DD205552A1 - Anordnung fuer eine kombinierte steuerung mehrerer automaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von mehreren Zufuehreinrichtungen an vorzugsweise elektro-pneumatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen. Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der ohne grossen geraetetechnischen Aufwand ein stabiler funktionell abhaengiger Mehrmaschinenbetrieb erreichbar ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch eine Anordnung von technologischen Einrichtungen, vorzugsweise Werkzeugmaschinen mit Zufuehreinrichtungen, steuerungstechnischen Baugruppen fuer die Zufuehr- bzw. Beschickungseinrichtungen, Ein- und Ausgangssignalanpassbaugruppen und steuerungstechnischen Baugruppen fuer die Kommunikation geloest. Dabei arbeiten die technologischenAnlagen und der Beschickungsautomat einschliesslich dessen Zentraleinheit und Speicherbaugruppe nach dem elektro-pneumatischen Wirkprinzip und die Kommunikations-Steuereinheit ist zweckmaessigerweise steuerungstechnisch als mikroelektronische Baueinheit ausgefuehrt.

Description

O / L O

Anordnung für eine kombinierte Steuerung von mehreren Automaten

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von mehreren Zuführeinrichtungen an vorzugsweise elektro-pneumatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Die Steigerung des Automatisierungsgrades hat dazu geführt, daß Werkzeugmaschinen über numerische Steuerungen weitestgehend automatisch betrieben werden können· Um die Auslastung dieser hochwertigen Werkzeugmaschinen steigern zu können, ist man dazu übergegangen, über die verschiedensten Varianten diese Maschinen mittels Handhabetechnik zu beschicken«

Es hat sich dabei als ökonomisch zweckmäßig erwiesen, daß frei programmierbare Eecaeneiniieiten in numerische Steuerungen einbezogen werden« Durch die dadurch erreichte höhere üflezibilität derartiger Steuerungen, können Steuerungsabläufe realisiert werden, dia sich nach konventionellen Methoden kaum verdrahten lassen« Doh. es werden numerische Steuerungen für Verarbeitungsmaschinen mit einem Eechner und einem Bedienfeld, das über einen programmgesteuerten Datenkanal mit dam Eechner verbunden ist, eingesetzte Derartige Systeme sind zum Beispiel bei der numerischen Steuerung von Werkzeugmaschinen bekannt, wo in bestimmten zeitlichen Intervallen vom Eechner die Abfrage eines Bedienfeldes erfolgtο

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Entsprechend einer in solchen Fällen üblichen technischen Lösung werden die einzelnen Schalter des Bedienfeldes in den vorgegebenen zeitlichen Intervallen im Zeitmultiplex abgefragt. Dabei zeigt sich als Nachteil, daß die entstehende zeitliche Belastung des Rechners mit dem Umfang der Schalter des Bedienfeldes und deren Kommunikationsvarianten unerwünscht groß wird» D.h» Steuerungen von mehreren Werkzeugmaschinen und Beschickungseinrichtungen sind mit derartigen Einrichtungen nur begrenzt zu realisieren₀ Andere bekannte Steuereinrichtungen betreffen Programmsteuerungen zum numerischen Eechnerdirektsteuern mehrerer Werkzeugmaschinen einer Fertigungsanlage über impulsgesteuerte Stellantriebe an den Werkzeugmaschinen mit einem Rechner mittels einem Register für jede Werkzeugmaschine, welches die von einer Recheneinrichtung bereits aufbereiteten Daten empfängt, zuordnet und nach Aufforderung ein Datenausgangssignal an den entsprechenden Stellantrieb liefert* Eine solche Einrichtung ermöglicht, daß ohne Rechnerkanäle und Einrichtungen zum direkten Speicherzugriff eine große Anzahl von Werkzeugmaschinen mit Hilfe des Rechners gleichzeitig gesteuert werden können. Nachteil dieser Einrichtungen ist, daß mit ihnen jede Werkzeugmaschine als separate Einheit gesteuert wird und damit ein funktionelles Zusammenwirken mehrerer voneinander abhängiger Werkzeugmaschinen bzw, deren Beschickung nicht realisiert werden kann«

Ebenfalls bekannt ist, daß ein Pertigungsz^klus einer Montage-, Yerpackungs-, Werkzeug- oder ähnlichen Maschine in der Regel aus einer Anzahl von Prinzipschritten sich zusammensetzt, welche nach einem festen Programm taktmäßig aufeinanderfolgend ablaufen» Auf Grundlage dieser Erkenntnisse sind programmierbare Schaltungsanordnungen zur Folgeisteaerung von Maschinen mit einer Anzahl von faktstufen mit Speichervermögen, die jeweils ein binäres Ausgangssignal für ein Schaltglied der Maschine in Abhängigkeit von einem diesem Schaltglied zugeordneten Steuersignal sowie von einem Primärsignal erzeugen, welches von einer in der Abiaufhirachie der jeweils vorhergehenden Taktstufen erzeugt wird, bekannt« Diese prinzipielle Lösungsvariante läßt sich an Sinzelmaschinen relativ unkompliziert realisieren«

Bei einem synchronen Betrieb von mehreren technologisch abhängig arbeitenden Werkzeugmaschinen mit Bescaickungseinrichtungen läßt sich diese einfache Steuereinrichtung nor in Verbindung mit äußerst aufwendigen Zusatzeinrichtungen einsetzen, so daß sich bei der Anwendung van mehreren Systemein- und -ausgängen erhebliche Nachteile für den redundanzarmen, übersichtlichen Aufbau von derartigen Stauerungen und damit ein hoher Baugruppeneinsatz ergeben. Dieser prinzipielle Nachteil zeigt sich auch in einer weiteren bekannten technischen Lösung, wo in Abhängigkeit vom technologisch geforderten Steuerungsablauf Taktketten mit der den technologischen Zuständen entsprechenden Zahl von Takten aufgebaut werden,

Grande lenient ist hierbei ein Taktkettenspeicherglied,, In Verbindung mit dem Einsatz von 'rak-cketten sind Befeiilseinheiten vorgesehen, die über entsprechende Speicher und logisch« Yerknüpfungsglieder Aufgaben, wie das Verriegeln von Anfahr- und Abfahrprozessen, Taktvorbereitungen, Ablaufsteuerungen und der Signalisation von eingespeicherten Zuständen des Taktes und der Programmsteuerung sowie auftretenden Störungen, realisieren«

Ziel, der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Steuerung von mehreren Zuführeinrichtungen an vorzugsweise elektro-pneumatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen zu schaffen, mit der ohne großen gerätetechnischen Aufwand ein stabiler funktionell abhängigier Mehrmaschinenbetrieb erreichbar ist,,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch definierte elektronische und elektro-pneumatische Baugruppen mit kommunizierenden Systemein- und -ausgängen eine Steaerung von mehreren technologischen Einrichtungen, vorzugsweise Werkzeugmaschinen mit Zuführeinric.htungen, zu schaffen, die unter ^erücksicatigung der technologischen Bedingungen des zu automatisierenden

Prozesses und der funktioneilen Zusammenhänge zwischen den technologischen Einrichtungen eine systemgerechte Steuerung des Gesamtprozesses realisiert·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung von technologischen Einrichtungen, vorzugsweise Werkzeugmaschinen mit Zuführeinrichtung, steuerungstechnischen Baugruppen für Zuführ- bzw, Beschickungseinrichtungenj Ein- und Ausgangssignalanpassungs- und Yorbereitungsbaugruppen und steaerungstechnische Baugruppen für die Kommunikation gelöst* Dabei ist eine Kommunikationssteuereinheit wechselseitig mit zwei oder mehreren*· technologischen Anlagen, vorzugsweise Werkzeugmaschinen, einem Beschickungsautomaten 2_} vorzugsweise Handhabeautomaten, und einer Zentraleinheit verbunden« Singangsseitig ist die Kommunikationssteuereinheit mit einer Ablagekontrolleinrichtung und einem Beschickungsautomaten 1, vorzugsweise Zuführeinrichtung, verschalten«, Eine Hilfseinrichtung ist eingangsseitig mit einer technologischen Anlage verbunden« Ausgangsseitig ist der Kommunikationssteuereinheit eine Ausgabebaugruppe nachgeordnet. Der Zentraleinheit ist eine Zustandssignalisationsbaugruppe nachgeschalten; sowie eine Handvorgabebaugruppe_? vorzugsweise Bedienfeld, und eine Speicherbaugruppe, vorzugsweise mit pneumatischem Wirkprinzip, vorgesciaaiten» Die Zentraleinheit und der Beschickungsaatoniat; 2 sind wechselseitig miteinander verbunden»

Erfindungsgemäß arbeiten die technologischen Anlagen und der Beschickungsaäitomat 2 einschließlich der Zentraleinheit und Speicherbaugruppe nach dem elektro-pneumatischen Wirkprinzip_o Die Koamanikätionssteuereinheit.ist zweckmäßigerweise steuerongstechnisch als mikroelektronische Baueinheit aasgeführt. Die Anordnung dieser Baueinheit besteht aus einer Signalanpassung und -vorbereitung für Ein- und Aasgaben sowie einer Steuerungstechnik für Kommunikationszwecke» Das'Herzstück der Steuerungstechnik ist eine zentrale Steuerbaugruppe, die ausgangsseitig mit Signaluasetzbaugruppen für die Zentraleinheit, den technologischen Anlagen und dem Beschickungsautomaten 2 verbunden ist.

Eingangsseitig ist sie mit den SignalUmsetzbaugruppen für die technologischen Anlagen, der Zentraleinheit sowie den Beschickungsautomaten 1 und 2, einer Zustandsvorgabebaugruppe, einer Überwachungsbaugruppe und einer Handvorgabebaugruppe verschalten«

Die Zustandsvorgabebaugruppe ist zweckmäßigerweise ebenfalls mit dieser Handvorgabebaugruppe und den Signalumsetzbaugruppen für technologische Anlagen, der Zentraleinheit und den Beschickungsautomaten 1 und 2 verbundene Der Überwachungsbaugruppe sind eine Handvorgabebaugruppe und die Signalumsetzbaugruppen für die Zentraleinheit und die technologischen Anlagen vorgeordnet sowie eine Signalumsetzbaugruppe für die technologischen Anlagen und einer Ausgabebaugruppe nachgeordnetβ

Die Handvorgabebaugruppen sind zweckmäßigerweise in einer Baueinheit, vorzugsweise einem Bedienpult,zusammengefaßt. Entsprechend der erfindongsgemäßen Anordnung erfolgt eine steuerungstechnische Synchronisation der Punktion von zwei oder mehreren technologischen Anlagen mit zwei Beschickungsautomaten mittels einer Kommunikationssteuereinheit und einer Zentraleinheit« Dabei werden über die Zustandssignale-Peripherie X^ der technologischen Anlagen, einem Zustandssignal - Startstellung X , welches vom Beschickungsautomaten 1 abgegeben wird, dem Kontrollsignal - Endproduktablage X^ und dem Zustandssignal Xo* des Beschickungsautomaten 2 und dem wechselseitigen Informationsaustausch mittels der Kommunikationssignale X^q mit der Zentraleinheit in der Kommunikationssteuereinheit die Steuersignale - Peripherie Xg^ für die technologischen Anlagen,. das Steuersignal - Beschickungsautomat Xg-g für den Bescaickungsautomat 2 sowie das Zustandssignal - Kontrollausgabe X. als Störmeldung gebildet und systemgerecht ausgegeben« Die Zentraleinheit bildet mit dem Steuersignal - Programmablauf Xg, dem Zustandssignal - Beschickungsautomat 2g^» dem Kommunikationssignal £j£o» and dem Steuersignal - Schrittbetrieb Xg, das Steuersignal Xg-g für den Beschickungsautomaten 2, das Informationssignal XgQ für die Kommunikationssteuereinheit und ein

Qaittierungssignal - Zentraleinheit X₀ für die Zustandssignalisationsbaugruppen_o

Daraas leitet sich ab, daß das Steuerungsprobiem und die Informationsverarbeitung weitestgehend in dezentralen Ponktionsgruppen realisiert werden, wobei der Einsatz unterschiedlicher Hilfsenergien ohne großen gerätetechnischen Aufwand sehr vorteilhaft gewährleistet wird« Die erfindungsgeniäße Anordnung, die aus einer Kombination von elektro-pneumatischen und mikroelektronischen Baugruppen und -einheiten besteht, berücksichtigt alle wesentlichen Kriterien für einen genauen, stabilen und sicheren Betrieb des zu automatisierenden Gesamtprozesses, wobei die gerätetechnischen Kosten sich auf einem relativ niedrigen Niveau bewegen«

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Ausfuhrungsbeispiel

Die erfindungsmäßige Anordnung soli nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden« In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen;

ügo 1: Anordnung einer kombinierten Steaerung für mehrere Automaten«

Fig« 2; Anordnung einer Kommunikationssteuereinheit_o

Pig· 3J Anordnung einer kombinierten Steuerung für zwei Drehautomaten mit Beschickungseinrichtungen»

Die Anordnung für eine kombinierte Steuerung von zwei Drehautomaten und zwei Beschickungseinrichtungen setzt sich aus einer technologischen Ebene, der Steuerungstechnik für die Beschikkungstechnik, der Eingangssignalanpassung und -vorbereitung, der Steuerungstechnik für Kommunikationen und der Ausgabe signal anpassung und -vorbereitung zusammen, die alle zweckmäßigerweise zu Baugruppen und -einheiten zusammengefaßt sind« Die technologische Ebene setzt sich dabei aus den technologi·^· schan Anlagen 26 und 27, die als Drehautomaten ausgeführt sind, den Zuführeinrichtungen 28 und 29_S die als Magazin- und Handhabeeinrichtungen ausgeführt sind, einer Ablagekontrolleinrichtung 30, die als Auswurfkontrolleinrichtung ausgeführt ist, einer Ausgabebaugruppe 3I, die als Signaleinrichtung ausgeführt ist, einer Zustandssignalisationsbaugruppe 33, die als Kontrollfeld ausgeführt ist, und einer Hilfseinrichtung 32, die als ¥ereinzelungsbaugruppe ausgeführt ist, zusammen* Die synchronisierte Steuerung der Beschickung der Drehäutomaten 26 und 27 und der Handhabeeinrichtung 29 erfolgt durch eine elektrb-prieumatische Steuerungstechnik für die Beschickungstechnik und eine mikroelektronische Steuerungstechnik für die Kommunikation*

Die Steuerungstechnik für die Beschickungstechnik setzt sich aus einer Zentraleinheit 8, einer Handvorgabebaugruppe 9 und einer Speicherbaugruppe 10 zusammen«

Die Steuerungstechnik für die Kommunikation besteht. ,.ajis den Handvorgabebaugruppen 18 und 19» einer Zustandsvorgabebaugruppe 15» einer zentralen Steuerbaugruppe 16 und einer Überwachungsbaugruppe 17· '

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Die Steuerungstechnik ist eingangsseitig über die Signalanpassungsbaugruppen 12, 13» 14 ttäd- 21 und ausgangsseitig über die Signalanpassungsbaugruppen 22, 23, 24 und 25 mit der technologischen Ebene bzw. der Zentraleinheit 8 verbunden«

Die Drehautomaten 26 und 27 sind durch das Zustandssignai - Peripherie L·™ über die Signalanpassungsbaugruppe 11 mit der Zustandsvorgabebaugruppe 15» der zentralen Steuerbaugruppe 16 und der Überwachungsbaugruppe 17 verbunden. Ebenfalls mit den Baugruppen 15, 16 und 17 ist die Zentraleinheit 8 über die Signalanpassungsbaugruppe 12 verbunden. Um einen definierten Grundzustand für das Gesamtsystem zu erhalten, ist die Magazineinrichtung 28 und eine Signaianpassungsbaugruppe 13 mit der Zustandsvorgabebaugruppe 15 verschalten, wobei das Zustandssignai - Startstellung X^ durch eine elektrische Verbindung ebenfalls an der zentralen Steuer— baugruppe 16 anliegt.

Weiterhin ist sowohl die Baugruppe 15 wie 16 über die Signalanpassungsbaugruppe 14 mittels dem Zustandssignai - Beschickungsautomat Xq. mit der Handhabeeinrichtung 29 verbunden Durch die Verschaltung der Baugruppen 15 und 16 mit der Hand— Vorgabebaugruppe 18, womit das Steuersignal - Schrittbetrieb ILt aufge schalten wird, kann in der Zustandsvorgabebaugruppe ein definierter Grundzustand elektronisch ermittelt werden« Dieser Grundzustand wird durch eine elektrische Verbindung der zentralen Steuerbaugruppe 16 aufgeschalten. Eine eventuelle Störungsmeldung oder ein Anlagenstop wird in der Überwachungsbaugruppe 17 mit der vorgeordneten Handvorgabebaugruppe 19 gebildet» Diese Störungsmeldung wird durch die Verschaltung zwischen den Baugruppen 16 und 25» sowie 16 und zu den technologischen Anlagen 1 und 2 und in die zentrale Steuerbaugruppe 16 geleitete

Zusätzlich ist die zentrale Steuerbaugruppe 16 über eine Signal anpassung aba ugruppe 21 und ihr vorgeschaltenen Auswurfkontrolleinrichtung 30 mit einem Eontrollsignal-Endproduktablage Xg beschälten«

Durch die Steuerungstechnische Verarbeitung der Signale L·,,

^{in der Z8irfe:ra}l^an Steuerbaugruppe 16

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werden das Steuersignal. - Beschickungsautomat Xg-g, das Steuersignal Xg g, und das Kommunikationssignal X^-q gebildet. Das Steuersignal - Peripherie Xg^ wird durch die Verschaltung der Baugruppen 16, 23, 26 und 27 über die Signalanpassungsbaugruppe 23 an die Drehautcmaten 26 und 27 ausgegeben. Das Steuersignal Xg_B wird der Handhabeeinrichtung 29 durch die Verbindung zwischen der zentralen Steuerb'augruppe 16 über die Signalanpassungsbaugruppe 24· aufge schalten. Die Überwachungsbaugruppe 17 bildet das Steuersignal - Peripherie Xgm und das Kontrollsignal X»♦

Diese Signale werden über die nachgeordnete Signalanpassungsbaugruppe 25 "und deren Verbindung mit den Drehautomaten 26 und 27 als Steuersignal Xg^ auf die Drehautomaten und deren Verbindung zur Signaleinrichtung 31 als Zustandssignal - Kontrollausgabe X^ aufgeschalten.

Die Programmierung der Handhabeeinrichtung 29 erfolgt zweckmäßigerweise über die nach dem elektro-pneumatischen Wirkprinzip arbeitende Zentraleinheit 8 mit vorgeschaltener Speicherbaugruppe 10 und Handvorgabebaugruppe 9« Ebenfalls der Zentraleinheit 8 vorgeschalten ist über die Signalanpassungsbaugruppe 22 die zentrale Steuerbaugruppe 16. Die Zentraleinheit 8 bildet ein Steuersignal - Beschickungsautomat Xg-gj was auf die der Zentraleinheit 8 nachgeordneten Handhabeainrichtung 29 geschalten wird.

Ausgangsseitig ir>t der Zentraleinheit 8 eine Zusatzsignalisationsbaugruppe 33 nachgeordnet, mit der das Quittierungssignal - Zentraleinheit X_n ausgegeben wird.

Die Handvorgabebaugruppen-9j 18 und. 19 sind in einem Bedienpult, realisiert.

Die gesamte-Steuerungstechnik wird in dezentralen Baugruppen und -einheiten realisieret, so daß entsprechend den technologischen Bedingungen unterschiedliche Hilfsenergien eingesetzt werden können. An den Berührungsstellen der unterschiedlichen Steuerungstechniken realisieren die Signalanpassungsbaugruppen die jeweiligen Signalanpassungen,

Im Ergebnis dieser zweckmäßigen Anordnung steht ein relativ geringer geratetecb.nisch.er Aufwand mit vertretbaren Kosten und durch die Kombination mit unterschiedlichen Hilfsenergien eine optimale Anpassung an den technologischen Prozeß und deren Handbedingungen.

Claims (2)

1. Anordnung für eine kombinierte Steuerung von mehreren Automaten, vorzugsweise elektro-pneumatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen und Zuführeinrichtungen unter Verwendung an sich bekannter elektronischer, elektro-pneumatischer und regelungstechnischer Baugruppen dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommunikations - Steuereinheit (7) zwischen mehreren technologischen Anlagen (1) und (2) und zwei Beschikkungsautomaten (3) und (4·) angeordnet ist, wobei die Kommunikations - Steuereinheit (7) ausgangsseitig mit der Aasgabebaugruppe (6), eingangsseitig mit einer Ablagekontrolleinrichtung (5) und einem Beschickungsautomaten (3) sowie wechselseitig mit den technologischen Anlagen (1) und (2), wobei der technologischen Anlage 1 eine Hilfseinrichtung (20) vorgeschalten ist, dem Beschickungsautomaten (4) und der Zentraleinheit (8) verbunden ist, wobei die Zentraleinheit (8) eingangsseitig mit einer Handvorgabebaugruppe (9), dem Beschickungsautomaten (4) und einer Speicherbaugruppe (10) sowie ausgangsseitig mit dem Beschickungsaatomaten (4) und einer Zustandssignalisierungsbaugruppe (33) verschalten ist»
2. 2« Anordnung nach Pkt. 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikations-Steuereinheit (7) aus einer Anordnung von einer Zustandsvorgabebaugruppe (15)» einer zentralen Steuerbaugruppe (16), einer Überwachungsbaugruppe (17)» Signalanpassungsbaugruppen (11), (12), (13), (14), (21), (22), (24) und (25) und den Handvorgabebaugruppen (18) und (19) besteht, wobei die zentrale Steuerbaugruppe (16) ausgangsseitig mit den Signalanpassungsbaugruppen (22), (23) und (24) und eingangsseitig mit den Signalanpassungsbaugruppen (11), (12), (13)» (14) und (21), der Handvorgabebaugruppe (18), der Zustands— vorgabebaugruppe (15)? welche eingangsseitig mit den Signalanpassungsbaugruppen (11), (12), (13) und (14) sowie der Handvorgabebaugruppe (18) verschalten ist und der überwach ungsbaugruppe (17)» welche eingangsseitig mit den Signalanpassungsbaugruppen (11) und (12), der Handvorgabebaugruppe (19) und ausgangsseitig mit der Signalanpassungsbaugruppe (25) verschalten ist, verbunden ist_a

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