DE2638735C3 - Anordnung zur Stellungsvorgabe bei einer Positioniervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Stellungsvorgabe bei einer Positioniervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Längs-Schneid- und -Rill-Station schneidet und rillt eine kontinuierlich zugeführte Materialbahn aus z. B. Wellpappe, Zinkblech oder textilem Gewebe. Bisher wird die Stellung der Messer zum Schneiden und Rillen der Materialbahn entsprechend einer vorgegebenen Schnittbreite und/oder Rillen-Lage von einem Bediener derart eingestellt, daß dieser auf beengtem Raum, z. B. unterhalb der eigentlichen Längs-Schneid- und -Rill-Station, eine Skala abliest und entsprechend verstellt, Durch die erschwerten Arbeitsbedingungen bei der Einstellung wird die dafür benötigte Zeit verlängert, was letztlich einen Stillstand der gesamten Längs-Schneid- und -Rill-Station mit entsprechend hohen Produktionsausfällen mit sich bringt, insbesondere, wenn wegen verhältnismäßig kleiner Produktionsaufträge eine häufige Neueinstellung vorgenommen werden muß. Daneben ist auch zu beachten, daß die erforderliche Einstell-Genauigkeit relativ hoch ist, also z. B. beim Schneiden und Rillen von Wellpappe größenordnungsmäßig bei weniger als 1 mm liegt, da sonst Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung (insbesondere Zusammenfügen mit anderen Halbfabrikaten) auftreten.

Es sind ferner Anordnungen der eingangs genannten Art bekanntgeworden (vgl. US-PS 3 YIi 566 und DE-OS 2433302), bei denen die Einstellung des gegenseitigen Abstands eines Messer-Paars vorgenommen wird, indem doppelt vorgesehene Antriebe unmittelbar die Messer jedes Messer-Paars verschieben, wobei die Antriebe derart gesteuert werden, daß ein Stellungs-Istwert-Fühler einen Vergleicher (Steuereinheit) speist, der (die) so lange Impulse an den Doppel-Antrieb abgibt, bis die Differenz zwischen Ist- und Soll-Wert der Stellung verschwindet. Insbesondere .'ο (vgl. DE-OS 2433302) kann der Fühler als Näherungs- bzw. Endschalter ausgebildet sein und kann der Vergleicher aus einem Rechner bestehen, der in bestimmter Weise betrieben wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die Anordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die von den Messern einzunehmenden Stellungen trotz räumlich beengter Verhältnisse verhältnismäßig einfach, jedoch gleichzeitig genau, schnell und gefahrlos eingestellt werden können,
ίο Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Laser ist nicht sperrig, arbeitet schnell, gefahrlos und nicht störanfäl-Γ) lig und projiziert sehr genau gut erkennbare Positionier-Marken für die vom jeweils zu positionierenden Messer einzunehmende Stellung. Dabei wird ersichtlich die sonstige Tätigkeit des Bedieners nicht behindert, zumal der Laser in relativ großem Abstand von 4ti den Messern angebracht werden kann, ohne daß die Schärfe der Positionier-Ma.'ken leidet, da der Laserstrahl eine vernachlässigbare Divergenz zeigt.

Demgegenüber ist lediglich noch folgender Stand der Technik bekanntgeworden:

4-. - (aus Industrie Elektrik + Elektronik. 17. Jg. 1972,Nr. 1 V16,S. 385 bis387) die Verwendung eines Laser-Interferometers als Weg-Meßsystem an Werkzeugmaschinen, während erfindungsgemäß der vom Laser zurückgelegte Weg von ei· V) nem eigens vorgesehenen Laserweg-Signalgene-

rator gemessen wird, ganz abgesehen davon, daß dort der Laser keine Positionier-Marken erzeugt;

- (aus der DE-AS 2 204 357) eine Formatlängen- y, regelung für einstellbare Formatlängen, bei der auf die Anbringung vorher aufgedruckter Markierungen auf die Papierbahn verzichtet werden kann, wozu in der zu bedruckenden Bahn von einer gesonderten Perforiervorrichtung Querho strichperforierungen hergestellt werden, die bei

ihrem Vorbeigang unter zwei in ihrem gegenseitigen Abstand voneinander durch zwei Stellmotoren einstellbaren Tastköpfen alslyiarkierungen 'erfaßt werden, wobei die Tastköpfe ihrerseits mit einem Regler zur Konstanthaltung der eingestellten Formatlänge verbunden sind; abgesehen davon, daß dort Perforierungen umständlich mechanisch erzeugt werden, ist der Aufwand auch

wegen der Verwendung von zwei Fastköpfen, zwei Stellmotoren usw. ziemlich groß; und
- (aus Feingerätetechnik, 19. Jg., Heft 3, 1970, S. 99 bis 101) ähnlich anderem vorbekannten Stand der Technik (vgi. oben) ein lichtelektronisches Positioniersystem mit Positionssteinen, Positionsgeber, elektronischem Auswertegerät und Steuergerät, wobei sich am Positionsstein ein Markenträger aus Stahl mit drei hochglanzpolierten Strichmarken befindet, die vom Positionsgeber beleuchtet und photoelektrisch abgetastet werden, wobei die dabei entstehenden Photostromsignale verstärkt und zum elektronischen Auswertegerät übertragen werden; aufgrund dieser Strichmarken erfolgt also eine Wegmessung, während erfindungsgemäß durch den Laser überhaupt erst Positionier-Marken für die Einstellung der Messer erzeugt werden.
Zusammenfassend ist festzuhalten, daß sich die erfindungsgemäße Anordnung vom Stand der Technik hinsichtlich des angewandten Positionier-Prinzips insoweit unterscheidet, als zur Vorgabe der Messer-Positionen zunächst ein Laser mit Hilfe eines '.agercgellcreises in eine Stellung gebracht wird, die der später einzustellenden Messer-Position entspricht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die sich durch eine einfache Mechanik auszeichnen, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. E-. zeigt

Fig. 1 eine Gesamt-Vorderansicht der Anordnung, Fig. 2 eine Seitenansicht derselben Anordnung ir Verbindung mit einer Längs-Schneid- und -Rill-Statior., wobei allerdings im Unterschied zu Fig. 1 eine NC-Steuereinrichtung und Gewinde-Spindel-Antriebe weggelassen sind, und

Fig. 3 die Schneid- und Rill-Messer sowie die Messerwellen der Längs-Schneid- und -Rill-Station von Fig. 2 im einzelnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Anwendung zum Positionieren der Schneidmesser und der Rillmesser einer Längs schneid- und Rillstation zum Schlitzen und Falten von einer Bahn aus Wellpappe erläutert. Eine Längsschneid- und Rilleinrichtung 1 hat drei Längsschneid- und Rillstationen 10. Jede Station 10 besteht aus zwei Messerwellen 14, die übliche Schneidmesser 11 und Rillmesser 12, 13 aufweisen. Die Messerwellen sind drehbar auf zwei Dreh-Rahmen 15 gelagert, und sie können durch einen nicht dargestellten Antrieb gedreht werden, wenn die Station 10 eine Schneid- und Rill-Arbeitsstellung 16 einnimmt. Die Messer 11, 12 und 13 können wahlweise entlang den Messerwellen 14 bewegt oder dort auf herkömmliche Weise befestigt sein. Weiterhin ist eine Bezugslinie 17 am Rand des Kopfteiles jedes Messers 11, 12 und 13 vorgesehen, um dieses mit einem Laserstrahl in Übereinstimmung zu bringen. Eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 2 besteht aus einem Laser 3, aus einer Halterung 4 zum Halten und Bewegen des Lasers 3, aus einem Antrieb 5 für die Halterung 4 und aus einer Eifirichtung-6 ziim numerischen Steuern (NG-Steuern) des Antriebs 5. Die Halterung 4 besteht aus einem Laser-Halter 41, einer Gewinde-Spindel 43 parallel zu den Messerwellcn 14, von denen beiden Enden drehbar auf zwei Ständern oder Säulen 42 gelagert sind und in die der Halter 41 drehbar eingreif^ und aus zwei Leitstangen 44 parallel zur Gewinde-Spindel 43, die auf den Ständern 42 gelagert sind und auf denen der Halter 41 gleitend befestigt ist. Die Gewinde-Spindel 43 wird durch den Antrieb 5 angetneben. Dieser besteht aus einer Bremsen-Kupplungs-Einheit 51, in der eine elektromagnetische Bremse und eine elektromagnetische Kupplung zusammengefaßt sind, und aus einem Motor 52, der über die Einheit 51 mit der Gewinde-Spindel 43 gekoppelt ist. Die

ίο Einheit 51 ist so aufgebaut, daß die Bremse arbeitet und gleichzeitig die Kupplung gelöst ist bzw. die Bremse gelöst ist und gleichzeitig die Kupplung eingreift. Der Laser 3 ist schwenkbar bzw. drehbar am Halter 41 angebracht, so daß der Laserstrahl 7 nicht nur auf jede der beiden Messerwellen 14 in einer Messer-Positionierstellung 18, sondern auch in einer Richtung senkrecht zu den Messerwellen 14 projiziert werden kann. Das Schalten der Laserstrahl-Projektion von der einen der beiden Messerwellen zur ande-

2a ren erfolgt durch Drehen des Lasers 3 mittels einer Kolben- und Zylindereinheit 411. die am Halter 41 befestigt ist. Die numerische Steuereinrichtung 6 besteht aus einem Impulsgenerator 61, aus einem Lage-Stellteil 62 und einem numerischen Steuerten 63. Der

2i Impulsgenerator 61 kann zusammen mit d°r Gewinde-Spindel 43 betätigt werden. Er setzt einer. Bewegu;:gsabstand bzw. die sich ändernde Entfernung des Lasers 3 in eine Anzahl von Impulsen um und gibt die letzteren an den numerischen Steuerteil 63

ίο als Rückkopplungssignal F ab. Der Lage-Stelltei! 62 hat Digiiai-Schalter DSl bis DS3 in wenigstens der gleichen Anzahl wie die Schneidmesser auf der Messerwelle und Halt-Befehlsschalter PSl bis PS 3 entsprechend den Digital-Schaltern DSl bis DS3 sowie

π weiterhin Digial-Schalter DCl bis DC 4 in wenigstens der gleichen Anzahl wie die Rillmesser auf der Rillwelle und Halt-Befehlsschalter PCI bis PC4 entsprechend den Digital-Schaltern DCl bis Dt"4. Zusatzlich hat er einen Fahrt-Befehlsschalter ST. um den An-

4n trieb 5 zu scharten. Weiterhin ist er mit einem herkömmlichen Abtastglied ausgestattet, um die Einstellung der Digital-Schalter zu erfassen Jeder Digital-Schalter dient zum Stellen einer vorbestimmten Halt-Stellung des Lasers 3. Er kann den Abstand ein-

■r. stellen, um den der Laser von einer Bezug~>stellung A' zu einer Stellung entsprechend der vorbestimmten Messer-Stellung zu entfernen bzw. zu fahren.

Beim vorliegenden Ausführuiigsbeispiel ist dieser Abstand identisch einem Abstand von einer Bezugs-

in stellung des Messers /u dessen vorbestimmter Stellung.

Der numerische Steuerteil 63 vergleicht ein Stellsignal 5 vom Lage-Stellteil 62 mit dem Rückkopplungssignal F vom Impulsgenerator 61 und speist

γ-, Steuersignale Cl und Cl zur Bremsen-Kupplungs-Einheit 51 und zum Motor 52, um den Laser in der vorbestimmten Stellung anzuhalten. Der Sieuerteil 63 besteht aus einem herkömmlichen Zweirichtungszähler zum Zählen der Impulse vom Impulsgenerator 61.

aus herkömmlichen Vergleichern und Addierern, aus herkömmlichen Steuerfolge- und Motorsteuergliedern usw. Im Betrieb wird zunächst der Laser 3 in die Bezugsstellung X mittels z. B, ein.es nkh£ dargestellten Endschalters in die Bezügsstellüng X gebracht; die Digital-Schalter entsprechend den je\ ;il gen Messern werden in Übereinstimmung mit den beabsichtigten Stellungen der Messer eingestellt; und die Halt-Befehlsschalter entsprechend den jeweiligen

Digital-Schaltern werden betätigt oder gedrückt. Weiterhin wird der Laserstrahl 7 vom Laser 3 auf die Messerwelle 14 projiziert, die in der Messer-Positioriierstellüng 18 liegt.

Wenn anschließend der Betriebs- oder Fahrt-Befehlsschälter S betätigt bzw. gedrückt wird, wird die Bremse der Bremsen-Kupplungs-Einheit 51 freigegeben Und die Kupplung greift ein. Auch startet der Motor 52, so daß die Gewinde-Spindel 43 umzulaufen beginnt und der Laser 3 in Fig. i nach rechts fährt; "wenn der Laser 3 die vorbestimmte Stellung erreicht, arbeitet die Bremse, und die Kupplung wird automatisch entsprechend dem Signal vom numerischen Steuerten 63 gelöst, sofern der Halt-Befehlsschältef ,* entsprechend der bestimmten Stellung betätigt oder gedrückt wurde. Auch halten der Motor 52 und der Laser 3 an. Dann wird die Messer-Positionierung so durchgeführt, daß das Schneidmesser 11 entsprechend dein Digital-Schälter DSl entlang der Messerwelle 14 fährt und die Bezugslinie 17 am Kopfteil des Messers mit dem Laserstrahl 7 in Übereinstimmung gebracht ist.

Danach wird der Betriebs-Befehlsschalter ST wieder betätigt oder gedrückt,- um den Laser 3 zur nächsten vorbestimmten Stellung zu fahren und das Rill· messer 13 entsprechend dem Schalter DCl zu positionieren, Auf diese Weise können die Stellungen der jeweiligen Messer nacheinander bestimmt werden.

• Um die Messer auf der anderen Messerwelle zu positioniereiij werden die Digital-S'chaltef rückgestellt, Und danach erfolgt der gleiche Betrieb, wie dies oben

ίο erläutert wurdd Beim obigen Betrieb dient beim Anhalten der Gewinde-Spindel 43 und des Lasers 3 die Bremsen-Kupplungs-Einheit 51 zum Abschalten der Trägheitskraft des Läufers öder Rotors des Motors 52 von der Gewinde-Spindel 43 und zum unmittelba-

ren Anhalten der Gewinde-Spindel.

Um den Laser 3 aus Zeitersparnis schnell zur vorbestimmten Stellung zu fahren, kann vorzugsweise ein Motor verwendet werden, der zwischen hohen und niedrigen Drehzahlen schaltbar ist, wie z. B. der Mo-

Jo Tor 52, und die Drehung der Gewinde-Spindel 43 kann vom Betrieb mit hoher Drehzahl zum Betrieb mit niedriger Drehzahl gerade vor der vorbestimmten Halt-Stellung des Lasers 3 umgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Stellungsvorgabe bei einer Positioniervorrichtung

- für auf mindestens einem Träger verschiebbare Messer einer Längs-Schneid- und -Rill-Station,

- in der ein Antrieb durch eine Steuereinrichtung mit einem Is^/Soll-Wert-Vergleicher steuerbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

— 1. daß der Antrieb (5) entlang einer Linie parallel zum mindestens einen Messer(ll bis 13)-Träger (14) einen Laser (3) antreibt, der

— verschwenkbar gelagert

— in seiner durch die Steuereinrichtung (6) jeweils vorgegebenen Stellung entsprechend der Messer(ll bis 13)-Position

- auf den zu ihm beliebig angeordneten Messer-Träger

- cad seinem Laserstrahl (7) eine Positioniermarke für das jeweils zu positionierende Messer (11 bis 13) projiziert, und

- 2. daß der Vergleicher einen von einem Laserweg-Signalgenerator (61) erfaßten Ist- und einen vorgegebenen Soll-Bewegungsweg des Lasers (3) entlang -.ier Linie parallel zum mindestens einen Messer-Träger von einem bestimmten Bezugspunkt (X) aus vergleicht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß d.·-Laser (3) an einem Halter (41) parallel zum mindestens "inen Messer(ll bis 13)-Tiäger (14) verschiebbar ist auf:

- einer vom Antrieb (5) angetriebenen und mit dem Laserweg-Signalgenerator (61) verbundenen Gewinde-Spindel (43) sowie

- Leitstangen (44) parallel zur Gewinde-Spindel (43).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet.

- daß am Halter (41) für den Laser (3) zu dessen Verschwenken ein Druckzylinder (41J) angreift.