in der Scherbalkenhalterung hervorzurufen, und der Ausgang des Klopfsensors wird 64-mal abgetastet, wobei die größten-der 64 Abtastproben im Schritt 909 gespeichert werden. Nach der 64. Abtastprobe ergibt die Prüfung im Schritt 910 einen wahren Wert, und das Programm geht zum Schritt 911 über, in dem die gespeicherte größte Abtastprobe mit einem Wert verglichen wird, der die minimale annehmbare Größe für den Signalausgang des Klopfsensors darstellt.
Wenn die größte Abtastprobe größer oder gleich der minimal annehmbaren Größe ist, so wird OKTST im Schritt 912 vergrößert, bevor TSTS im Schritt 913 verkleinert wird. Wenn die größte Abtastprobe kleiner als die minimal annehmbare Größe ist, so verzweigt sich das Programm vom Schritt 911 zum Schritt 913, ohne OKTST zu vergrößern.
Im Schritt 914 wird TSTS abgetastet, um festzustellen, ob dieser Wert auf Null verkleinert wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 901, um erneut einen Impuls an den Klopfer abzugeben und die größte der nächsten 64 Abtastproben zu bestimmen, die am Ausgang des Klopfsensors abgenommen wurden.
Nachdem drei Überprüfungen beendet wurden, ergibt die Überprüfung im Schritt 914 einen wahren Wert, und im Schritt 915 wird OKTST abgetastet, um festzustellen, ob dieser Wert immer noch Null ist. Wenn er dies nicht ist, so bedeutet dies, daß die Klopfsensor-Überprüfung erfolgreich war und zumindestens eine Abtastprobe festgestellt wurde, die größer als der erforderliche minimale Wert ist. Wenn OKTST immer noch Null ist, so bedeutet dies, daß der Klopfsensor nicht empfindlich genug ist, um verwendet zu werden, oder daß eine Ausgangsschaltung nicht richtig arbeitet. Das Programm verzweigt sich zum Schritt 916, um Flaggen zu setzen, um einen Anzeiger 314 und den Alarm 286 einzuschalten. Ein Sprung erfolgt dann zu einer Alarmroutine, um den Alarm auszulösen und um die Motoren abzuschalten. Obwohl die ALARM-Routine nicht dargestellt ist, sei bemerkt, daß das Programm kontinuierlich eine Schleife in der ALARM-Routine ausführt, bis die Bedienungsperson die Leistung abschaltet und dann wieder einschaltet, so daß das Programm erneut die INITIALISE- (Initialisierungs-) Routine ausführt, die in Fig. 6 gezeigt ist.

Die Störungsermittlungs-Subroutine

Die Subroutine GETNOI ist in den Fig. 10A und 10B dargestellt. Während der Ausführung dieser Routine wird der Ausgang des Klopfsensors bis zu viermal geprüft, wobei jede Überprüfung 4096 Abtastproben umfaßt. Die maximale Anzahl von Überprüfungen wird im Schritt 1000 eingestellt, und die Anzahl der Abtastproben wird im Schritt 1009 eingestellt. Der Zweck der GETNOI-Subroutine besteht darin, die Störschwingungen zu bestimmen, die in dem Scherbalken als Ergebnis des normalen Maschinenbetriebs erzeugt werden, oder genauer gesagt, das Ausgangssignal des Klopfsensors in Abhängigkeit von diesen Schwingungen. Die Subroutine erzeugt eine digitale Anzeige der Störungen, und diese digitale Anzeige wird nachfolgend in der weiter unten beschriebenen ADJUST- (Einstell-) Routine verwendet, um die Empfindlichkeit des Systems auf das Ausgangssignal vom Klopfsensor einzustellen.
Im Schritt 1001 wird die RPMOK-Flagge geprüft. Diese Flagge wird im Schritt 818 der NMIR-Routine gesetzt, wenn die Schneidkopf-Drehzahl gleich oder größer als die minimale Drehzahl ist, die durch RPMMIN dargestellt ist. Wenn der Schneidkopf keine ausreichende Drehzahl aufweist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1002, in dem eine Flagge gesetzt wird, um den Alarm einzuschalten. Im Schritt 1003 führt das Programm ein Warten auf eine Unterbrechung aus, und nachdem NMIR ausgeführt wurde, um erneut die Drehzahl des Messerkopfes abzutasten, verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1001. Die Schleife 1001 bis 1003 wird wiederholt, bis die Drehzahl des Schneidkopfes oberhalb der vorausgewählten minimalen Drehzahl RPMMIN liegt. Wenn die Drehzahl befriedigend ist, setzt die NMIR-Routine RMPOK, und bei Rückkehr zu GETNOI erweist sich die Überprüfung im Schritt 1001 als wahr. Das Programm schaltet dann die Alarmflagge im Schritt 1004 ab, und im Schritt 1005 springt es zur PULOUT-Subroutine, die nachfolgend beschrieben wird und die die Einstellmotoren 110 und 112 für den Scherbalken 102 derart steuert, daß der Scherbalken von dem Schneidkopf 100 fortbewegt wird. Dies stellt sicher, daß kein Kontakt zwischen dem Schneidkopf und dem Scherbalken besteht, während die Störgeräuschprüfung durchgeführt wird. Weil die PULOUT-Routine bei jeder Ausführung jedesmal nur einen Motor ansteuert, stellt der Schritt 1005 tatsächlich zwei Ausführungen der Subroutine dar.
Im Schritt 1006 springt das Programm auf die TSTGEN-Subroutine, um die Betriebsfähigkeit des Klopfsensors und seiner Ausgangsschaltungen zu prüfen. In den Schritten 1007 und 1008 wartet das Programm auf eine Unterbrechung und auf das Abklingen irgendwelcher Schwingungen, die in dem Scherbalken während TSTGEN erzeugt werden.
Der Schritt 1009 löscht zwei Speicherplätze, die mit HIGH (HOCH) und RAVG bezeichnet sind, und setzt SAMPLES auf 4096. Das Programm tritt dann in eine Schleife ein, die die Schritte 1010 bis 1014 umfaßt. Im Schritt 1010 springt das Programm auf eine RDSENS-Subroutine. Diese Subroutine ist nicht dargestellt, umfaßt jedoch Schritte, die äquivalent zu den Schritten 902 bis 904 sind. Das heißt, sie startet einen Umwandlungszyklus zum Messen und Umwandeln des Ausganges des Klopfsensors (abzüglich des Einganges an CH4) auf einen digitalen Wert, wartet, bis die Umwandlung abgeschlossen ist, und liest den umgewandelten gemessenen Wert von dem ADC. Im Schritt 1011 wird dieser gemessene Wert mit HIGH verglichen, und der größere Wert wird in HIGH gespeichert. Im Schritt 1012 wird der gemessene Wert zu RAVG hinzuaddiert, wobei dieser Wert eine akkumulierte Summe aller gemessenen Werte darstellt. Im Schritt 1013 wird SAMPLES verkleinert, und im Schritt 1014 wird dieser Wert überprüft, um festzustellen, ob 4096 Abtastproben genommen wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, führt das Programm eine Rückwärtsschleife zum Schritt 1010 aus.
Wenn 4096 Abtastproben genommen wurden, speichert das Programm die größte Abtastprobe in DATA2. Der Wert in RAVG wird überprüft, indem er durch einen festen Wert dividiert wird und der Quotient überprüft wird, um festzustellen, ob er einen Grenzwert überschreitet. Wenn dies der Fall ist, so ist dies eine Anzeige dafür, daß zu starke Hintergrundgeräusche vorliegen, so daß das Programm zum Schritt 1022 verzweigt.
Das Auftreten von zu starken Störgeräuschen bildet nicht den einzigen Grund dafür, daß eine Störgeräuschprüfung zu einem fehlerhaften Ergebnis führt. Wenn der während der 4096 Abtastproben gemessene höchste Wert einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt, so bedeutet dies, daß nicht genügend "Freiraum" besteht. Dies bedeutet, daß, wenn das Ausgangssignal des Klopfsensors, das sich aus der Berührung zwischen dem Schneidkopf und dem Scherbalken ergibt, zu dem höchsten Störgeräuschwert hinzuaddiert wird, dieser Wert das maximale Eingangssignal übersteigt, das der ADC umwandeln kann. Der Inhalt von HIGH wird mit MAXN verglichen, und wenn MAXN kleiner ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1022.
Eine Störgeräuschprüfung ergibt weiterhin einen Fehler, wenn der höchste gemessene Störgeräuschwert den mittleren Störgeräuschwert aller Abtastproben um mehr als einen festen Wert NMRG übersteigt. RAVG wird zu NMRG hinzuaddiert und bei DATA3 gespeichert. HIGH wird mit der resultierenden Summe im Schritt 1020 verglichen, und wenn HIGH größer ist, so verzweigt sich das Programm zum Schritt 1022.
Wenn eine Störgeräuschprüfung aus irgendeinem Grund fehlerhaft ist, so wird CYCLES im Schritt 1022 verkleinert und im Schritt 1023 überprüft. Wenn dieser Wert auf Null verkleinert wurde, setzt das Programm die Alarmflagge im Schritt 1024 und springt zur Alarmroutine. Wenn die vier Überprüfungen nicht abgeschlossen wurde, verzweigt sich das Programm von Schritt 1023 zurück zum Schritt 1001.
Wenn sich irgendeine Überprüfung als erfolgreich erweist, so werden keine weiteren Überprüfungen durchgeführt. Wenn eine Überprüfung erfolgreich ist, so erweist sich die Überprüfung im Schritt 1020 als falsch und das Programm verläuft weiter zum Schritt 1021, in dem HIGH zu MARG hinzuaddiert wird, um einen "Störgeräuschwert" zu gewinnen. Im Ergebnis nimmt die nachfolgend beschriebene ADJUST-Routine an, daß irgendein Ausgangssignal von dem Klopfsensor, das kleiner als dieser Wert ist, sich ausschließlich aus Störgeräuschen ergibt. Der Störgeräuschwert wird in NOI2 gespeichert, die POUTF-Flagge wird gelöscht, und es erfolgt eine Rückkehr zu der aufrufenden Routine.

PULOUT-Subroutine

Die PULOUT-Subroutine nach Fig. 11 wird aufgerufen, um ein Ende des Scherbalkens 102 nach außen, d. h. von dem Schneidkopf 100 fort, zu bewegen, und zwar um einen vorgegebenen Betrag. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Subroutine aufgerufen wird, enthält das Mikroprozessor-A-Register eine Anzeige dafür, welcher Motor 110 oder 112 anzusteuern ist, und in welcher Richtung, während das X-Register einen Wert CYCLES enthält, der anzeigt, über wie viele 1/4-Sekunden-Intervalle der Motor angesteuert werden soll.
Die Subroutine beginnt im Schritt 1100 mit einer Überprüfung von POUTF. Wenn die Flagge gesetzt ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1102, in dem QSEC mit einem Wert geladen wird, der eine Viertelsekunde anzeigt. QSEC wird im Schritt 1013 jedesmal dann verkleinert, wenn die die Schritte 1105-1110 ausgeführt wird, und QSEC erreicht nach einer Viertelsekunde den Wert Null.
Im Schritt 1103 sendet der Mikroprozessor die Motoranzeige an das Ausgangsregister an das Ausgangsregister des VIA 208, das den Anschluß B steuert. Ein Signal wird an dem B-Bus erzeugt, um eines der Relais K3 oder K5 anzusteuern, so daß einer der Motoren 110 oder 112 angesteuert wird, um mit der Bewegung eines Endes des Scherbalkens 102 von dem Schneidkopf 100 fort zu beginnen.
Im Schritt 1104 werden zwei Zählerplätze HCNTR und LCNTR mit Werten zur Zeitsteuerung von Hochstrom- und Niedrigstrom- Intervallen geladen. Der Motorstrom wird in der nachfolgend beschriebenen Weise geprüft, um festzustellen, ob er einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt (beispielsweise wenn der Motor blockiert ist) oder ob er kleiner als ein vorgegebener Minimalwert ist (beispielsweise wenn der Motorwicklungskreis unterbrochen ist). Wenn dieser Strom den maximalen Wert für ein Zeitintervall übersteigt, was der in HCNTR gesetzten Zählung entspricht, oder kleiner als der Minimalwert für ein Zeitintervall ist, das der in LCNTR gesetzten Zählung entspricht, so wird die Subroutine beendet und ein Alarmzustand angezeigt.
In den Schritten 1105 und 1106 führt das Programm eine Schleife aus, in der darauf gewartet wird, daß Motorschaltungs-Einschwingvorgänge ausklingen. Jede Unterbrechung, die während der Ausführung der Schleife auftritt, bewirkt eine Ausführung der NMIR-Routine, und während ihrer Ausführung wird der Motorstrom gemessen, in einen Digitalwert umgewandelt und gespeichert, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert wurde. Im Schritt 1107 wird der gespeicherte Stromwert mit einem Bezugswert verglichen, um festzustellen, ob der Strom zu hoch ist. Unter der Annahme, daß der Motorstrom nicht zu hoch ist, wird HCNTR im Schritt 1108 neu geladen, um das Hochstrom-Zeitsteuerintervall neu zu starten. Im Schritt 109 wird der Stromwert mit einem minimalen Bezugswert verglichen, um festzustellen, ob er zu niedrig ist. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, wird LCNTR im Schritt 1110 neu geladen, um das Niedrigstrom-Zeitsteuerintervall neu zu starten. Die Schritte 1111 und 1112 verbrauchen lediglich Zeit, so daß die die Schritte 1105-1114 umfassende Schleife 0,1 Sekunden benötigt. Im Schritt 1113 wird QSEC verkleinert, und im Schritt 1114 erfolgt eine Überprüfung, um festzustellen, ob QSEC den Wert Null erreicht hat. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1105 und wiederholt die Schleife.
Nach einer Viertelsekunde erweist sich die Überprüfung im Schritt 1114 als wahr, so daß sich das Programm zum Schritt 1115 bewegt, in dem QSEC neu geladen wird, um eine Zeit für ein weiteres Viertelsekunden-Intervall abzumessen, und CYCLES wird verkleinert. CYCLES wird dann im Schritt 1116 überprüft, um festzustellen, ob die erforderliche Anzahl von Viertelsekunden- Intervallen abgelaufen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, so verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1105. Wenn die erforderliche Anzahl von Viertelsekunden-Intervallen abgelaufen ist, so ist die erforderliche Bewegung des Motors abgeschlossen. Im Schritt 1117 sendet der Mikroprozessor einen Wert an das Ausgangsregister des VIA 208, wodurch jeder eingeschaltete Motor abgeschaltet wird. Es erfolgt dann eine Rückkehr zur aufrufenden Routine.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1100 zeigt, daß POUTF nicht gesetzt wurde, so überprüft das Programm die EOTOUT-Flagge, um festzustellen, ob einer der Grenzschalter 254 oder 256 betätigt ist. Wenn einer der Grenzschalter betätigt ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1117, schaltet den Motor ab und kehrt zur aufrufenden Routine zurück.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1107 zeigt, daß der Motorstrom zu hoch ist, so verzweigt sich das Programm zum Schritt 1120, in dem HCNTR verkleinert wird. HCTNR wird dann bei 1121 überprüft, um festzustellen, ob der Hochstromzustand für eine zu lange Zeit vorgelegen hat. Wenn dies nicht der Fall ist, so bewegt sich das Programm zum Schritt 1111 und läuft in der vorstehend beschriebenen Weise weiter. Wenn der Hochstromzustand für eine zu lange Zeit andauert, so wird HCNTR auf Null verkleinert, und die Überprüfung im Schritt 1121 erweist sich als wahr. In diesem Fall werden Flaggen gesetzt, um einen Blockieranzeiger 314 zu setzen und um den Alarm 286 ertönen zu lassen, worauf das Programm zu der Alarmroutine springt.
Die Schritte 1130-1132 dienen dem gleichen Zweck wie die Schritte 1120-1122, mit der Ausnahme, daß sie eine Zeitmessung des Intervalls durchführen, über das der Motorstrom unterhalb des erforderlichen Minimalwertes liegt.

Einstellroutine

Die ADJUST- (Einstell-) Routine steuert die Motoren M1 und M2 zur Einstellung des Scherbalkens gegenüber dem Schneidkopf. Das Programm springt zu der ADJUST-Routine vom Schritt 706 der READY-Routine aus, wenn der Einstellschalter 308 betätigt wurde. Die ADJUST-Routine beginnt im Schritt 1200, in dem die BELEGT- (BUSY-) Flagge gesetzt wird und die BEREITSCHAFTSLAMPEN-Flagge zurückgesetzt wird, so daß die Anzeiger 314 in richtiger Weise den Zustand des Systems anzeigen. Der Speicherplatz TIMS wird auf 2 gesetzt. Wenn die Speisung der Motoren 110 und 112 zu einem Zusammenprall zwischen dem rotierenden Schneidkopf 100 und dem Scherbalken 102 führt, so wird TIMS verkleinert, und wenn TIMS=0 ist, so ist die Einstellung abgeschlossen. Bestimmte Flaggen, wie z. B. IMP1, IMP2 und HITFLG werden im Schritt 1200 gelöscht.
Im Schritt 1201 wird EOTIN überprüft, um festzustellen, ob einer der Schalter 258 oder 260 betätigt ist, weil ein Ende des Scherbalkens 102 das Ende seiner Bewegungsbahn in Richtung auf den Schneidkopf 100 erreicht hat. Wenn keiner der Schalter betätigt ist, wird im Schritt 1202 die RPMOK-Flagge geprüft, um sicherzustellen, daß der Schneidkopf sich schneller als mit einer vorgegebenen minimalen Drehzahl dreht. Unter der Annahme, daß die Drehzahl befriedigend ist, löscht das Programm die Flagge für das Setzen des RPM-Anzeigers 314.
Das Programm springt im Schritt 1204 auf die TSTGEN-Subroutine, um den Klopfsensor 118 und dessen Ausgangsschaltungen zu prüfen, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Bei Rückkehr von dieser Subroutine springt das Programm auf die GETNOI-Subroutine, um das Hintergrund-Störgeräusch zu bestimmen.
Im Schritt 1206 holt der Mikroprozessor M1IN und setzt WICHMO, um anzuzeigen, daß der Motor M1 aktiv ist. Das Programm gewinnt dann ONTIME, die Anzahl der Viertelsekunden-Intervalle, über die der Motor M1 angesteuert werden soll. M1IN wird dann an den VIA 218 ausgesandt und der VIA erzeugt ein Ausgangssignal über seinen BUS zu Ansteuerung des Relais K2, wodurch der Motor M1 in einer Richtung angetrieben wird, die das Ende A (Fig. 2) des Scherbalkens 102 in Richtung auf den Schneidkopf 100 bewegt.
Im Schritt 1208 wird QSEC gesetzt, um eine Viertelsekunde abzumessen. Die Schritte 1209 und 1210 führen eine 100 ms- Verzögerung ein, um ein Abklingen elektrischer Einschwingvorgänge zu ermöglichen, die sich aus der Motoransteuerung ergeben, worauf ein Sprung auf die RDSENS-Subroutine erfolgt, um das Ausgangssignal des Klopfsensors abzutasten und diesen in einen Digitalwert umzuwandeln. Im Schritt 1212 wird dieser Wert mit dem Wert von NOI2 verglichen, der während der Ausführung von GETNOI im Schritt 1205 gewonnen wurde. Wenn der Klopfsensor-Ausgangswert größer als NOI2 ist, so zeigt dies an, daß der Schneidkopf auf den Scherbalken auftrifft, so daß sich das Programm auf Fig. 12C verzweigt.
Unter der Annahme, daß der Sensor-Ausgangswert kleiner als NOI2 ist, so zeigt dies an, daß kein Auftreffen erfolgt ist, so daß das Programm vom Schritt 1212 zum Schritt 1213 übergeht, in dem der Motorstromwert, der während der letzten Ausführung der NMIR-Routine gewonnen wurde, mit einem Wert verglichen wird, der den maximal zulässigen Strom darstellt. Wenn der Motorstrom den maximal zulässigen Wert nicht übersteigt, so wird der im Schritt 1215 mit einem Wert verglichen, der den minimal zulässigen Strom darstellt. Es sei bemerkt, daß die Schritte 1213-1222 der ADJUST- (Einstell-) Routine exakt den Schritten 1107-1113, 1120-1122 und 1130-1132 der vorstehend beschriebenen PULOUT-Subroutine entsprechen.
Wenn die Prüfungen des Motorstromes zeigen, daß er innerhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte liegt, so wird im Schritt 1224 die EOTIN-Flagge geprüft, um festzustellen, ob der Motor das Ende des Scherbalkens auf seinen inneren Bewegungsgrenzwert angetrieben hat. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird die RPMOK-Flagge überprüft, um festzustellen, ob sich der Schneidkopf immer noch dreht. Unter der Annahme, daß dies der Fall ist, wird QSEC im Schritt 1226 verkleinert und dann bei 1227 überprüft, um festzustellen, ob die Viertelsekunde abgelaufen ist.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1227 zeigt, daß eine Viertelsekunde nicht abgelaufen ist, so führt das Programm eine Schleife zurück zum Schritt 1211 aus und wiederholt die Schleife, die die Schritte 1211-1216 und 1224-1227 umfaßt. Wenn eine Viertelsekunde abgelaufen ist, erweist sich die Prüfung im Schritt 1227 als wahr, und das Programm bewegt sich zum Schritt 1228, in dem es QSEC zurücksetzt, um ein weiteres Viertelsekunden-Intervall abzumessen, und ONTIME, d. h. die Anzahl der Viertelsekunden-Intervalle, über die der Motor eingeschaltet sein soll, verkleinert. Bei einem typischen System kann ONTIME ungefähr 10 derartiger Intervalle umfassen.
Nachdem ONTIME verkleinert wurde, wird im Schritt 1229 eine Prüfung durchgeführt, um festzustellen, ob das Motoreinschaltintervall abgelaufen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, so führt das Programm eine Schleife zurück zum Schritt 1211 aus. Wenn das Einschaltintervall abgelaufen ist, so bewegt sich das Programm zum Schritt 1262 (Fig. 12C) in dem die Flaggen IMP1, IMP2 und HITFLAG gelöscht werden. Das Programm läuft dann zum Schritt 1230 (Fig. 12D) weiter, in dem der Mikroprozessor einen Code an den V1A208 aussendet, der das Ausgangssignal zur Ansteuerung des Relais K2 beendet. Wenn sich das Relais K2 öffnet, so stoppt der Motor M1. Ein Sprung erfolgt dann zur TSTGEN-Subroutine, um den Betrieb des Klopfsensors zu überprüfen, bevor die Bewegung des anderen Motors begonnen wird. Bei der Rückkehr von TSTGEN wird der Speicherplatz WICHMO überprüft, um festzustellen, ob M1 oder M2 derjenige Motor war, dessen Bewegung gerade beendet wurde. Wenn WICHMO eine Anzeige für M1 liefert, so wird dieser Wert im Schritt 1233 so gesetzt, daß er M2 anzeigt, und es wird der Code zur Steuerung von M2 zur Bewegung des Scherbalkens nach innen in Richtung auf den Schneidkopf gewonnen. Wenn andererseits die Überprüfung im Schritt 1232 anzeigen würde, daß WICHMO auf M2 gesetzt wird, so wird dieser Wert im Schritt 1234 so gesetzt, daß er M1 anzeigt, und ein Code zur Steuerung von M1 zur Bewegung des Scherbalkens nach innen wird gewonnen. Nach dem Abschluß des Schrittes 1233 oder 1234 verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1207 (Fig. 12A), in dem der im Schritt 1233 oder 1234 gewonnene Code zum VIA 208 ausgesandt wird, um entweder das Relais K2 oder das Relais K4 anzusteuern und damit den Motor M1 oder M2 zu aktivieren, damit der das zugehörige Ende des Scherbalkens nach innen in Richtung auf den Messerkopf bewegt.
In Abhängigkeit von der Position des Scherbalkens zum Zeitpunkt der Einleitung des Einstellvorganges können M1 und M2 abwechselnd ein oder mehrere Male eingeschaltet werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde, ohne daß eines der Enden des Scherbalkens in Berührung mit dem rotierenden Schneidkopf angetrieben wird. Schließlich führt jedoch das Einschalten eines der Motoren zu einer Berührung. Wenn RDSENS im Schritt 1211 ausgeführt wird, um den Klopfsensorausgang auszulesen, so ist dann das Ausgangssignal größer als NOI2. Daher wird, wenn der Klopfsensor-Ausgang mit NOI2 im Schritt 1212 verglichen wird, das Programm das Auftreffen erkennen und sich zum Schritt 1240 (Fig. 12C) verzweigen, in dem ein Code an den VIA 208 ausgesandt wird, der alle Relais K2 bis K5 abschaltet, wodurch alle Motoren gestoppt werden. Im Schritt 1241 wird WICHMO geprüft, um festzustellen, welcher Motor dieses Auftreffen hervorgerufen hat. Wenn dies M1 war, so wird die Flagge IMP1 im Schritt 1242 gesetzt. IMP1 und IMP2 werden im Schritt 1243 geprüft, um festzustellen, ob beide gesetzt wurden. Wenn sowohl IMP1 als auch IMP2 gesetzt sind, so wird HITFLG im Schritt 1244 gesetzt, bevor der Schritt 1245 ausgeführt wird. Wenn IMP1 und IMP2 nicht beide gesetzt sind, so verzweigt sich das Programm von Schritt 1243 zum Schritt 1245.
Im Schritt 1245 wird die Flagge POUTF gelöscht, der Code für eine Auswärtsbewegung von M1 wird zum A-Register des Mikroprozessors geholt, und BOUT, die Anzahl von Viertelsekunden- Intervallen, über die der Motor eingeschaltet werden soll, wird in das X-Register des Mikroprozessors geladen. BOUT kann in der Größenordnung von 5 derartigen Intervallen sein. Ein Sprung erfolgt dann zur PULOUT-Subroutine, um M1 in einer derartigen Richtung einzuschalten, daß der Scherbalken 102 von dem Schneidkopf 100 fort bewegt wird.
Bei Rückkehr von der PULOUT-Subroutine wird HITFLG geprüft. Wenn diese Flagge nicht gesetzt ist, d. h. wenn sich nicht mindestens ein Aufprall durch jeden der Motore ergeben hat, so bewegt sich das Programm zum Schritt 1248, in dem die TSTGEN-Subroutine ausgeführt wird, um den Klopfsensor zu prüfen. Im Schritt 1249 wird WICHMO gesetzt, um M2 anzuzeigen, QSEC wird zurückgesetzt, um ein Viertelsekundenintervall abzumessen, und der Code zur Steuerung des Motors M2 für eine Einwärtsbewegung des Scherbalkens wird gewonnen. Das Programm verzweigt sich dann zurück zum Schritt 1207, in dem der Motor dadurch eingeschaltet wird, daß der Code an den VIA 208 ausgesandt wird.
Bei Rückkehr zum Schritt 1241, und wenn die Überprüfung zeigt, daß WICHMO zur Anzeige von M2 gesetzt ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1252. Die Schritte 1252-1259 entsprechen den Schritten 1242-1249, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß die Flagge IMP2 im Schritt 1252 gesetzt wird, der Code zum Einschalten vom M2 im Schritt 1255 gewonnen wird, WICHMO auf M1 gesetzt wird, und der Code zum Einschalten des Motors M1 im Schritt 1259 gewönnen wird.
Wenn eine Überprüfung im Schritt 1247 oder 1257 zeigt, daß HITFLG gesetzt ist, so verkleinert das Programm dann TIMS bei 1260 und prüft diesen Wert bei 1261. Wenn TIMS nicht gleich Null ist, so verzweigt sich das Programm auf 1262, um IMP1, IMP2 und HITFLG für eine Vorbereitung zur Überprüfung auf einen weiteren Satz von Aufprallvorgängen zu löschen, und zwar einen für jedes Ende des Scherbalkens. Das Programm verläuft dann weiter zur Fig. 12D, in der der Zustand von WICHMO geändert wird und der Code zur nachfolgenden Ansteuerung eines der Motoren gewonnen wird, bevor eine Verzweigung zurück zum Schritt 1270 zum Einschalten des Motors durchgeführt wird.
Wenn die Überprüfung 1261 sich als wahr erweist, so bedeutet dies, daß die Einstellfolge abgeschlossen ist. Eine Flagge wird im Schritt 1263 gesetzt, um den Alarm 1286 ertönen zu lassen, und das Programm springt dann auf die READY- (Bereitschafts-) Routine.
Es wurde festgestellt, daß nach zwei "Treffern", d. h. nachdem Aufprallvorgänge zweimal das Setzen von HITFLG hervorgerufen haben, der Scherbalken einen Abstand in der Größenordnung von 0,05 (0,127 mm) bis 0,010 Zoll (0,254 mm) von dem Schneidkopf hat und im wesentlichen parallel zu diesem verläuft. Der Spalt zwischen dem Scherbalken 102 und dem Schneidkopf 100 am Ende des Einstellvorganges wird in weitem Umfang durch den Wert von BOUT im Schritt 1245 oder 1255 bestimmt, der seinerseits die Dauer der Motoransteuerung während der PULOUT-Subroutinen im Schritt 1246 und 1256 steuert.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1201 oder 1224 zeigt, daß die EOTIN-Flagge gesetzt ist, so bedeutet dies, daß einer der Bewegungsgrenzschalter 258 oder 260 betätigt wurde, weil ein Ende des Scherbalkens bis auf das Ende seiner Bewegungsbahn in Richtung auf den Schneidkopf bewegt wurde. In diesem Fall setzt das Programm Flaggen, um einen der Anzeiger 214 einzuschalten, um EOT anzuzeigen und einen Alarm ertönen zu lassen und springt dann auf die ALARM-Routine. In ähnlicher Weise testet, wenn die RPMOK-Flagge nicht gesetzt ist, wenn die Überprüfung im Schritt 1225 erfolgt, das Programm entsprechende Flaggen zum Einschalten des RPM-Anzeigers und des Alarms, und springt auf die ALARM-Routine.
Im Schritt 1202 wird die RPMOK-Flagge vor irgendeiner Motorbetätigung geprüft. Wenn die Flagge nicht gesetzt ist, so setzt das Programm Flaggen zur Abgabe einer Alarmanzeige und prüft im Schritt 1281 die QUIT- (Abbruch-) Flagge, um festzustellen, ob die Bedienungsperson den Abbruch- (QUIT-) Schalter betätigt hat. Wenn dies der Fall ist, so springt das Programm auf die Bereitschaftsroutine. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird ein Warten auf eine Unterbrechung während des Wartevorganges ausgeführt. Das Programm verzweigt sich dann zurück zum Schritt 1202, um erneut die RPMOK-Flagge zu prüfen. Wenn der Schneidkopf dann seine Drehzahl hat, so löscht das Programm die Alarmflaggen im Schritt 1203.
Es ist für den Fachmann zu erkennen, daß es durch geeignete Programmierung des VIA 208 derart, daß einige seiner BUS-Bitpositionen abwechselnd als Eingang oder Ausgang dienen, es möglich sein würde, den PIA 206 vollständig fortzulassen. Daher ergeben sich weite Möglichkeiten bei der Programmierung der Steuerung der verschiedenen Anzeiger und Alarmgeber. Aus diesem Grund ist die ALARM-Routine nicht speziell beschrieben. Der PIA 206 ist nur dann erforderlich, wenn zusätzliche Steuermerkmale, wie z. B. eine automatische Messerschärfsteuerung dem System hinzugefügt werden.

PULFOUT-Routine

Wie es weiter oben angegeben wurde, wird die PULSW-Flagge gesetzt, wenn die Abbruch- und Einstell-Schalter gleichzeitig betätigt werden. Durch Betätigen beider Schalter kann die Bedienungsperson die PULFOUT-Routine einleiten, die jedes Ende des Scherbalkens 102 bis zu seiner Bewegungsgrenze von dem Schneidkopf 100 fort bewegt.
Wenn die Überprüfung im Schritt 708 zeigt, daß PULSW gesetzt ist, so springt das Programm auf die in Fig. 13 gezeigte PULFOUT-Routine. Im Schritt 1300 werden die Belegt- und POUTF- Flaggen gesetzt, die Zeitdauer zum Einschalten des Motors wird in das X-Register des Mikroprozessors geladen, und der Code zum Einschalten von M1 zur Auswärtsbewegung des Scherbalkens wird in das A-Register eingegeben. Das Programm springt dann auf die PULOUT-Subroutine, um M1 anzusteuern. Bei Rückkehr zu PULFOUT wird EOTOUT1 geprüft, um festzustellen, ob sich das Ende A des Scherbalkens an seiner Bewegungsgrenze befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird die QUIT- (Abbruch-) Flagge im Schritt 1303 geprüft. Unter der Annahme, daß der Abbruchschalter nicht von der Bedienungsperson betätigt worden ist, erhält der Mikroprozessor die Steuerwerte für eine Auswärtsbewegung des Motors M2 (Schritt 1304) und führt dann die PULOUT-Subroutine im Schritt 1305 aus, um das Ende B des Scherbalkens zu bewegen. Im Schritt 1306 wird EOTOUT2 geprüft, um festzustellen, ob das Ende B des Scherbalkens sich an seiner Bewegungsgrenze befindet, und wenn dies nicht der Fall ist, so wird die OUIT-Flagge im Schritt 1307 geprüft.
Wenn der QUIT- (Abbruch-) Schalter nicht gedrückt ist, so verzweigt sich das Programm zurück zum Anfang der Subroutine und setzt die Ausführung der vorstehend beschriebenen Schritte fort. Wenn das Ende A des Scherbalkens seine äußere Bewegungsgrenze erreicht, erweist sich die Überprüfung bei 1302 als wahr, und das Programm verzweigt sich zum Abschalten des Motors (Schritt 1308) und zum Setzen der Flagge zum Einschalten des Alarms (Schritt 1309), so daß dieser ertönt. Das Programm springt dann zur READY- (Bereitschafts-) Routine. Das Programm verzweigt sich weiterhin zum Schritt 1308, wenn die Überprüfung im Schritt 1306 anzeigt, daß sich das Ende B des Scherbalkens an seiner äußeren Bewegungsgrenze befindet.
Die PULFOUT-Subroutine kann dadurch gestoppt werden, daß lediglich der QUIT-Schalter allein gedrückt wird. Hierdurch wird die QUIT-Flagge gesetzt, so daß sich das Programm vom Schritt 1303 oder 1307 auf den Schritt 1308 verzweigt, wodurch der Rückwärtsbewegungsvorgang beendet wird.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die vorliegende Erfindung eine vollständig automatische Steuerung zur Einstellung der Position eines Scherbalkens gegenüber einem rotierenden Schneidkopf ergibt, indem abwechselnd zunächst der eine und dann der andere Motor abwechselnd eingeschaltet wird, um zunächst ein Ende des Scherbalkens und dann das andere Ende zu bewegen. Das System schließt einen Klopfer zur Erzeugung von Schwingungen in dem Scherbalken ein, so daß die Betriebsfähigkeit des Klopfsensors und seiner zugehörigen Schaltungen automatisch geprüft werden kann. Das System überprüft weiterhin automatisch "Störgeräusch"-Schwingungen in dem Scherbalken und stellt die Empfindlichkeit des Systems auf das Ausgangssignal von dem Klopfsensor ein.

Claims

1. Schneidvorrichtung mit einem einstellbaren Scherbalken (102), der mit einem in Drehung versetzbaren Schneidkopf (100) zusammenwirken kann, um zwischen dem Scherbalken und dem Schneidkopf hindurchlaufendes Material zu schneiden, wobei die Vorrichtung einen Einstellmechanismus (110,112,116,118,122) zur Einstellung des Spiels zwischen dem Scherbalken (102) und dem Schneidkopf (100) umfaßt und der Einstellmechanismus Motoreinrichtungen (110,112), die betriebsmäßig mit dem Scherbalken (102) gekoppelt sind, Schwingungssensoreinrichtungen (118) zur Messung einer Berührung zwischen dem Scherbalken (102) und dem Schneidkopf (100) und elektrische Steuereinrichtungen (116) einschließt, die betreibbar sind, um die Motoreinrichtungen (110, 112) anzusteuern, und die auf die Schwingungssensoreinrichtungen (118) ansprechen, um den Scherbalken (102) automatisch gegenüber dem Schneidkopf (100) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung weiterhin Prüfsignalgeneratoreinrichtungen (122) umfaßt, die auf die elektrischen Steuereinrichtungen (116) ansprechen, um Schwingungen in dem Scherbalken (102) hervorzurufen, die von den Sensoreinrichtungen (118) gemessen werden, um die Betriebsfähigkeit der Sensoreinrichtungen (118) zu bestimmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Anzeigeeinrichtungen umfaßt, und daß die Steuereinrichtungen (116) betreibbar sind, um das von den Generatoreinrichtungen (122) hervorgerufene und von den Sensoreinrichtungen (118) gemessene Prüfsignal mit einem Bezugswert zu vergleichen und um die Anzeigeeinrichtungen anzusteuern, wenn das Prüfsignal kleiner als der Bezugswert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) betreibbar sind, um automatisch das Spiel einzustellen, wenn das Prüfsignal den Bezugswert überschreitet, und um die automatische Einstellung zu stoppen, wenn das Prüfsignal kleiner als der Bezugswert ist.

4. Schneidvorrichtung mit einem einstellbaren Scherbalken (102), der mit einem in Drehung versetzbaren Schneidkopf (100) zusammenwirken kann, um zwischen dem Scherbalken und dem Schneidkopf hindurchlaufendes Material zu schneiden, und mit einer Schwingungssensoreinrichtung (118) zur Messung von Schwingungen in den Scherbalken (102) und zur Erzeugung eines diese Schwingungen darstellenden elektrischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin folgende Teile umfaßt:

Schwingungserzeugereinrichtungen (122) zum Hervorrufen von Schwingungen in dem Scherbalken (102), die von dem Schwingungssensor (118) gemessen werden,

Anzeigeeinrichtungen, und

Steuereinrichtungen (116) zum Ansteuern der Schwingungserzeugereinrichtungen (122) zum Hervorrufen der Schwingungen, zum Vergleichen des die Schwingungen darstellenden Signals von der Schwingungssensoreinrichtung (118) mit einem Bezugswert und zum Ansteuern der Anzeigeeinrichtungen, wenn das die Schwingungen darstellende Signal kleiner als der Bezugswert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Vorrichtung weiterhin Motoreinrichtungen (110,112) umfaßt, die betriebsmäßig mit dem Scherbalken (102) verbunden sind, um das Spiel zwischen dem Scherbalken (102) und dem Schneidkopf (100) einzustellen, und

die Motoreinrichtungen (110,112) auf die Steuereinrichtungen (116) ansprechen, um automatisch das Spiel einzustellen, wenn das die Schwingungen darstellende Signal den Bezugswert überschreitet, und um die automatische Einstellung zu stoppen, wenn das die Schwingungen darstellende Signal kleiner als der Bezugswert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (116) wiederholt die Betriebsfähigkeit der Schwingungssensoreinrichtung (118) vor und während des Scherbalken-Einstellvorganges prüft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Vorrichtung weiterhin einen Analog-/Digitalwandler (204) umfaßt, der auf die Schwingungssensoreinrichtung (118) anspricht, um einen Digitalwert zu erzeugen, der die Größe der von der Schwingungssensoreinrichtung (118) in Abhängigkeit von Schwingungen in dem Scherbalken (102) erzeugten Ausgangssignale anzeigt, und

die Steuereinrichtungen (116) betreibbar sind, um den digitalen Wert mit dem Bezugswert zu vergleichen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) Mikroprozessor-gesteuert sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwingungen hervorrufenden Einrichtungen einen einen magnetspulenbetätigten Klopfer (122) umfassen, der einen federvorgespannten Anker einschließt, der ein Aufprallelement (126) trägt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwingungen hervorrufenden Einrichtungen (122) und die Schwingungssensoreinrichtung betriebsmäßig mit Halterungseinrichtungen (104) verbunden sind, die den Scherbalken (102) in einstellbarer Weise haltern.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) Einrichtungen zur Anpassung des Schwellenwertes der Schwingungssensoreinrichtung (118) entsprechend dem Pegel von Hintergrundstörgeräuschen umfassen, die sich aus dem normalen Betrieb der Vorrichtung ergeben, so daß Schwingungen in dem Scherbalken (102), die sich aus der Berührung zwischen dem Scherbalken (102) und dem rotierenden Schneidkopf (100) ergeben, von Schwingungen unterscheidbar sind, die sich aus den Hintergrundstörgeräuschen ergeben.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 unter Rückbeziehung auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) betreibbar sind, um das von der Schwingungssensoreinrichtung (118) festgestellte Hintergrund-Störgeräusch in dem Scherbalken (102) zu messen, eine digitale Anzeige dieses Hintergrund-Störgeräusches zu erzeugen, einen sicherheitsfaktor-Wert hierzu zu addieren, um einen Empfindlichkeitspegel-Wert zu gewinnen, das Schwingungssensor-Ausgangssignal während der Scherbalkeneinstellung abzutasten, um eine Berührung zwischen dem Scherbalken (102) und dem Schneidkopf (100) nachzuweisen, und die Bewegung des Scherbalkens (102) in Richtung auf den Schneidkopf (100) zu stoppen, wenn das abgetastete Ausgangssignal den Empfindlichkeitspegel-Wert übersteigt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, 5 und 6 oder einem der Ansprüche 7-12, wenn diese nicht auf Anspruch 4 zurückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) Einrichtungen zur Messung der Größe des durch die Motoreinrichtungen (110,112) fließenden Stromes und zur Abschaltung der Motoreinrichtungen (110,112) einschließen, wenn die Größe oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen Bereiches über ein vorgegebenes Zeitintervall liegt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, 5, 6 und 13 oder einem der Ansprüche 7-12, wenn diese nicht auf Anspruch 4 zurückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) Einrichtungen (114) zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes (100) und zum Abschalten der Motoreinrichtungen (110, 112) einschließen, wenn die Drehgeschwindigkeit kleiner als eine vorgegebene minimale Drehgeschwindigkeit ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) wiederholt die Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes (100) vor und während des Scherbalken-Einstellvorganges prüfen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, 5, 6 und 13-15 oder einem der Ansprüche 7-12, wenn diese nicht auf Anspruch 4 zurückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (116) Einrichtungen zum automatischen Stoppen der Bewegung des Scherbalkens (102) einschließen, wenn die Motoreinrichtungen (110, 112) über zumindestens eine bestimmte Zeitperiode arbeiten, ohne daß eine Berührung zwischen dem Scherbalken (102) und dem Schneidkopf (100) auftritt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum automatischen Stoppen der Bewegung des Scherbalkens (102) einen Zähler, Einrichtungen zum Setzen des Zähler auf einen ersten vorgegebenen Wert, Einrichtungen zur Modifikation des Wertes in dem Zähler unter festen Zeitintervallen, während sich der Scherbalken (102) in Richtung auf den Schneidkopf (100) bewegt, und Einrichtungen umfassen, die auf den Zähler ansprechen, wenn dieser einen zweiten vorgegebenen Wert enthält, um die Motoreinrichtungen (110, 112) abzuschalten.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, 5, 6 und 13-17 oder einem der Ansprüche 7-12, wenn diese nicht auf Anspruch 4 zurückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoreinrichtungen erste und zweite Motoren (110,112) umfassen, und daß die Steuereinrichtungen (116) Folgesteuerungseinrichtungen zum selektiven Ansteuern der ersten und zweiten Motoren (110,112) zum Bewegen des Scherbalkens (102) gegenüber dem Schneidkopf (100) umfassen.