DE3119259A1

DE3119259A1 - Elektronische steuerung fuer holzbearbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DE3119259A1
Application number: DE19813119259
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7294 Schopfloch Frey
Original assignee: HORNBERGER MASCHINENBAUGESELLSCHAFT MBH AND CO KG
Current assignee: HORNBERGER MASCHINENBAUGESELLSCHAFT MBH AND CO KG
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1982-12-02

Description

Elektronische Steuerung für Holzbearbeitungsmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuerung für eine wenigstens eine Holzbearbeitungsmaschine zum Formatschneiden, Kantenanleimen, Kappen, Fräsen, Schleifen und dergleichen von Möbelelementen aufweisende Holzbearbeitungsstraße.
In der holzverarbeitenden Industrie werden verschiedene Maschinen zum Bearbeiten von kontinuierlich durchlaufenden Holzteilen bzw. Möbelelementen verwendet. Die Maschinen, welche zum Formatschneiden, Kantenanleimen, Kappen, Fräsen, Schleifen und dergleichen der Möbelelemente vorgesehen sind, sind zweckmäßig in Bearbeitungsstraßen aufgestellt, welche die vollständige Bearbeitung eines Möbelelements in einem Durchlauf ermöglichen.
Mit solchen Bearbeitungsstraßen werden jeweils gleichartige Möbelelemente hintereinander in einer Holzbearbeitungsmaschine bzw. in den einzelnen Maschinen der Bearbeitungsstraße bearbeitet. Soll eine andere Art von Möbelelementen auf eine andere Art bearbeitet werden, so sind die Maschinen auf den neuen Arbeitsablauf umzurüsten. Eine von Hand vorgenommene Umrüstung der Maschinen ist bei jeweils geringen Stückzahlen gleich zu bearbeitender Möbelelemente sehr zeitaufwendig. Die Umrüstung der Maschinen, d.h. die Bereitstellung und Einstellung der einzelnen Aggregate bzw. Werkzeuge jeder Maschine mit Hilfe einer zentralen numerischen Programmsteuerung ist infolge des komplizierten Programmaufbaus und der geringen übersichtlichkeit einer solchen numerischen Programmsteuerung sowie infolge von Schwierigkeiten bei der Beseitigung von etwaigen Fehlern durch den Benutzer selbst für die infragestehenden Maschinen ungeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Steuerung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach und übersichtlich im Aufbau ist und für sich die volle Funktionsfähigkeit jeweils einer einzelnen Maschine gewährleistet sowie gleichzeitig die Möglichkeit der Ausrüstung einer Holzbearbeitungsmaschine mit einer einfach und sicher zu bedienenden vollelektronischen Steuerung bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Maschine eine frei programmierbare elektronische Steuerung mit einem Programmspeicher, einem Hilfsspeicher, einem nichtflüchtigen Hilfsspeicher und einem 1-Bit-Mikroprozessor zur Durchführung logischer Verknüpfungen und mit 24V- und 5V-Pegel Eingängen sowie 220V- und 24V-Pegel Ausgängen aufweist.
Mit einer derartigen frei programmierbaren Steuerung oder PC-Steuerung als Grundausstattung ist jede Holzbearbeitungsmaschine für sich voll funktionsfähig. Die 24V-Pegel Eingänge der PC-Steuerung ermöglichen den Anschluß von vorzugsweise optoelektronischen Meß- bzw. Taktgebern, die 5V-Pegel Eingänge ermöglichen die vollelektronische Ausrüstung der Maschine auf der Grundlage mehrerer Mikroprozessoren.
Eine vollelektronisch gesteuerte Maschine mit einfachem und übersichtlichem Aufbau sowohl der Maschine als auch der elektronischen Steuerung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede frei programmierbare Steuerung mit einem Mikroprozessor für die Umrüstung der Aggregate der Maschine, einem Mikroprozessor für die Steuerung der Zufuhr von Kantenmaterialien und einem Mikroprozessor zur Simulierung eines Schieberegisters für die berührungslose Längensteuerung verbunden ist, und daß die Mikroprozessoren über eine Stromschleifen-Schnittstelle mit einer Eingabeeinheit verbunden sind.
Der erste Mikroprozessor ist ein Umrüstprozessor, mit dessen Hilfe die Umrüstung der Aggregate der Maschine vorgenommen wird, der zweite Mikroprozessor ist ein Kantenfolgeprozessor, mit welchem die Zufuhr von Kantenmaterialien je nach Bedarf steuerbar ist, und der dritte Mikroprozessor ist ein Streckensteuerprozessor, mit dessen Hilfe ein Schieberegister für die berührungslose Längensteuerung beim Durchlauf der Möbelelemente simuliert wird. Die mit den Mikroprozessoren und der Stromschleifen-Schnittstelle verbundene Eingabeeinheit ermöglicht das selektive Ansprechen der Mikroprozessoren über entsprechende Adressen und ist vorzugsweise getrennt von der Maschine selbst aufzustellen. Die erfindungsgemäße vollelektronische Steuerung ermöglicht nicht nur einen Aufbau aus einzelnen Bauelementen, sondern auch eine einfache und schnelle Bedienung bei der Umrüstung der Maschine und bei einer etwaigen Fehlersuche.
Die Eingabeeinheit ist zweckmäßig mit einem Magnetbandkassettengerät und einem Dateneingabe- und Sichtgerät verbunden, welche wiederum vorzugsweise getrennt von der Maschine aufgestellt sind. Mit dieser zusätzlichen Ausrüstung ist sowohl eine schnelle und sichere Umrüstung der Maschine aufgrund vorbereiteter Datenträger in Form von Magnetbandkassetten als auch eine benutzergeführte Umrüstung möglich.
Die Mikroprozessoren sind zweckmäßig 8-Bit-Monoboardprozessoren, wodurch ein besonders einfacher Aufbau der Steuerung erzielt wird.
Zweckmäßig weisen die Mikroprozessoren 24V- und 5V-Pegel Eingänge sowie 5V-Pegel Ausgänge auf. Die 24V-Pegel Eingänge dienen dem Anschluß von Meßwert- und Taktgebern, die 5V-Pegel Eingänge und Ausgänge der Verbindung zwischen den Mikroprozessoren und der frei programmierbaren Steuerung.
Die Stromschleifen-Schnittstelle ist vorteilhaft eine 20mA-Stromschleifen-Schnittstelle, über welche alle angeschlossenen Mikroprozessoren angesteuert werden, jedoch jeweils nur der angesprochene Mikroprozessor reagiert. Schließlich sind die Schnittstelle und die Eingabeeinheit in Weiterbildung der Erfindung mehreren Maschinen einer Holzbearbeitungsstrasse gemeinsam. Damit läßt sich die gesamte Holzbearbeitungsstraße von einer einzigen Eingabeeinheit aus einstellen und umrüsten.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer mit einer frei programmierbaren elektronischen Steuerung ausgerüsteten Holzbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung, und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Holzbearbeitungsmaschine mit vollständig elektronischer Steuerung gemäß der Erfindung.
Die in dem Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellte Holzbearbeitungsmaschine 1 ist als Grundausstattung mit einer frei programmierbaren Steuerung 2 (PC-Steuerung) ausgerüstet. Die Maschine 1 ist mit dieser PC-Steuerung alleine voll funktionsfähig.
Die PC-Steuerung 2 enthält einen Programmspeicher, einen Hilfsspeicher, einen nichtflüchtigen Hilfsspeicher und einen 1-Bit-Mikroprozessor zur Durchführung logischer Verknüpfungen.
Die PC-Steuerung 2 weist 24V-Pegel Eingänge für den Anschluß von Meßwert- und Taktgebern an der Maschine 1 selbst sowie 24V-Pegel Ausgänge und 220V-Pegel Ausgänge zum Anschluß an die Stellglieder und Schalter der Maschine 1 auf. Weiter sind SV-Pegel Eingänge zur Verbindung mit weiteren Mikroprozessoren bei Ergänzung der Einheit zu einer vollelektronischen Steuerung vorgesehen.
Fig. 2 zeigt, ausgehend von der Anordnung nach Fig. 1, das Blockschaltbild einer Maschine 1 mit vollelektronischer Steuerung. Die PC-Steuerung 2 ist eingangsseitig jeweils mit einem Mikroprozessor 3 (Umrüstprozessor) für die Umrüstung der Aggregate der Maschine 1, einem Mikroprozessor 4 (Kantenfolgeprozessor) für die Steuerung der Zufuhr von Kantenmaterialien und einem Mikroprozessor 5 (Streckensteuerprozessor) zur Simulierung eines Schieberegisters für die berührungslose Längensteuerung verbunden. Die Maschine 1 selbst ist außer den Verbindungen mit der PC-Steuerung 2 weiter, wie in der Zeichnung dargestellt, direkt mit den Mikroprozessoren 3 und 5 verbunden.
Die Eingänge der Mikroprozessoren 3, 4 und 5 stehen über eine 20mA-Stromschleifen-Schnittstelle 6 mit einer Eingabeeinheit 7 in Verbindung. Die Eingabeeinheit 7 ist zweckmäßig an einer von der Maschine 1 entfernten Stelle vorgesehen, was durch die Stromschleifen-Schnittstelle 6 auf einfache Weise möglich wird.
Weiter ist die Eingabeeinheit 7 mit einem Magnetbandkassettengerät 8 und einem Dateneingabe- und Sichtgerät 9 verbunden. Sowohl die Einstellung als auch die Umrüstung der Maschine 1 wie auch eine etwaige Fehlersuche erfolgt mit Hilfe des Dateneingabe- und Sichtgeräts 9 sowie des Magnetbandkassettengeräts 8, über welches vorbereitete und archivierte Umrüst- und Einstellprogramme von einem entsprechenden Magnetband abgerufen werden können.
Die Mikroprozessoren 3, 4 und 5 sind als 8-Bit-Monoboardprozessoren aufgebaut und weisen 24V- und 5V-Pegel Eingänge sowie 5V-Pegel Ausgänge auf. Die 24-V-Pegel Eingänge dienen der direkten Verbindung der Mikroprozessoren mit der Maschine 1, die 5V-Pegel Eingänge der Verbindung der Mikroprozessoren mit der Stromschleifen-Schnittstelle 6. Die 5V-Pegel Ausgänge der Mikroprozessoren dienen der Verbindung mit der PC-Steuerung 2.
Der Mikroprozessor 3 dient der Einstellung und Steuerung der Bearbeitungsaggregate der Maschine 1, der Mikroprozessor 4 dient der Steuerung der Zufuhr von Kantenmaterialien unterschiedlicher Formen, Arten und Stückzahlen zu der Maschine 1. Der Mikroprozessor 5 dient der berührungslosen Steuerung des Durchlaufs der Werkstücke durch die Maschine 1 und hat den besonderen Vorteil, daß er, verglichen mit einem Schieberegister, auf einfache Weise an verschiedene Fördergeschwindigkeiten und dadurch bedingte unterschiedliche Totzeiten der Stellglieder der Maschine 1 angepaßt werden kann.
Die Stromschleifen-Schnittstelle 6 bietet die Möglichkeit, von der Eingabeeinheit 7 und dem zugehörigen Magnetbandkassettengerät 8 sowie dem Dateneingabe- und Sichtgerät 9 nicht nur die Mikroprozessoren 3, 4 und 5 einer einzigen Maschine.
1 anzusteuern und hiervon Rückmeldungen zu erhalten, sondern mehrere, mit entsprechenden Mikroprozessoren 3, 4 und 5 ausgerüstete Bearbeitungsmaschinen 1 einer Holzbearbeitungsstraße einzustellen, umzurüsten und zu überwachen, und zwar von einer von der Holzbearbeitungsstraße beliebig entfernten Stelle.
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Claims

Elektronische Steuerung für Holzbearbeitungsmaschinen Patentansprüche: 1. Elektronische Steuerung für eine wenigstens eine olzbearbeitungsmaschine zum Formatschneiden, Kantenanleimen, Kappen, Fräsen, Schleifen und dergleichen von Möbelelementen aufweisende Holzbearbeitungsstraße, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jede Maschine (1) eine frei programmierbare elektronische Steuerung (2) mit einem Programmspeicher, einem Hilfsspeicher, anem nichtflüchtigen Hilfsspeicher und einem 1-Bit-Mikroprozessor zur Durchführung logischer Verknüpfungen und mit 24V- und 5V-Pegel Eingängen sowie 220V-und 24V-Pegel Ausgängen aufweist.
2. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jede frei programmierbare Steuerung (2) mit einem Mikroprozessor (3) für die Umrüstung der Aggregate der Maschine, einem Mikroprozessor (4) für die Steuerung der Zufuhr von Kantenmaterialien und einem Mikroprozessor (5) zur Simulierung eines Schieberegisters für die berührungslose Längensteuerung verbunden ist, und daß die Mikroprozessoren (3, 4, 5) über eine Stromschleifen-Schnittstelle (6) mit einer Eingabeeinheit (7) verbunden sind.
3. Elektronische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Eingabeeinheit (7) mit einem Magnetbandkassettengerät (8) und einem Dateneingabe- und Sichtgerät (9) verbunden ist.
4. Elektronische Steuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mikroprozessoren (3, 4, 5) 8-Bit-Monoboardprozessoren sind.
5. Elektronische Steuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t r daß die Mikroprozessoren (3, 4, 5) 24V- und 5V-Pegel Eingänge und 5V-Pegel Ausgänge aufweisen.
6. Elektronische Steuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t', daß die Stromschleifen-Schnittstelle (6) eine 20mA-Stromschleifen-Schnittstelle ist.
7. Elektronische Steuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schnittstelle (6) und die Eingabeeinheit (7) mehreren Maschinen (1) einer Holzbearbeitungsstraße gemeinsam sind.