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Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine Die Erfindung betrifft
eine Steuervorrichtung für Arbeitsmaschinen, bei denen ein Werkstück gemäß einem
auf einer Magnetspur aufgezeichneten Programm langsamer oder schneller vorgeschoben
werden kann, so daß das Werkstück in eine bestimmte Stellung zwecks Bearbeitung
gebracht werden kann. Die Maschine kann z. B. eine Bogenschere für Papier sein.
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Um zu gewährleisten, daß das Werkstück in der richtigen Stellung anhält,
ist bereits vorgeschlagen worden, zwei verschiedene Abtastköpfe so anzuordnen, daß
ein in der Spur befindliches Zeichen beim Erreichen des ersten Tastkopfes die Vorschubgeschwindigkeit
herabsetzt und beim Erreichen des zweiten Tastkopfes nach einer bestimmten Zeit
das Werkstück stillsetzt. In diesem Falle ist für jeden Tastkopf ein besonderer
Verstärker erforderlich, und außerdem müssen Vorkehrungen getroffen sein, um beim
Eintreffen eines nachfolgenden Zeichens unter dem ersten Tastkopf, bevor das Werkstück
stehengeblieben ist, einen erneuten übergang auf die höhere Vorschubgeschwindigkeit
zu verhindern. Hierzu kann beispielsweise ein Impulsspeicher dienen, worin für jedes
am ersten Tastkopf vorbeigehende Zeichen ein Impuls gespeichert wird, während jedesmal
nach Beendigung eines Bearbeitungsvorganges ein Impuls im Speicher subtrahiert wird.
Die Magnetspur kann in bekannter Weise z. B. als Magnetband oder Magnetdraht ausgebildet
sein.
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Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung der genannten Art wird
weniger Bauaufwand benötigt. Diese Steuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß vor Beginn der Vorschubbewegung des Werkstücks ein Tastkopf von einer Stellung
in eine andere Stellung verschoben wird und hierbei die Magnetspur zwischen diesen
Stellungen ganz oder teilweise abtastet, wobei das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein
eines Zeichens auf dieser Strecke der Magnetspur die Vorschubgeschwindigkeit des
Werkstücks und die Stelle, an welcher der Tastkopf zur Ruhe kommt, bestimmt.
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Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß beim Auftreten eines
Zeichens im Tastkopf während dessen Verschiebung das Werkstück im Schleichgang vorgeschoben
wird und der Tastkopf in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, während ohne Auftreten
eines solchen Zeichens der Tastkopf in der zweiten Stellung zur Ruhe kommt und das
Werkstück mit Normalgeschwindigkeit vorrückt, bis der Tastkopf ein Zeichen auf der
Spur feststellt, woraufhin der Vorschub des Werkstücks gedrosselt wird und der Tastkopf
in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Es ist dafür gesorgt, daß die Rückholgeschwindigkeit
des Tastkopfes in seine Ausgangsstellung schneller als die Vorschubgeschwindigkeit
der Magnetspur ist, so daß der Tastkopf imstande ist, das gleiche auf der Spur aufgezeichnete
Zeichen nochmals abzutasten und dadurch das Werkstück stillzusetzen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Bewegung
des Tastkopfes durch zwei Elektromagnete gesteuert, die je einer Bewegungsrichtung
des Tastkopfes zugeordnet sind.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.
Hierin ist F i g. 1 die Seitenansicht einer Papierschneidemaschine, bei der die
Erfindung angewandt ist, F i g. 2 eine Teildarstellung der F i g. 1 in größerem
Maßstab, F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung und
F
i g. 4 ein teilweise schematisches Schaltbild einer Steuervorrichtung gemäß der
Erfindung.
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Die in F i g. 1 gezeigte Papierschneidemaschine besitzt ein Bett 1,
das zwischen Seitengestellen 2 befestigt ist. Ferner ist das Bett 1 mit zusätzlichen
Trägern 3 und 4 versehen. Ein Schneidmesser mit Papierhalter (nicht gezeigt) befindet
sich oberhalb des Bettes 1 zwischen den Seitengestellen. Ein Anschlaglineal 5 ist
auf dem Arbeitsbett 1 verschiebbar, um einen Stapel von Papierbogen zum: Schneidmesser
vorzuschieben. Das Lineal 5 wird von einer Leitspindel 6 angetrieben, die mit einem
Fortsatz 7 an der Unterseite des Lineals im Eingriff steht. Das vordere Ende der
Leitspindel 6 ist mit einem Handrad 8 zur manuellen Betätigung des Lineals.5
versehen.- Die Leitspindel 6 ist über ein Vorgelege mit den Zahnrädern
9 und 10 mechanisch mit einer Antriebswelle 11 gekuppelt. Die Welle
11 treibt ein Stiftrad 12 für die Vorschubeinrichtung eines Magnetbandes,- die im
einzelnen in F i g. 2 gezeigt ist. Das hintere Ende der Leitspindel 6 trägt eine
Riemenscheibe 13 und eine Bremse 14. Ein Antriebsriemen 15 verbindet
die Scheibe 13 mit einer Riemenscheibe 16, die sich auf einer Welle 17 befindet.
Die Welle 17 kann entweder von einem Motor 18 mit großer Geschwindigkeit oder von
einem Motor 19 mit geringer Geschwindigkeit angetrieben werden. Kupplung uni Vorgelege
für die Motoren 18 und 19 sind bei 20 und 21 gezeigt. Die elektrische Steuervorrichtung
zur Betätigung des Lineals 5 in Abhängigkeit von dem auf dem Magnetband aufgezeichneten
Programm befindet sich in einem Kasten 22 an der Seite des Gestells
2.
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In der Vorschubeinrichtung für das Magnetband ist das Stiftrad 12
auf einer Grundplatte 23 gelagert. Ein Magnetband 24 wird von einer Vorratsspule
25 über das Stiftrad 12 und eine Umlenkrolle 26 zu einer Aufnahmespule 27 geführt.
Das Magnetband 24 läuft über einen Tastkopf 28, der sich in einem Halter 29 befindet,
welcher längs einer Führung 30 in einer Platte 31 verschiebbar ist. Der Halter 29
ist mit dem einen Ende eines Hebels 32 verbunden, dessen anderes Ende mit einer
Stange 33 verbunden ist. Der Hebel 32 ist bei 34 gelagert. Die Stange 33
kann von zwei Elektromagneten 35 und 36 so verschoben werden, daß der Tastkopf
28 eine der beiden gezeichneten Stellungen einnimmt. Bei Erregung des Magneten
35 wird der Tastkopf 28 nach links in F i g. 2 und bei Erregung des Magneten
36 nach rechts bewegt.
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Die Stange 33 ist mechanisch mit zwei Schaltern 37 und 38 verbunden,
deren Betätigung durch den Elektromagneten 35 weiter unten an Hand der F i g. 4
erläutert wird. Die Elektromagnete 35 und 36 und die Schalter 37 und 38 befinden
sich auf einem Winkel 39, der mit zwei Schrauben 40 auf der Platte
23 befestigt ist.
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In F i g. 3 ist ein erfindungsgemäß verwendetes Magnetband dargestellt.
Das Magnetband 24 ist mit einer Anzahl von Marken 41, 41' und 41"
versehen. Die Marken oder Zeichen bilden zusammen das vorgeschriebene Programm und
dienen zur Steuerung des schrittweisen Papiervorschubs in der Maschine nach F i
g. 1, so daß am Ende jedes Schrittes ein Bearbeitungsvorgang (z. B. Beschneiden)
vorgenommen werden kann. Um das Papier genau an den gewünschten Stellen bearbeiten
zu können, wird der Vorschub herabgesetzt, bevor eine Haltestelle erreicht wird.
Zu diesem Zweck wird der Tastkopf 28 aus der ausgezogenen Stellung (erste Stellung)
in die gestrichelte Stellung (zweite Stellung) verschoben, bevor der Papiervorschub
zu Beginn des Programms oder nach Ausführung eines Bearbeitungsvorganges einsetzt.
Wenn bei dieser Verschiebung der Tastkopf eine Marke 41' überstreicht, wird vom
Tastkopf ein Impuls empfangen, der eine Umschaltung auf den Schleichgang bewirkt.
Tritt kein solcher Impuls auf, so kommt der Tastkopf in der zweiten Stellung zur
Ruhe, und das Papier wird mit hoher Geschwindigkeit vorgeschoben, bis der Tastkopf
einen Impuls empfängt, weil beispielsweise die Marke 41" unter ihm erscheint.
Dann wird ebenfalls auf den Schleichgang umgeschaltet. Ist ein Impuls infolge des
Auftretens der Marke 41' oder 41" erzeugt worden, so wird der Tastkopf mit solcher
Geschwindigkeit in die Ausgangsstellung zurückgeführt, daß er abermals einen Impuls
empfangen kann, wenn diese Marke den wieder stillstehenden Tastkopf erreicht. Dieser
zweite Impuls bewirkt den Stillstand des Papiervorschubs, so daß nunmehr ein Bearbeitungsvorgang
vorgenommen werden kann. Während der Rückholbewegung des Tastkopfes wird sein Ausgang
abgeschaltet, so daß beim überstreichen der Marke, welche die Verlangsamung des
Vorschubs und die Rückkehr des Tastkopfes ausgelöst hat, kein Ausgangsimpuls auftritt.
Der Abstand zwischen den Endstellungen des Tastkopfes ist so gewählt, daß das Papier
sich auf die Schleichgeschwindigkeit verlangsamt hat, bevor es endgültig stillgesetzt
wird. Bei einer praktischen Ausführungsform bewegt sich das Magnetband mit der doppelten
Vorschubgeschwindigkeit des Papiers. In diesem Falle wurde gefunden, daß ein. Abstand
von 40 mm zwischen den Endstellungen des Tastkopfes ausreicht.
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Eine Schaltung zur Durchführung der beschriebenen Betriebsweise wird
nun an Hand der F i g. 4 beschrieben. Die Betätigung der beiden Elektromagnete 35
und 36 wird durch eine bistabile Kippschaltung 42 mit den beiden Ausgängen
A und B gesteuert. Ausgang A ist mit dem Magneten 36 und Ausgang
B mit dem Magneten 35 verbunden. Die Kippschaltung 42 besitzt ferner eine
Eingangsklemme C. Der Schalter 37, der mit dem Elektromagneten 35 mechanisch verbunden
ist, liegt im Eingang eines Schnellganganlassers 43 und wird geschlossen, wenn der
Tastkopf 28 seine zweite Stellung erreicht. Diese Eingangsleitung weist eine Klemme
D auf, an der eine konstante Spannung liegt, die zur Betätigung des Motors 18 dient.
Wenn also Schalter 37 geschlossen ist, so läuft . der Motor 18, und das Lineal 5
wird im Schnellgang vorgeschoben. Die Ausgangsspannung des Tastkopfes 28 wird im
Verstärker 44 verstärkt und kann entweder einem Schleichgangbetätigungskreis 45
oder einem Stopkreis 46 zugeführt werden. Dies wird durch den Betriebszustand zweier
Transistoren 47 und 48
bestimmt, wobei der Kollektor des Transistors
47 mit einem Widerstand 49 am Eingang des Schleichgangkreises 45 verbunden ist,
während der Kollektor des Transistors 48 an einen Widerstand 50 am Eingang des Stopkreises
46 angeschlossen ist. Der Schleichgangkreis 45 steuert die Betätigung der Motoren
18 und 19 so, daß beim Auftreten eines Signals in ihm der Schnellgangmotor 18 angehalten
wird und das Lineal vom Schleichgangmotor 19 weitergetrieben wird. Tritt ein Signal
im Stopkreis 46 auf, so wird der Motor 19 stillgesetzt und die Bremse 14 angezogen.
Der Betrieb der Transistoren 47 und 48 wird durch die Kippschaltung 42 gesteuert,
deren Ausgang A mit
der Basis von 47 verbunden ist, während die
Basis von 48 an den Ausgang B angeschlossen ist. In gewissen Fällen ist es notwendig,
daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 44 weder auf den Kreis 45 noch auf den
Kreis 46 gelangt. Dies wird mittels eines Transistors 51 bewerkstelligt, dessen
Kollektor mit der Ausgangsleitung von 44 verbunden ist. Im Basiskreis des Transistors
51 befindet sich der Schalter 38, der betätigt wird, wenn der Tastkopf 28 sich aus
der ersten in die zweite Stellung zu verschieben beginnt. Ist der Schalter 38 geschlossen,
so ist die Basis des Transistors 51 mit dem Ausgang A der Kippschaltung 42 verbunden.
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Soll das Papier in die nächste Arbeitsstellung übergeführt werden
oder ein vollständiges Programm beginnen, so wird auf die Klemme C ein Signal gegeben,
um die Schaltung 42 zu kippen. Im ersteren Falle kann dieses Signal vom Schneidmesser
ausgehen, während im letzteren Falle ein Startknopf betätigt werden müßte. Beim
Kippvorgang der bistabilen Schaltung 42 tritt eine Ausgangsspannung bei B auf, durch
welche der Elektromagnet 35 erregt wird und der Tastkopf 28 aus der ersten in die
zweite Stellung übergeht. Ferner wird hierbei der Transistor 48 geöffnet, so daß
auf den Stopkreis 46 keine Signale kommen können. Sofort, wenn der Kopf 28 sich
zu bewegen beginnt, wird der Schalter 38 geschlossen. Wenn ein Impuls (z. B. infolge
der Marke 41' in F i g. 3) vom Tastkopf während seiner Bewegung in die zweite
Stellung empfangen wird, gelangt ein Signal auf den Schleichgangkreis 45, wodurch
das Papier sich langsamer vorschiebt und außerdem ein Impuls vom Kreis 45 auf den
bistabilen Kreis 42 gegeben wird, der diesen kippt. Nun tritt eine Ausgangsspannung
bei A auf, wodurch der Elektromagnet 36 erregt wird und der Tastkopf 28 mit wesentlich
höherer Geschwindigkeit als das Magnetband in die Ausgangsstellung zurückkehrt.
Durch die Ausgangsspannung bei A werden auch die Transistoren 47 und 51 erregt,
so daß der beim Überstreichen der Marke 41' im Tastkopf 28 auftretende Impuls
weder den Kreis 45
noch den Kreis 46 erreichen kann. Wenn der Tastkopf
28 die Ausgangsstellung erreicht hat, wird der Schalter 38 selbsttätig geöffnet.
Wenn also die Marke, welche den Schleichgang eingeleitet hat, abermals am Tastkopf
vorbeigeht, so tritt ein Impuls auf, der auf den Stopkreis 46 gelangt und den Papiervorschub
stiRsetzt.
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Erhält der Tastkopf dagegen keinen Impuls bei seiner Bewegung von
der ersten in die zweite Stellung, so kommt er in der zweiten Stellung zur Ruhe.
Der Schalter 37 wird durch den Elektromagneten 35 geschlossen und der Schnellgangkreis
43 erregt, wodurch das Papier rasch vorgeschoben wird. Gelangt die nächste Marke
(z. B. die Marke 41") auf dem Magnetband unter den Tastkopf 28, so wird ein
Signal auf den Schleichgangkreis 45 gegeben, das Werkstück verlangsamt sich, und
der Tastkopf 28 geht in der oben beschriebenen Weise in seine Ausgangsstellung
über.
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Die Erfindung kann im einzelnen verschiedene Ausgestaltungen erfahren.
Beispielsweise können verschiedene bekannte Aufzeichnungsverfahren für die Marken
auf dem Magnetband verwendet werden.