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Vorrichtung zun Linstellen von auf einer Programmiereinheit angeordneten
Gebern Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zuni Einstellen von auf einer
Progranriereinheit (Programmträger) anyeordneten, mechanisch einstellbaren Gebern,
insbesondere von Dreh- und Schiebepotentiometern und durch Druck-und WAhlschalter
einstellbaren Potentiometern.
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Bei einer in der Patentanmeldung P 19 48 047.8 vorgeschlagenen Programmiereinheit,
deren Ausgangssignale zur Steuerung von Maschinen dienen, werden die Geber einmalig
von Hand fest eingestellt. Stellt sich während des Betriebes jedoch heraus, daß
ein oder mehrere Geber nicht optimal eingestellt sind, so kann die Einstellung dieser
Geber nicht ohne weiteres während des Betriebes geändert werden.
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Hierzu mUßte ständig Bedienungspersonal an der Maschine sein, das
die Maschinenwerte feststellt und daraufhin die Geber neu einstellt. Dies ist jedoch
mit sehr vielen Kosten verbunden und sehr zeitaufwendig. Die vorliegende Erfindung
löst dieses Problem dadurch, daß die Einstellorgane der Geber auf der Progr mmierelnheit
eine definierte Position
haben und mittels steuerbarer Einstellelemente
betätigbar sind.
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Die Erfindung schafft also die Möglichkeit, auf einer Programmiereinheit
angeordnete, mechanisch von hand einstellbare Geber auch vollautomatisch einzustellen
und nachzustellen. Die steuerbaren Einstellelemente erhalten dabei ihre Befehle
beispielsweise von einer Steuerzentrale. Von Vorteil ist vor allem, daß die Programmiereinheit
fUr das automatische Einstellen der Geber nicht umgebaut, erweitert oder in einer
anderen, t.B. elektronischein Technologie ausgeführt werden muß. Die Programmiereinheit
weist nach wie vor die von Hand einstellbaren Geber, beispielsweise Potentiometer
verschiedenster Ausführungsformen (Dreh-, Schiebe- und/oder durch Druck-und/oder
Wahlschalter einstellbare Pot-ntiomet-r), induktive oder kapazitive Geber auf.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein Einstellelement vorgesehen und mittels eines Antriebes auf die einzelnen
Positionen bewegbar ist. Auf diese Weise kommt man mit einem Elnst-llelement und
einem Antrieb aus. Der Aufwand ist gering.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß fUr jede Position ein Einstellelement
vorgesehen ist. Diese
Ausgestaltung der Erfindung ist etwas aufwendiger als die vorher genannte, jedoch
kann eine Einstellung eines Gebers wesentlich schneller erfolgen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung erfährt die Erfindung, wenn die Geber
die Stellwerte für die Steuerung von Naschinen liefern und die Maschinen mit Prozeßrechnen
in Verbindung stehen. Die Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung
der einzelnen Positionen auf der Programmiereinheit und die Steuerung der Einstellelemente
durch den Prozeßrechner erfolgt. Es wird heute allgemein angestrebt, Maschinensteuerungen,
-überwachungen und -regelungen mittels eines Prozeßrechners vollautonstisch durchzuführen.
Die Erfindung schafft auf einfache Weise die Möglichkeit, auch die mechanisch einstellbaren
Geber an den vollautomatisch ablaufenden Prozeß anzuschließen.
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Eine besondere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch 1.
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kennzeichnet, daß sich die insbesondere rechteckige Programmiereinheit
etwa in einer Ebene erstreckt und daß in einer dazu parallelen Ebene ein insbesondere
rechtwinkliger Koordinationsantrieb zur Bewegung des Einstellelementes angeordnet
ist. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders einfacher und zweckmäßiger Aufbau
der Erfindung. die Position
des jeweiligen einzustellenden Gebers
wird mit dem Koordinatenantrieb angefahren und daraufhin das Einstellelement betätigt.
bei einer rechteckigen Programiniereinheit ist insbesondere ein Koordinatenantrieb
für rechtwinklige Xoordinaten vorzusehen. Es kann natUrlich auch ein anderer Koordinatenantrieb,
z.B. ein Polarkoordinatenantrieb, Verwendung finden.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht als Eingtellelement
einen Schrittmotor vor. Schrittmotore haben die Eigenschaft, daß mit ihnen eine
sehr präzise Verstellung sehr schnell durchgeführt werden kann. >iit Schrittmotoren
ist es auch möglich, die verschiedensten Arten von Gebern zu verstellen. Bei Drehpotentiometer
und durch Wahlschalter einstellbaren Potentiometern wird die Achse des Schrittmotors
mit der Achse der Drehpotentiometer oder mit der der Wahlschalter z.B. mittels einer
Magnetkupplung verbundenen und um einen bestimmten Winkel verdreht. Bei Schiebepotentiometer
wird der Schleifer beispielsweise durch eine Spindel verschiebbar gemacht und die
Spindel mittels des Schrittmotors angetrieben. Auch durch Druckschalter ein stellbare
Potentiometer sind mit einem Schrittnotor zu betätigen. Beim Verbinden der Schrittmotorachse
mit dem ilebel wird der Druckknopf z.B. angehoben oder niedergedrückt, (bel Druckschaltern,
bei denen bei jeder Betätigung des
Druckknopfes oder Hebels der
andere Schaltzustand eingestellt wird) oder bei Druckschaltern mit einer durch Verdrehung
zu betätigenden Arretierung wird der Hebel oder Druckknopf nach oder vor dem Anhaben
oder Niederdrücken durch den Schrittmotor verdreht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich
die insbesondere rechteckige Programmiereinheit in einer Ebene erstreckt und daß
in einer dazu parallelen Ebene die insbesondere mittels einer Magnetkupplung mit
den einstellorganen der Gaber verbindbaren Einstellelements angeordnet sind, die
über parallel geführte, sich über die Programmiereinheit erstreckende Antrieb: wellen,
die selbst wieder untereinander in Triebverbindung stehen und durch einen Schrittmotor
antriebbar sind, betätigt werden. Diese Weiterbildung der Erfindung ist aufwendiger
als die weiter oben angefährte, mit ihr ist jedoch ein schnelleres Einstellen der
Geber möglich, da hierbei das Anfahren der Positionen mit dem Einstellele ment in
Fortfall kommt. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß
sich die t grammiereinheit etwa in einer Ebene erstreckt und daß das Einstellelement
über einen teleskopartig verlängerbaren Arm, der an seinei freien Ende in einer
auf der Programmiereinheit angebrachten, spiralartigen Führungskurve, insbesondere
Nut, geführt ist, itt einem Drehbewegungen ausführenden Antrieb verbunden ist.
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Auf diese Art und Weise wird der Antrieb nur über eine Lottung mit
der Einstellvorrichtung verbunden, da hier nur ein Befehl (Drehwinkel) zur Positionierung
des Einstellelementee auf ein Einstellorgan notwendig ist.
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In den Zeichungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung mit den
fUr das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten dargestellt.
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rig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung, die rig. 2,3,4 Ausführungsbeispiele
zur Steuerung eines Ioordinantenantrieb.
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Die programmierfähige Steuerung für eine Kunststoff verarbeitende
Maschine besteht ii wesentliches aus einer rochteckigeen Platts, auf der nebeneinander
machanisch einstellbare analoge Geber angeordnet sind (Programmiereinheit oder Programmträger).
Bei den Gabern handelt es sich um Dreh-, Schiebepotentiometer und/oder um durch
Druck- und/oder Wahlschalter einstellbare Potentimeter. Es können auf einem Programmtreäger
Potentiometer gleicher Art, also mit gleichen Enstellorgan, oder Potentiometer verschiedener
Art, also mit verschiedenen Einstellorganen, vorhanden sein. Die Potentiometer werden
für jede Maschine einmalig von Wand fest eingestellt. Die Ausgänge der Potentiometer
liefern die Stellwerte für die Maschine, beispielsweise Werte für Stellbewegungen,
für
Drücke, für Temperaturen, für Mengen oder dgl.
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Diese auf die genannte Weise gesteuerte Maschine ist an einen Prozeßrechner
angeschlossen. Während des Betriebes sollen vom Prozeßrechner auch die auf der Programmiereinheiten
eingestellten Stellwert verändert werden können, wenn z.
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u. vom Prozeßrechner festgestellt worden ist, daß die Einstellung
eines oder mehrerer Geber nicht optimal ist. Die ses ist anhand der Fig. 1 näher
gezeigt. Eine Maschine A steht mit einem Prozeßrechner B in Verbindung, der die
momentanen Maschinendaten aufnimmt und kontrolliert. Stimmen Ist- und Sollwerte
nicht überein, so wird im Prozeßrechner die Adresse der falsch eingestellten Geber
und die Größe der durchzuführenden Korrektur ermittelt. Der Prozeßrechner gibt zunächst
die Adresse des Gebers und dann das Korrektursignal an die Dekodier- und Einstellvorrichtung
C, die die Nachstellung des Gebers auf einer Progranitiereinheit D bewirkt. Diese
Nachstellung eines Gebers auf der Programmiereinheit D bewirkt eine Veränderung
der Maschinendaten in einem mit der Maschine 1 in Verbindung stehenden Schaltschrank
E.
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Die iiach- oder Verstellung der Geber erfolgt auf folgende Art und
Weise. Parallel zu der rechteckigen Programmträgerplatte ist ein Koordinatenantrieb
angeordnet, der fest auf
die Programmiereinheit aufgesetzt sein
kann und der einen Schlitten, suf dem ein Sehrittmotor angebracht ist, durch Verstellen
in x- oder y-Richtung auf Jeden beliebigen Punkt der Programmiereinheiten einstellen
kann. An der Achse des Schrittmotors ist eine Magnetkupplung aufgesetzt. Auf den
Einstellorganen der Geber sind zu dieser Magnetkupplung passende Gegenstücke angebracht.
Soll die Einstellung eines Gebers geändert werden, wird, vom Prozeßrechner gesteuert,
der Schrittmotor mittels des Koordinatenantriebes auf den entsprechenden Geber gefahren,
die Magnetkupplung betätigt und der Geber durch den Schrittmotor entsprechend der
Prozeßrechnerinformation neu eingestellt. Für die Bewegung des Schlitten in x- und
in y-Richtung können zwei Schrittmotore verwendet werden, die mittels Impulse voi
Prozeßrechner gesteuert werden. Es können aber auch Normalmotors mit einer Potentiometerfolgesteuerung
eingesetzt werden. Dadurch wird die Steuerung relativ einfach.
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Eine solche Steuerung mit zwei Normalmotoren ist in Fig. 2 gezeigt.
Jedem Motor (nicht dargentellt) ist ein Diffreenzverstärker und ein mit der Motorbewegung
verstellbares Potentiometer zugeordnet, dem Motor für die x-Xoordinate beispielsweise
der Differenzverstärker Dx und das Potentlometor Px und dem Motor für die y-Xoordinate
der Differenzverstärker Dy und das Potentiometer Py. Der eine Eingang der Diffrenzverstärker
ist mit den Potentiometerabgriffen verbunden,
während der andere
Eingang in der gezeigten Weise mit dem Ausgang einer Decodierschaltung verbunden
ist, deren Eingänge am Prozeßrechner liegen. Die Ausgänge der Differenzverstärker
dienen der Motorsteuerung, die Ausgänge xr und yr bewirken R-chtslauf und die Ausgänge
xl und yl Links lauf der entsprechenden Motor. Die Decodierschaltung ist für zwölf
Geber ausgelegt. Jeder der Punkte 1 bis 12 ist einem Geber zugeordnet. Jeder Punkt
kann vom Prozeßrechner B durch Schließen der Xontakte 1' bis 12' angewählt werden.
Die Decodierschaltung besteht im wesentlichen aus gleich großen ohmschen Widerständen
und aus Dioden, die eine Entkopplung bewirken.
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Die Funktionsweise dor Steuerung sei im folgenden kurz Orr läutert.
Wird im' Prozeßrechner B erkannt, daß beispielsweise der Geber mit der Position
4 nachzustellen ist, so wird der Schalter 4' geschlossen und an den Punkt 4 in der
Decodierschaltung des Potential + angelegt. In den Differenzverstärker Dx fließt
ein Strom, der durch die Widerstände Rl, R2, R3 gegeben ist und in den Differenzverstärker
Dy ein Strom, der durch den Widerstand R4 bestimmt ist. Je nach Stellung der Potentiometer
Px und Py erfolgt Links- oder Rechtslauf der Motore und damit Bewegung des Schlittens
und Verstellung der Schleifer der Potentiometer Px und Py, bis der Widerstand des
Potentiometers Px mit dem Widerstand R1 + R2 + R3 und der Widerstand des Potentiometers
Py mit d«
Widerstand R4 übereinstimmt. Dann hat der Koodinatenantrieb
den Stellmotor in die gewünschte Position gebracht.
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Die Dekodierung der von dem Prozeßrechner ausgegebenen Adressen kann
auch nach Fig. 3 oder Fig. 4 erfolgen. In Fig. 3 ist ein Beispiel für 5 Adressen
dargestellt. Hierbei sind die ohmschen Widerstände entsprechend abgestuft, und die
Entkopplung erfolgt durch Dioden. Das Beispiel nach Fig. 4 ist für 3 Adressen ausgelegt.
Die ohmschen Widerstände sind entsprechend abgestuft und die Entkopplung erfolgt
durch Doppelschalter im Prozeßrechner.
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Ist der Schrittmotor mittels des, Koordinatenantriebes auf die richtige
Position gefahren worden, so wird über die Magnetkupplung die Achs der Schrittmotors
iit dein Einstellorgan des Gebers verbunden. Ist der Geber ein Drehpotentiometer,
so wird die Achse des Derhpotentiometers mit der Achse des Schrittmotor verbunden.
Xit Impulssen vom Prozeßrechner gesteuert, wird die Achse des Schrittmotors und
somit die des Drehpotentiometers um den gewünschten Betrag verdreht. Ist der Geber
ein Schiebepotentiometer, so wird der Schleifer durch eine Spindel verschiebbar
gemacht und die Spindel mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt. Ist das Potentiometer
durch Wahlschalter einstellbar, so wird die Achse des Wahlschalters mit der Achs
des Schrittsotors gekuppelt. Der Wahlschalter wird dann durch entsprechend viele
Schritt des
Schrittmotors in die neue 8tellung gebracht. Auch durch
Druckschalter einstellbare Potentiometer sind mit dem Schrittmotor zu betätigen.
Beim Verbinden der Schrittmotorachse mit da Druckknopf wird dieser z.B. angehoben
oder niedergedrückt (bei Druckschaltern, bei denen bei jeder Betätigung des Druckknopfes
oder Hebels der andere Schaltzustand eingestellt wird), und bei Druckschaltern mit
einer durch Niederdrücken oder Anheben und durch Verdrehen zu betätigenden Arretierung
wird der Hebel mit der Achse des schrittmotors gekuppelt und nach oder vor dem Anheben
oder Niederdrücken durch den Schrittmotor verdreht.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann jedem Geber
eine Magnetkupplung zugeordnet sein. Die Magnetkupplungen stehen über Kegelräder
mit parallel zur Programmeireinheit geführten Antriebswellen in Verbindung die selbst
untereinander in Triebverbindung stehen nnd von einem Schrittmotor angetrieben werden.
Soll ein Geber verstellt werden, so wird vom Prozeßrechner aus die entsprechende
Magnetkupplung betätigt und der schrittmotor betätigt. Während alle anderen Magnetkupplungen
leerlaufen, überträgt nur die eingeschaltete die Drehung auf den entsprechenden
Geber.