NO770167L - Kontrollanordning som er beregnet for en arbeidsmaskin og inng}r i dennes styreutstyr. - Google Patents

Description

Kontrollanordning som er beregnet for en arbeidsmaskin og inngår i dennes styreutstyr.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en kontrollanordning, særlig en slik kontrollanordning som dels er beregnet til anvendelse ved arbeidsmaskiner, dels er beregnet til å inngå i et styreutstyr for arbeidsmaskinen. Med arbeidsmaskin menes i den etter-følgende beskrivelse en halv- og helautomatisk maskin for frem-stilling av hel- eller halvfabrikata. Eksempler på slike arbeidsmaskiner er dreiebenker, boremaskiner, klippemaskiner, stansemaskiner, ekssenterpresser m.m. Kontrollanordningen ifølge oppfinnelsen er innrettet til enten ved feil i styreutstyret eller selve kontrollanordningen eller ved mottakelse av en informasjon

som avviker fra en på forhånd ventet informasjon fra i arbeids-

s maskinen innebygget eller tilhørende annet kontroll- eller styreutstyr å forhindre en aktivering av arbeidsmaskinen, eller dersom informasjonen opptrer etter at en aktivering av arbeidsmaskinen er skjedd, å stanse arbeidsmaskinen.

Kontrollanordningen ifølge oppfinnelsen kan komme til anvendelse ved en vilkårlig type styreutstyr og arbeidsmaskin, men idet kontrollanordningen får en særlig egnet anvendelse i et styreutstyr for stanse- eller pressemaskiner (ekssenterpresser), og idet spesielt høye krav stilles til kontrollanordninger for nettopp disse maskiner, vil det i den etterfølgende beskrivelse bli gitt eksempler i forbindelse med en stansemaskin.

Det er tidligere kjent forskjellige styreutstyr som anvend-bart for stansemaskiner for derved å hindre at stansemaskinen utfører en arbeidssyklus før et antall forskjellige forutsetninger er oppfylt.

Straks en betingelse ikke er oppfylt, skal stansemaskinen stoppes umiddelbart uavhengig av hvor i arbeidssyklusen maskinen befinner seg. For dette formål finnes det en mekanisk bremse som

■

aktiveres, og denne bremse muliggjør stopping av stansemaskinen innenfor et meget kort tidsintervall. Som et eksempel kan nevnes

at dette tidsintervall er av størrelsesorden titalls millisek-under (ms) .

Det er imidlertid åpenbart at det totale tidsrom som med-går for stopping av stansemaskinen ikke bare er avhengig av den ovenfor angitte forsinkelse, men er også avhengig av selve styre-utstyrets reaksjonstid. Reaksjonstiden for styreutstyret skal regnes fra det tidspunkt hvor et organ som hører til styreutstyret aktiveres, og inntil det fra styreutstyret foreligger et utgangssignal som skal innlede stopping av stansemaskinen.

Ved tidligere kjent, mer eller mindre elektromekanisk styreutstyr har det vist seg at reaksjonstiden for styreutstyret er av samme størrelsesorden som stoppetiden for stansemaskinen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et styreutstyr, og spesielt en kontrollanordning som inngår i styreutstyret, som har en betydelig kortere reaksjonstid enn tidligere kjent elektromekanisk styreutstyr, noe som blant annet skyldes at foreliggende styreutstyr og kontrollanordning er helt elektronisk utformet.

Videre er det fremkommet som et ufravikelig krav at styreutstyr og kontrollanordninger som skal anvendes for stansemaskiner

må være av en slik beskaffenhet at en eneste feil, hvor den enn opptrer, ikke skal kunne få styreutstyret til tross for feilen til likevel å aktivere stansemaskinen, men så snart en feil opptrer, hvor den enn måtte være, skal stansemaskinen stoppes.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en kontrollanordning som inngår i et styreutstyr og som er konstruert slik at de ovenfor angitte betingelser oppfylles.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd med en kontrollanordning hvis kjennetegn er angitt i det etterfølgende patentkravs 1 karakteristikk.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende ved beskrivelse av to utførelsesformer av styre- og kontrollanordningen under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser sterkt forenklet et frontriss av en stansemaskin hvor en kontrollanordning ifølge oppfinnelsen er anvendbar.

Fig. 2 viser et sideriss sv stansemaskinen i fig. 1.

Fig. 3 viser sterkt forenklet en kontrollanordning hvor

det anvendes to mikrodatamaskiner.

Fig. 4 viser i blokkskjemaform en elektronisk drevet kontrollanordning .

Kontrollanordningen ifølge oppfinnelsen skal således anvendes i forbindelse med en arbeidsmaskin, fortrinnsvis i forbindelse

med slike arbeidsmaskiner som går under betegnelsen stanse- eller pressemaskiner.

Kontrollanordningen ifølge oppfinnelsen er anordnet slik at den enten ved feil i selve styreanordningen eller i kontrollanordningen eller ved en mottatt informasjon som avviker fra en på forhånd ventet informasjon og der denne informasjon fås, fra i arbeidsmaskinen innebygget eller tilhørende annet kontroll- eller styreutstyr, hindrer en aktivering av arbeidsmaskinen, eller dersom det avvikende signal opptrer etter aktiveringen påvirkes organer slik at arbeidsmaskinen stopper.

Fig. 1 og 2 viser sterkt forenklet et frontoppriss og et sideriss av en stansemaskin som er utstyrt med en stansepute 1

med en utsparing la. Gjennom denne utsparing er en stanse 2 be-vegelig oppad og nedad. Materialet som skal utstanses (ikke vist) anbringes over hullet la, og deretter tillates stansen 2 av et svinghjul 3 å presses ned gjennom materialet og inn i hullet la. Stansen 2 er via et ledd forbundet med et svinghjul 3 som samvirker med en ekssenteraksel 4 og en friksjonskopling 5. Svinghjulet har en rotasjonsretning som er gitt henvisningsbetegnelsen A. Aktivering av stansens bevegelse foregår ved å innkople en friksjonskopling 5, noe som foregår via to ventiler 6 og 7. Sving-hjulets opplagrete energi koples da via ekssenterakselen til stansen. Det bør her bemerkes at både ventilen 6 og ventilen 7

må være innkoplet samtidig for å kunne påvirke friksjonskoplingen. Foruten friksjonskoplingen 5 aktiveres også bremsebelegg slik at disse opphører å samvirke med ekssenterakselen. Dessuten finnes det et avfølingsorgan 6a og et avfølingsorgan 7a som er innrettet til å avføle ventilenes 6 og 7 stillinger.

Dessuten finnes det i forbindelse med stanseputen et såkalt tohåndsorgan 8, 9, noe som innebærer at venstre hånd må påvirke organet 8 samtidig som høyre hånd må påvirke organet 9, for derved å aktivere friksjonskoplingen 5 og innkople svinghjulet 3. Årsaken til at hendene må påvirke dels organet 8 og dels organet 9 innen aktivering av koplingen 5 skjer, er at hendene skal be-finne seg i en forutbestemt avstand fra selve stansen under arbeidssyklusen. Dessuten kan det være anordnet et. lysteppe (ikke vist) mellom tohåndsorganene 8 og 9 og stansen 2 som ytterligere beskyttelse mot utilsiktet innføring av kroppsdeler i nærheten av stansen 2 under arbeidssyklusen.

Også andre beskyttelsesanordninger finnes ved en stansemaskin, men idet stansemaskinen ikke utgjør noen del av den foreliggende oppfinnelse vil disse deler ikke bli beskrevet nærmere. I kontrollanordningen ifølge oppfinnelsen anvendes det som vist i fig. 3 to mikrodatamaskiner 20 og 21. Ved aktivering av koplingsorganet 8 tilføres et aktiveringssignal via en ledning 8a til mikrodatamaskinen 20, og samtidig tilføres et aktiveringssignal via en ledning 8b til mikrodatamaskinen 21. Ved påvirkning av koplingsorganet 9 opptrer på liknende måte et aktiveringssignal via en ledning 9a til mikrodatamaskinen 20 og et aktiveringssignal 9b til mikrodatamaskinen 21.

Mikrodatamaskinen 20 og 21 er helt like, og de to data-maskiners funksjoner er helt like, og den etterfølgende beskrivelse vil derfor konsentrere seg om mikrodatamaskinen 20.

Mikrodatamaskinen 20 omfatter kretser som avføler aktiveringssignalene som opptrer i ledningene 8a og 9a, og bare dersom disse aktiveringssignaler opptrer i et forutbestemt tidsrom (f.eks. 0,5 sek.) foregår en ytterligere bearbeidelse av disse aktiveringssignaler i mikrodatamaskinen 20.

Av vesentlig betydning for den foreliggende oppfinnelse er at den på forhånd ventete informasjon, f.eks. aktiveringssignaler i

i ledningene 8a, 9a respektivt 8b, 9b, tilføres to, fortrinnsvis helt like, signalbehandlende organer, f.eks. som "i fig. 3 mikrodatamaskinene 20 og 21. Disse er innrettet til samtidig å frembringe et utgangssignal i en ledning henholdsvis 20a og 21a.

De således frembrakte to utgangssignaler i ledningene 20a, 21a er koplet slik at de aktiverer hvert sitt av to påvirkningsorganer eller ventiler 6 og 7. Begge disse organer 6 og 7 må som tidligere beskrevet i forbindelse med fig. 1 være aktivert samtidig for å kunne aktivere arbeidsmaskinen og friksjonskoplingen 5 som hører til arbeidsmaskinen.

Når aktiveringssignalene i ledningene 8a og 9a er innkommet til mikrodatamaskinen 20 innen det forutbestemte tidsrom, aktiveres riktignok arbeidsmaskinens arbeidssyklus, men under selve arbeidssyklusen for arbeidsmaskinen tilføres det til mikrodatamaskinen 20 via ledningene 20b et antall informasjoner som er innbyrdes atskilt i tid. Samtidig tilføres disse informasjoner til

mikrodatamaskinen 21 via ledningene 21b. Hver mikrodatamaskin

eller signalbehandlende organ 20, 21 utfører arbeidsinstruksjoner avhengig av informasjonen som mottas, og denne signalbehandling skjer uavhengig av hverandre. Når instruksjonen er gjennomført

sammenliknes resultatene for hvert signalbehandlende organ eller mikrodatamaskin. Først ved en avvikelse ved sammenlikningen påvirkes en krets for stopping av arbeidsmaskinen.

Fig. 3 viser at mikrodatamaskinen 20 omfatter en kontrollkrets 20', mens mikrodatamaskinen 21 omfatter en kontrollkrets 21'. Disse kontrollkretser kan være i form av software, dvs. inngå i de programminstruksjoner som mikrodatamaskinen skal utføre. Til kontrollkretsen 20' innføres informasjon om mikrodatamaskinens 21 tilstand via en ledning 21c. På samme måte tilføres informasjon om mikrodatamaskinens 20 tilstand via en ledning 20c til mikrodatamaskinens kontrollkrets 21'.

Den informasjon som innføres til mikrodatamaskinen 20 og mikrodatamaskinen 21 via ledningene 20b og 21b kan være av to typer. Den første type signaler kan anses for å stamme fra stansemaskinens ytre anlegg, og som et eksempel på slike signaler kan nevnes: a) Selvholdningssignal fra en kamskive,et signal som opptrer under en arbeidssyklus 31 i fig. 2. b) Bremsevaktsignal fra en kamskive, et signal som opptrer under en arbeidssyklus 32 i fig. 2. c) Signaler som stammer fra ventilovervåkingen 6a og 6b, dvs. ventilene 6 og 7.

Den andre type signaler kan anses for å bestå av manøvrer-ingssignaler, og som nevnt ovenfor innkommer det til mikrodatamaskinen 20 eller 21 informasjon om når koplingsorganene 8 og 9 er aktivert. Foruten disse manøvreringssignaler kan mikrodatamaskinen 20 tilføres signaler såsom: a) Stopp- og startsignaler når arbeidsmaskinen er innstilt på automatisk drift. b) Informasjon fra lysteppet, og denne informasjon kan være av tre typer, nemlig en type når to brudd av lysteppet er nødvendig

for å medføre start av arbeidsmaskinen, en annen type når lyd-teppet bare behøver å brytes én gang for å medføre start av arbeidsmaskinen, samt en tredje type når lysteppet anvendes £>m beskyttelse, dvs. hindrer bevegelse av maskinen så lenge lysteppet . er brutt.

Videre kan det selvfølgelig tilføres til mikrodatamaskinene 20 og 21 signaler som tilsvarer en funksjonsomkopling av hele stansemaskinens arbeidssyklus.

Hvordan disse signaler oppnås fra en arbeidende stansemaskin er tidligere kjent, og det mest signifikative for oppfinnelsen er at disse signaler nå samtidig skal tilføres til to parallelt

arbeidende, signalbehandlende organer for avhengig av signal-informasjonen å aktivere utgående ledning fra det signalbehandlende organ 20 samt å sammenlikne det ene signalbehandlende organs tilstandssignaler med tilstandssignalene for et andre signalbehandlende organ 21.

Foruten de ovenfor angitte informasjoner kan det tilføres en ytterligere informasjon ved at de med hver sin hånd påvirkbare organer 8 og 9 etter at påvirkningen er opphørt avføles av mikrodatamaskinene 20 og 21, og utelukkende i tilfelle av at begge organer oppviser åpnete kontakter kan en ytterligere aktivering av arbeidsmaskinen foregå ved en ny påvirkning av koplingsorganene 8 og 9. Dessuten kan selvfølgelig mikrodatamaskinen 20 eller 21 koples slik at umiddelbart etter at en informasjon er gitt til mikrodatamaskinen 20 fra de to organer 8 og 9, kontrolleres dessuten på nytt at de to i koplingsorganene 8 og 9 inngående kontakter inntar sluttet stilling, og at først etter denne kontroll foregår en indikering for aktivering av arbeidsmaskinen. Fig. 4 viser i blokkskjemaform en alternativ utførelses-form av kontrollanordningen ifølge fig. 3, oppbygget av elek-troniske logikk-kretser. En ledningsbunt 31 er beregnet for signaler avhengig av stansemaskinens ytre tilstand, "mens en ledningsbunt 32 er beregnet for manøvreringssignaler. Dessuten er det anordnet en spesielt utformet funksjonsomkopler 33.

Også i fig. 4 er det anordnet signalbehandlende organer som er innrettet til å arbeide parallelt, og derfor vil den etter-følgende beskrivelse bli konsentrert om det signalbehandlende organ i den øvre del av fig. 4.

Av fig. 4 fremgår det at ledningsbunten 31 er koplet til en omkoplingslogikk-krets 35. Omkoplingslogikk-kretsen er på sin side koplet til en samtidighetskontroll 36 og en dobbeltslagslogikk-krets 37. Denne dobbeltslagslogikk-krets er innrettet til å sikre at stansemaskinen bare kan utføre en syklus pr. nedtrykking av manøv-rer ingsorganene selv om manøvreringsorganene skulle holdes påvirket etter fullføring av syklusen. Imidlertid er dobbeltslagslogikk-kretsen 37 koplet til en bremsevaktlogikk-krets 38 som er koplet

til en OG-krets 39 hvis utgang via en forsterker 40 er koplet

c til ledningen 20a for akt-ivering av ventilen 6. I ledningen 6a<1>

opptrer informasjon om ventilens 6 stilling. Omkoplingslogikk-kretsen 35 er via en ledning koplet til et synkroniseringsutstyr 41 som på sin side sammen med samtidighetskontrollen 36, dobbeltslagslogikk-kretsen 37, bremsevaktlogikk-kretsen 38 samt OG-porten 39 er koplet til en kontrollavsøker 42. Denne kontrollavsøker er

innrettet til i forskjellige tidsintervaller å kontrollere informasjonen i forskjellige ledninger i det signalbehandlende organ i den øvre del av fig. 4. Kontrollavsøkeren 4 2 er sammen-koplet med en tilsvarende kontrollavsøker 42' som inngår i det andre signalbehandlende organ. På samme måte samvirker synkron-iseringsutstyret 41 med et tilsvarende synkroniseringsutstyr 41', og det samme gjelder samtidighetskontrollkretsen 36 som samvirker med en likeverdig samtidighetskontrollkrets 36'.

Fra kontrollavsøkeren 42 sendes det i dennes utgående ledning 42a ut et signal som er avhengig av resultatet fra kontrol-len, hvor dette signal enten gir indikasjon om en fortsatt drift av stansemaskinen eller om stopp av stansemaskinen. Dette signal i ledningen 42a sammenstilles med signalet fra bremsevaktlogikk-kretsen 38, og dersom begge er høye aktiveres ventilen 6 ved

hjelp av signal i ledningen 20a.

Idet ventilen 6 er noe treg i utkopling er det mulig ved hjelp av kontrollavsøkeren å sende ut i et meget kort tidsintervall et fingert stoppsignal for derved å kunne fastslå om OG-porten 39 gir riktig indikasjon på sin utgang. Så snart denne kontroll har foregått, tilføres ledningen 42a på nytt en informasjon om at arbeidsmaskinen skal fortsette sin arbeidssyklus.

Oppfinnelsen er selvfølgelig ikke begrenset til den ovenfor som eksempel angitte utførelsesform, men kan gjennomgå modi-fikasjoner innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (10)

1. Kontrollanordning som er beregnet for en arbeidsmaskin, fortrinnsvis stanse- eller pressemaskin, og inngår i dennes styreutstyr, og er innrettet til enten ved feil i selve styreutstyret eller kontrollanordningen, eller når det mottas en informasjon som avviker fra en på forhånd ventet informasjon fra i arbeidsmaskinen innebyggete eller tilhørende andre kontrollanordninger eller annet styreutstyr, å hindre en aktivering av arbeidsmaskinen, eller dersom informasjonen opptrer etter aktivering av arbeidsmaskinen, å stoppe arbeidsmaskinen, kar- akterisert ved at informasjonen tilføres til to, fortrinnsvis helt like, signalbehandlende organer (20,21) som er innrettet til å behandle de mottatte signaler i et forhånds-bestemt mønster og innenfor et forutbestemt tidsintervall, at ved riktig behandling når det gjelder resultat innenfor det angitte tidsintervall danner disse samtidig hvert sitt utgangssignal, samt at de således dannete to utgangssignaler er koplet slik at de aktiverer hvert sitt av to påvirkningsorganer (6,7) som begge skal være aktivert for å aktivere arbeidsmaskinen (5), men om bare ett påvirkningsorgan er aktivert eller den interne signalbehandling i organet ligger ute av fase (gjennom kontroll-ledninger 20c, 21c) hindres aktivering av arbeidsmaskinen (5).

2. Kontrollanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at før og under en arbeidssyklus for arbeidsmaskinen tilføres et antall informasjoner som er innbyrdes atskilt i tid, til de to signalbehandlende organer (20,21), at hvert signalbehandlende organ utfører instruksjoner avhengig av' informasjonen og at en sammenlikning (20c, 21c) foregår av resultatet fra hvert signalbehandlende organ som ved en avvikelse i sammenlikningen hindrer start, eller stopper arbeidsmaskinen dersom arbeidssyklusen er påbegynt.

3. Kontrollanordning i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at de signalbehandlende organer til-føres dels signaler vedrørende arbeidsmaskinens ytre tilstand dels manøvreringssignaler.

4. Kontrollanordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at de to signalbehandlende organer tilføres et første påvirkningssignal som fås fra hvert av to med hver hånd påvirkbare organer (8,9), og at disse to signaler må opptre i et forutbestemt tidsintervall for å aktivere arbeidsmaskinen.

5. Kontrollanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det til hvert signalbehandlende organ er koplet et organ som indikerer påvirkningsorganets stilling, og at det ved avvikende indikering foregår en inhibering av aktiveringen av arbeidsmaskinen.-

6.K ontrollanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at de med hver sin hånd påvirkbare organer (8,9) etter at påvirkning er opphørt avføles, og bare i det tilfelle begge organer oppviser åpnete kontakter kan en ytterligere aktivering av arbeidsmaskinen foregå ved en ny påvirkning.

7. Kontrollanordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at umiddelbart etter en informasjon til det signalbehandlende organ at begge organer (8,9) er påvirket kontrolleres på nytt at de to i organene inngående kontakter inntar sluttet stilling, og at først etter denne kontroll foregår en påvirkning for aktivering av arbeidsmaskinen.

8. Kontrollanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sammenlikningen av utgangssignalene fra hvert signalbehandlende organ foretas i to innbyrdes atskilte kontrollkretser (42,42' og 20',21).

9.K ontrollanordning i samsvar med krav 8, karakterisert ved at kontrollkretsens utgangssignal (4 2a) via en OG-port er matet tilbake til kontrollkretsen via en ledning (42b), og at dette tilbakematete signal kontrolleres ved en sammenlikning med tilsvarende signal i den andre kontrollkrets (42') .

10. Kontrollanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det til kontrollkretsen (42) mates tilbake informasjon om at utgangssignalets (20a) ordrer er utført via en ledning (6a',9), og at dette tilbakematete signal kontrolleres ved en sammenlikning med tilsvarende signal i den andre kontrollkrets (42 ' ) .