Überwachungsgerät für periodisch arbeitende Werkzeugmaschinen, insbesondere Stanzmaschinen
Bei periodisch arbeitenden Werkzeugmaschinen, insbesondere Stanzmaschinen, ist es zur Vermeidung von Beschädigungen an den Werkzeugen erwünscht, eine ständige Uberwachung des Arbeitsablaufes vorzunehmen und bei irgendwelchen Störungen die Maschine augenblicklich anzuhalten. Bei Stanzmaschinen ist es beispielsweise besonders wesentlich, zu überprüfen, ob das Stück ordnungsgemäss ausgeworfen wurde. Bei Folgewerkzeugen kann es ausserdem erforderlich sein, den Bandvorschub zu überwachen.
Überwachungsgeräte dieser Art sind bekannt, und sie weisen einen vom bearbeiteten Gut gesteuerten elektrischen Kontrollsignalgeber und einen von der Maschine gesteuerten Abfragesignalgeber auf, welcher insbesondere durch die Maschine, beispielsweise die Exzenteroder Kurbelwelle einer Presse, derart gesteuert wird, dass am Ende des Abfrageimpulses der beispielsweise durch das Auswerfen des Stückes ausgelöste Kontrollimpuls normalerweise eingetroffen sein sollte. Ist kein Kontrollimpuls eingetroffen, so bewirkt vorzugsweise das Ende des Abfrageimpulses die Abschaltung der Maschine und die Auslösung eines Alarms. Zwischen Anfang und Ende des Abfrageimpulses wird ausserdem vorzugsweise der Eingang für die Kontrollimpulse gesperrt, um nach Möglichkeit störende Fremdimpulse auszuschalten.
Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, ein derartiges Überwachungsgerät mit einer besonders einfachen und auf mehrere Störungsfälle ansprechenden Auswertungsschaltung zu schaffen. Das erfindungsgemässe Über- wachungsgerät, welches einen vom bearbeiteten Gut gesteuerten elektrischen Signalgeber und einen von der Maschine gesteuerten Abfragesignalgeber aufweist, ist gekennzeichnet durch zwei bistabile Kippschaltungen, deren Eingänge so an die Ausgänge der beiden Signalgeber geschaltet sind, dass die eine durch beide Signalgeber in beliebiger Reihenfolge und die andere durch jeden der Signalgeber nur je in einem Sinne umgesteuert wird, und deren Ausgänge mit einer auf eine durch ungleichartiges Ansprechen der Kippschaltungen bedingte Spannungsdifferenz ihrer Ausgänge ansprechenden Fehlerschaltung verbunden sind.
Normalerweise werden also die beiden Kippstufen durch alle eintreffenden Abfrageund Kontrollimpulse synchron umgesteuert, so dass an ihren Ausgängen keine Spannungsdifferenzen auftreten.
Sobald jedoch ein Impuls aussetzt, wird nur noch die eine Kippstufe umgesteuert, während die andere im vorher eingenommenen Zustand verbleibt. Es tritt daher eine Spannungsdifferenz zwischen den Ausgängen der Kippstufen auf, durch welche die Maschine ausgeschaltet und der Alarm ausgelöst werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Überwachungsgerätes dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Blockschema der wesentlichen Teile des Gerätes,
Fig. 2 zeigt ein vollständiges Schaltschema der Kippstufen und der daran angeschlossenen Fehlerschaltung,
Fig. 3 zeigt einen Kontrollsignalgeber zur tÇberwa- chung des Bandvorschubes,
Fig. 4 zeigt den Kontrollsignalgeber in Ansicht, und
Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Gerät weist einen Kontrollsignalgeber 1 auf, der im allgemeinen von einem Werkstück gesteuert wird. Dieser Signalgeber besteht im einfachsten Fall aus einer Photozelle, die durch den Durchgang eines ausgeworfenen Werkstückes kurzzeitig abgedunkelt wird und somit einen den Durchgang des Werkstückes anzeigenden Kontrollimpuls erzeugt.
Anstelle einer einzigen Photozelle kann eine ganze Reihe von Photozellen vorgesehen sein, die in Serie geschaltet sind und die einen wirksamen Impuls erzeugen, wenn mindestens eine der Photozellen verdunkelt wird. Es kann auch ein piezoelektrischer oder ähnlich arbeitender Kontrollsignalgeber vorgesehen sein, welcher auf die durch das auffallende Werkstück verursachte Erschütterung anspricht und ein Kontrollsignal erzeugt. Ein entsprechender, später eingehender beschriebener piezoelektrischer Signalgeber kann in ähnlicher Weise benützt werden, um den Bandvorschub zu überwachen.
Der Kontrollsignalgeber 1 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 2 verbunden, der auf einem ersten Impulsformer 3 arbeitet. Zwischen diesem ersten Impulsformer und einem zweiten Impulsformer 4 zur Verlängerung des Eingangsimpulses ist ein Sperrglied 5 geschaltet. Das Sperrglied 5 wird über einen Impulsformer 6 von einem Abfrageimpulsgeber 7 gesteuert. Dieser Abfrageimpulsgeber wird durch den Antrieb der zu überwachenden Maschine periodisch gesteuert. Beispielsweise ist auf der Exzenterwelle oder Kurbelwelle einer Presse eine Fahne angeordnet, die periodisch eine Photozelle verdunkelt.
In dieser Weise wird ein Abfrageimpuls bestimmter Länge erzeugt, dessen Phase und Dauer so gewählt ist, dass bei normaler Arbeitsweise der Maschine der Kontrollimpuls während des Abfrageimpulses auftreten soll, d. h. der Abfrageimpuls beginnt früher und endet später als der Kontrollimpuls. Das Sperrglied 5 wird während des Abfrageimpulses geöffnet und lässt den auftretenden Kontrollimpuls zum Impulsformer 4 durchtreten. Zwischen den einzelnen Abfrageimpulsen ist der Kontrolleingang gesperrt, so dass Störimpulse, die insbesondere bei elektromechanischen Kontrollsignalgebern auftreten können, unwirksam bleiben.
Die Verlängerung des Kontrollimpulses im Impulsformer 4 hat den Zweck, kurz aufeinanderfolgende Impulse, die beispielsweise durch Prellen des Werkstückes auf einem elektromechanischen Impulsgeber auftreten, zu einem einzigen Impuls zusammenzufassen.
Die Schaltung weist zwei Kippstufen, beispielsweise Flip-Flops 8 und 9, auf. Diese beiden Kippstufen sind gleichartig ausgebildet, so dass sie bei gleichen Schaltzuständen gleiche Ausgangssignale erzeugen. Sie weisen je zwei gleichwertige oder gleichberechtigte Eingänge A und B auf, derart, dass jeder am Eingang A auftretende Impuls die Kippstufe im einen Sinne zu kippen gestattet, während jeder äm Eingang B auftretende Impuls die Kippstufe im anderen Sinne zu kippen gestattet. Wie Fig. 1 zeigt, gelangen die Abfrageimpulse an den Eingang A und die Kontrollimpulse an den Eingang B der bistabilen Kippstufe 8, während alle Abfrage- und Kontrollimpulse an die parallelgeschalteten Eingänge A und B der Kippstufe 9 gelangen.
Die Kippstufe 8 kann demzufolge durch jeden Impuls nur in einem Sinne umgesteuert werden, während die Kippstufe 9 durch jeden auftretenden Impuls in beliebigem Sinne umsteuerbar ist.
Die Ausgänge der beiden Kippstufen 8 und 9 sind mit einer Fehlerschaltung 10 verbunden, die ein Ausgangssignal zur Umsteuerung einer bistabilen Kippstufe 11 abgibt, wenn zwischen den Ausgängen der Kippstufen 8 und 9 eine Spannungsdifferenz auftritt, d. h. wenn diese Kippstufen ausser Takt fallen. Die bistabilen Kippstufen 8, 9 und 11 können durch einen Rückstellschalter 12 in einen bestimmten Bereitschaftszustand zurückgestellt werden. Die Ausgänge der bistabilen Kippstufe 11 arbeiten auf einen Ausgangsverstärker 13 und einen Lampenverstärker 14, die ihrerseits ein Relais 15 bzw. eine Störungslampe 16 einzuschalten gestatten. Das Relais 15 überwacht den Antrieb der Arbeitsmaschine in dem Sinne, dass die Maschine augenblicklich ausgeschaltet wird, wenn die Kippstufe 11 aus ihrem normalen Bereitschaftszustand in den anderen Zustand umgesteuert wird.
Zugleich wird im gleichen Falle die Störungslampe 16 eingeschaltet.
Fig. 2 zeigt die Schaltung der bistabilen Stufen 8 und 9 und der Fehlerschaltung 10. Die bistabilen Stufen 8, 9 sind als Flip-Flops mit zwei Transistoren 17 und 18 ausgebildet, deren Eingänge A und B über Kondensatoren 19 bzw. 20 und Dioden 21 bzw. 22 je einen der Transistoren durch positive (differenzierte) Steuerimpulse zu sperren gestatten. Der Rückstellschalter 12 gestattet, je die Basis des Transistors 18 beider Kippstufen 8 und 9 mit negativem Potential zu verbinden und somit die Kippstufen in einen Ausgangszustand zu bringen, bei welchen die Transistoren 18 leitend sind.
Die beiden gleichwertigen Ausgänge C der Kippstufen 8 und 9 sind je mit der Basis von zwei komplementären Transistoren 23 und 24 bzw. 25 und 26 der Fehlerschaltung 10 verbunden. Je zwei gleichartige Transistoren 23 und 25 bzw. 24 und 26 sind in Serie geschaltet, wobei im einen oder anderen Zweig ein Strom von Plus über die beiden in Serie geschalteten Transistoren eine Diode 27 und einen Widerstand 28 nach Minus fliessen kann. Solange einer der Zweige leitend ist, erscheint am Ausgang 29 der Fehlerschaltung ein positives Potential. Sind dagegen beide Zweige stromlos, so erscheint am Ausgang ein negatives Signal, welches über die Ausgangsdiode 30 der folgenden Kippstufe zugeführt wird.
Im Ausgangskreis der Fehlerschaltung liegt ein Siebglied oder Verzögerungsglied, bestehend aus einem Kondensator 31 und einem Widerstand 32, welches dafür sorgt, dass sehr kurzzeitige Spannungsänderungen am Ausgang der Fehlerschaltung 10 nicht auf die folgende Stufe übertragen werden und Umsteuern derselben verursacht.
Die Arbeitsweise des dargestellten tSberwachungs- gerätes ist wie folgt:
Zu Beginn werden die bistabilen Kippstufen 8, 9 und 11 durch den Rückstellschalter 12 in eine bestimmte Ausgangslage versetzt. Wie bereits erwähnt, verbindet der Schalter 12 je die Basis der Transistoren 18 der Kippstufen 8 und 9 mit negativem Potential, so dass diese Transistoren leitend werden, während die Transistoren 17 gesperrt sind. Beide Ausgänge C der Kippstufen 8 und 9 befinden sich daher auf demselben Potential wie die positive Klemme der Fehlerschaltung 10.
Demzufolge sind die Transistoren 23 und 25 gesperrt, während die Transistoren 24 und 26 leitend sind. Am Ausgang der Fehlerschaltung erscheint daher positives Potential, welches zur Steuerung der Kippstufe 11 unwirksam ist. Die Störungslampe 16 ist ausgeschaltet, und das Relais 15 bereitet einen Stromkreis vor, über welchen die Maschine eingeschaltet werden kann.
Wird nun die Maschine in Betrieb genommen, so erzeugt der Abfrageimpulsgeber periodische Abfrageimpulse der in Fig. 2 mit 33 bezeichneten Form und Dauer. Bei normaler Arbeitsweise der Maschine gelangen vom Kontrollsignalgeber 1 über den Verstärker 2, den Impulsformer 3, das Sperrglied 5 und den Impulsformer 4 in Fig. 2 mit 34 bezeichnete, durch den Impulsformer 4 verlängerte Kontrollimpulse an die Eingänge der Kippstufen 8 und 9. Wie bereits erwähnt, gestatten die Kondensatoren 19 und 20 die Dioden 21 und 22 der Kippstufen 8 und 9 lediglich eine Steuerung durch positive differenzierte Impulse, d. h. die Steuerung erfolgt jeweils durch die hintere Flanke der Kontrollimpulse 34 und die hintere Flanke der Abfrageimpulse 33.
Die erste Umsteuerung der Kippstufen 8 und 9 erfolgt somit durch den ersten auftretenden Kontrollimpuls 34, der gleichzeitig an die Eingänge B beider Kippstufen 8 und 9 gelangt. Durch den positiven Steuerimpuls werden beide Transistoren 18 gesperrt, so dass die Stufen umkippen und die Transistoren 17 leitend werden. An den beiden Ausgängen C erscheinen jetzt negative Potentiale, wodurch die Transistoren 23 und 25 leitend werden, während die Transistoren 24 und 26 gesperrt werden. Der Zustand am Ausgang der Fehlerschaltung 10 ändert sich somit nicht, denn anstelle der Transistoren 24 und 26 leiten jetzt die Transistoren 23 und 25. Kurze Spannungsschwankungen im Augenblick der Umschaltung bleiben infolge des Siebgliedes 31, 32 unwirksam.
Die nächste Umsteuerung erfolgt nun durch die hintere Flanke des Abfrageimpulses 33, welcher gleichzeitig an den Eingängen A beider Kippstufen 8 und 9 wirksam wird. Durch diesen positiven Impuls werden die Transistoren 17 beider Kippstufen gesperrt, und die Transistoren 18 werden wieder leitend, womit der Ausgangszustand dieser Kippstufen erreicht ist. Die Transistoren 23 und 25 der Fehlerschaltung 10 werden wieder gesperrt, während die Transistoren 24 und 26 leitend werden.
Am Ausgang der Fehlerschaltung 10 ändert sich wiederum nichts, die Schaltung befindet sich damit im Ausgangszustand, und beim nächsten Arbeitszyklus der Maschine wiederholen sich die soeben beschriebenen Vorgänge.
Fällt der Kontrollimpuls aus, so bleibt die Schaltung im Ausgangszustand bis zum Eintreffen der hinteren Flanke des Abfrageimpulses 33, welcher gleichzeitig an den Eingang A der Kippstufe 8 und an beide Eingänge der Kippstufe 9 gelangt. Der an den Eingang A der Kippstufe 8 gelangende positive Impuls ist jedoch wirkungslos, weil der Transistor 17 im Ausgangszustand ohnehin gesperrt ist. Die Stufe 8 verbleibt somit im Ausgangszustand, dagegen bewirkt der Impuls über den Eingang B der Kippstufe 9 eine Umsteuerung derselben. Es erscheint daher nun am Ausgang C der Kippstufe 8 ein positives und am Ausgang C der Kippstufe 9 ein negatives Potential. Das positive Potential der Kippstufe 8 sperrt den Transistor 23, und das negative Potential der Kippstufe 9 sperrt den Transistor 26.
Es sind damit beide Zweige der Fehlerschaltung 10 stromlos, so dass die Spannung am Ausgang 29 absinkt und die folgende bistabile Kippstufe 11 umgesteuert wird. Die Umsteuerung hat zur Folge, dass das Relais 15 umgeschaltet wird und die Maschine augenblicklich ausschaltet und dass die Störungslampe 16 eingeschaltet wird. Ist die Störung behoben, so wird der Rückstellschalter 12 geschlossen, womit in der beschriebenen Weise die Schaltung in den Ausgangs- oder Bereitschaftszustand versetzt wird.
Die Schaltung ist so getroffen, dass die in Fig. 2 dargestellten, positiven Kontrollimpulse 34 erst durch die Rückflanke des vom Signalgeber 1 erzeugten Impulses ausgelöst werden. Bleibt daher ein Stück im Kontrollsignalgeber stecken, so wird kein Impuls 34 erzeugt, und es ergibt sich dieselbe Situation, wie wenn das Stück überhaupt nicht ausgeworfen wird, d. h. die Maschine wird in der oben beschriebenen Weise ausgeschaltet. Ist der Abfragesignalgeber nicht angeschlossen oder defekt, tritt also überhaupt kein Abfrageimpuls 33 auf, so werden zwar die beiden Kippstufen 8 und 9 durch die Vorderflanke des Kontrollimpulses 34 umgesteuert, aber im nächsten Zyklus wird nur noch die Kippstufe 9 umgesteuert, womit die Maschine in der oben erwähnten Weise ausgeschaltet wird.
Die Wahrscheinlichkeit, dass gleichzeitig ein Defekt an Werkzeugen auftritt und das Stück nicht ausgeworfen wird, also beide Impulse 33 und 34 ausfallen, ist äusserst unwahrscheinlich.
Bisher wurde angenommen, der Kontrollimpuls werde durch ein ausgeworfenes Werkstück ausgelöst, das durch eine Lichtschranke fällt. In vielen Fällen ist jedoch eine optische Überwachung nicht möglich, was insbesondere bei der Überwachung des Bandvorschubes zutrifft. Die Fig. 3 bis 5 zeigen einen piezoelektrischen Signalgeber, der zur Überwachung des Bandvorschubes eingesetzt werden kann.
Fig. 3 zeigt das in Pfeilrichtung vorzuschiebende Band 35, an dem jeweils ein sogenannter Seitenschneideranschlag 36 gestanzt wird. Es soll nun überwacht werden, ob der Seitenschneideranschlag beim nächsten schrittweisen Bandvorschub in die richtige Lage vorgeschoben wird. Zu diesem Zweck wird ein piezoelektrischer, als Vorschubtaster dienender Kontrollimpulsgeber 37 verwendet, welcher anspricht, wenn der Seitenschneideranschlag 36 gegen die Stelle 38 des Gehäuses des Vorschubtasters anschlägt. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, besteht der Taster aus einer massiven Platte, in welche eine Ausnehmung mit einem rechteckigen erweiterten Teil 39 und eine Nute 40 gefräst sind.
An der Stelle 38, gegen welche der Seitenschneideranschlag 36 anlaufen soll, ist das Gehäuse verhältnismässig dünnwandig ausgeführt, und an der Innenseite der Gehäusewandung ist an dieser Stelle der Piezokristall 41 mit der Gehäusewandung verklebt. Die Anschlüsse des Piezokristalls 41 liegen in der Nut 40 und Sind an geeigneter Stelle aus derselben herausgeführt. Die Ausnehmung 39/ 40 wird nach dem Einsetzen des Piezokristalls 41 mit einer dämpfenden Vergussmasse 42, beispielsweise Silikonkautschuk, vergossen. Damit ist der Piezokristall vollständig geschützt im Gehäuse angeordnet, wobei die Vergussmasse eine wirksame Dämpfung von Vibrationen der Maschine bewirkt.
An der Seite 43 des Gehäuses kann bei der Anwendung nach Fig. 3 ein Dämpfungsbelag angebracht werden, damit keine Störspannungen durch Schleifen der Kante des Bandes 35 an der Seite 43 des Gehäuses auftreten können.
Die dargestellte Anordnung ist äusserst empfindlich und gestattet, genau festzustellen, ob der Seitenschneideranschlag 36 wirklich bis an die Stelle 38 des Gehäuses 37 angelaufen ist oder nicht. Ist der Bandvorschub ungenügend, so fällt der Kontrollimpuls 34 aus, und die Maschine wird in der beschriebenen Weise durch die Rückflanke des Abfrageimpulses ausgeschaltet.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die insbesondere in Fig. 2 dargestellten speziellen Schaltungen beschränkt. Da massgebend für das Ansprechen der Fehlerschaltung 10 eine Spannungsdifferenz an den Ausgängen C der Kippstufen 8 und 9 ist, könnte es unter Umständen genügen, zwischen diesen beiden Ausgängen ein Relais anzuordnen. Dieses Relais würde nur ansprechen, wenn an den beiden Ausgängen eine Spannungsdifferenz auftritt, was gemäss obenstehender Beschreibung nur dann eintritt, wenn eine Störung vorliegt.
Das Relais könnte eine gewisse Ansprechverzögerung aufweisen, damit es auf sehr kurzzeitige Spannungsunterschiede nicht anspricht. Anstelle der elektronischen Kippstufen 8 und 9 könnten eventuell durch Relais betätigbare mechanische Kippstufen vorgesehen sein, wobei wiederum ein Unterschied in der Stellung der beiden Kippstufen die Abschaltung der Maschine bewirken müsste.
Mehrere Vorgänge können zugleich mittels mehrerer Geräte überwacht werden, deren Ausgänge so geschaltet sind, dass die Fehlermeldung eines Gerätes die Masohine ausschaltet.
Monitoring device for periodically operating machine tools, in particular punching machines
In the case of periodically operating machine tools, in particular punching machines, it is desirable, in order to avoid damage to the tools, to monitor the work process continuously and to stop the machine immediately in the event of any malfunctions. In the case of punching machines, for example, it is particularly important to check that the piece has been ejected properly. In the case of follow-up tools, it may also be necessary to monitor the tape feed.
Monitoring devices of this type are known, and they have an electrical control signal generator controlled by the processed material and an interrogation signal generator controlled by the machine, which is controlled in particular by the machine, for example the eccentric or crankshaft of a press, in such a way that at the end of the interrogation pulse the, for example the ejection of the piece triggered control pulse should normally have arrived. If no control pulse has arrived, the end of the interrogation pulse preferably causes the machine to be switched off and an alarm to be triggered. In addition, the input for the control pulses is preferably blocked between the beginning and the end of the interrogation pulse, in order to switch off interfering external pulses if possible.
The aim of the present invention is to create a monitoring device of this type with a particularly simple evaluation circuit which is responsive to a number of faults. The monitoring device according to the invention, which has an electrical signal transmitter controlled by the processed material and an interrogation signal transmitter controlled by the machine, is characterized by two bistable multivibrators, the inputs of which are connected to the outputs of the two signal transmitters in such a way that one can be switched through both signal transmitters Sequence and the other is reversed by each of the signal transmitters only in one sense, and the outputs of which are connected to an error circuit that responds to a voltage difference of their outputs due to the different response of the flip-flops.
Normally, the two flip-flops are reversed synchronously by all incoming query and control pulses so that no voltage differences occur at their outputs.
However, as soon as an impulse ceases, only one flip-flop is reversed, while the other remains in the previous state. There is therefore a voltage difference between the outputs of the multivibrators, which can switch off the machine and trigger the alarm.
An exemplary embodiment of the monitoring device according to the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 shows a block diagram of the essential parts of the device,
Fig. 2 shows a complete circuit diagram of the multivibrators and the error circuit connected to them,
Fig. 3 shows a control signal generator for monitoring the tape feed,
Fig. 4 shows the control signal generator in view, and
FIG. 5 shows a section along line V-V in FIG. 4.
The device shown schematically in Fig. 1 has a control signal generator 1 which is generally controlled by a workpiece. In the simplest case, this signal transmitter consists of a photocell which is briefly darkened by the passage of an ejected workpiece and thus generates a control pulse indicating the passage of the workpiece.
Instead of a single photocell, a whole series of photocells can be provided which are connected in series and which generate an effective pulse when at least one of the photocells is darkened. A piezoelectric or similarly operating control signal generator can also be provided, which responds to the vibration caused by the striking workpiece and generates a control signal. A corresponding piezoelectric signal generator, which will be described in more detail later, can be used in a similar manner to monitor the tape feed.
The control signal generator 1 is connected to the input of an amplifier 2 which operates on a first pulse shaper 3. A blocking element 5 is connected between this first pulse shaper and a second pulse shaper 4 for extending the input pulse. The blocking element 5 is controlled by an interrogation pulse generator 7 via a pulse shaper 6. This interrogation pulse generator is periodically controlled by the drive of the machine to be monitored. For example, a flag is arranged on the eccentric shaft or crankshaft of a press, which periodically darkens a photocell.
In this way, an interrogation pulse of a certain length is generated, the phase and duration of which is selected so that the control pulse should occur during the interrogation pulse during normal operation of the machine, i.e. H. the interrogation pulse begins earlier and ends later than the control pulse. The blocking element 5 is opened during the interrogation pulse and allows the control pulse to pass through to the pulse shaper 4. The control input is blocked between the individual interrogation pulses so that interference pulses, which can occur in particular with electromechanical control signal generators, remain ineffective.
The purpose of lengthening the control pulse in the pulse shaper 4 is to combine briefly successive pulses, which occur, for example, when the workpiece bounces on an electromechanical pulse generator, into a single pulse.
The circuit has two trigger stages, for example flip-flops 8 and 9. These two flip-flops are designed in the same way, so that they generate the same output signals with the same switching states. They each have two equivalent or equal inputs A and B, so that each pulse occurring at input A allows the flip-flop to be flipped in one sense, while each pulse occurring at input B allows the flip-flop to flip in the other sense. As FIG. 1 shows, the query pulses arrive at input A and the control pulses at input B of the bistable flip-flop 8, while all query and control pulses go to the parallel-connected inputs A and B of flip-flop 9.
The flip-flop 8 can therefore only be reversed in one sense by each pulse, while the flip-flop 9 can be reversed in any sense by each pulse that occurs.
The outputs of the two flip-flops 8 and 9 are connected to a fault circuit 10 which emits an output signal for reversing a bistable flip-flop 11 when a voltage difference occurs between the outputs of the flip-flops 8 and 9, i.e. H. when these flip-flops fall out of step. The bistable flip-flops 8, 9 and 11 can be reset to a certain standby state by a reset switch 12. The outputs of the bistable multivibrator 11 work on an output amplifier 13 and a lamp amplifier 14, which in turn allow a relay 15 or a fault lamp 16 to be switched on. The relay 15 monitors the drive of the working machine in the sense that the machine is switched off immediately when the flip-flop 11 is switched from its normal standby state to the other state.
At the same time, the fault lamp 16 is switched on in the same case.
Fig. 2 shows the circuit of the bistable stages 8 and 9 and the fault circuit 10. The bistable stages 8, 9 are designed as flip-flops with two transistors 17 and 18, the inputs A and B via capacitors 19 and 20 and diodes 21, respectively or 22 each allow one of the transistors to be blocked by positive (differentiated) control pulses. The reset switch 12 allows the base of the transistor 18 of both flip-flops 8 and 9 to be connected to a negative potential and thus to bring the flip-flops into an initial state in which the transistors 18 are conductive.
The two equivalent outputs C of the flip-flops 8 and 9 are each connected to the base of two complementary transistors 23 and 24 or 25 and 26 of the fault circuit 10. Two transistors of the same type 23 and 25 or 24 and 26 are connected in series, with a current flowing from plus through the two series-connected transistors, a diode 27 and a resistor 28, to minus in one or the other branch. As long as one of the branches is conductive, a positive potential appears at output 29 of the fault circuit. If, on the other hand, both branches are de-energized, a negative signal appears at the output, which is fed to the following multivibrator via the output diode 30.
In the output circuit of the error circuit there is a filter element or delay element, consisting of a capacitor 31 and a resistor 32, which ensures that very brief voltage changes at the output of the error circuit 10 are not transmitted to the following stage and cause it to be reversed.
The mode of operation of the monitoring device shown is as follows:
At the beginning, the bistable flip-flops 8, 9 and 11 are set to a certain starting position by the reset switch 12. As already mentioned, the switch 12 each connects the base of the transistors 18 of the flip-flops 8 and 9 to negative potential, so that these transistors become conductive while the transistors 17 are blocked. Both outputs C of the flip-flops 8 and 9 are therefore at the same potential as the positive terminal of the fault circuit 10.
As a result, the transistors 23 and 25 are blocked, while the transistors 24 and 26 are conductive. A positive potential therefore appears at the output of the fault circuit, which is ineffective for controlling the trigger stage 11. The fault lamp 16 is switched off and the relay 15 prepares a circuit via which the machine can be switched on.
If the machine is now put into operation, the interrogation pulse generator generates periodic interrogation pulses of the form and duration denoted by 33 in FIG. During normal operation of the machine from the control signal generator 1 via the amplifier 2, the pulse shaper 3, the blocking element 5 and the pulse shaper 4 in Fig. 2 with 34, extended by the pulse shaper 4 control pulses to the inputs of the flip-flops 8 and 9. As already mentioned, the capacitors 19 and 20 allow the diodes 21 and 22 of the flip-flops 8 and 9 only a control by positive differentiated pulses, i. H. the control takes place in each case by the trailing edge of the control pulses 34 and the trailing edge of the interrogation pulses 33.
The first reversal of the flip-flops 8 and 9 is thus carried out by the first control pulse 34 that occurs, which arrives at the inputs B of both flip-flops 8 and 9 at the same time. Both transistors 18 are blocked by the positive control pulse, so that the steps tip over and the transistors 17 become conductive. Negative potentials now appear at the two outputs C, as a result of which transistors 23 and 25 become conductive, while transistors 24 and 26 are blocked. The state at the output of the fault circuit 10 therefore does not change, because instead of the transistors 24 and 26, the transistors 23 and 25 are now conducting. Short voltage fluctuations at the moment of switching remain ineffective due to the filter element 31, 32.
The next reversal now takes place through the trailing edge of the interrogation pulse 33, which takes effect at the inputs A of both flip-flops 8 and 9 at the same time. As a result of this positive pulse, the transistors 17 of both flip-flops are blocked, and the transistors 18 become conductive again, whereby the initial state of these flip-flops is reached. The transistors 23 and 25 of the error circuit 10 are blocked again, while the transistors 24 and 26 become conductive.
Again, nothing changes at the output of the error circuit 10, the circuit is thus in its initial state, and the processes just described are repeated during the next working cycle of the machine.
If the control pulse fails, the circuit remains in the initial state until the arrival of the trailing edge of the interrogation pulse 33, which arrives at input A of flip-flop 8 and both inputs of flip-flop 9 at the same time. The positive pulse arriving at input A of flip-flop 8, however, has no effect because transistor 17 is blocked in the initial state anyway. The stage 8 thus remains in the initial state, on the other hand the pulse via the input B of the flip-flop 9 causes the same to be reversed. Therefore, a positive potential now appears at output C of flip-flop 8 and a negative potential at output C of flip-flop 9. The positive potential of flip-flop 8 blocks transistor 23, and the negative potential of flip-flop 9 blocks transistor 26.
Both branches of the fault circuit 10 are thus currentless, so that the voltage at the output 29 drops and the following bistable multivibrator 11 is reversed. The reversal has the consequence that the relay 15 is switched and the machine switches off immediately and that the fault lamp 16 is switched on. If the malfunction is eliminated, the reset switch 12 is closed, whereby the circuit is put into the initial or standby state in the manner described.
The circuit is made such that the positive control pulses 34 shown in FIG. 2 are only triggered by the trailing edge of the pulse generated by the signal generator 1. Therefore, if a piece gets stuck in the control signal generator, no pulse 34 is generated and the situation is the same as if the piece is not ejected at all, i.e. if the piece is not ejected at all. H. the machine is switched off as described above. If the interrogation signal generator is not connected or defective, i.e. if no interrogation pulse 33 occurs at all, the two flip-flops 8 and 9 are reversed by the leading edge of the control pulse 34, but in the next cycle only flip-flop 9 is reversed, so that the machine in the above mentioned way is turned off.
The probability that a tool defect will occur at the same time and that the piece will not be ejected, that is to say that both pulses 33 and 34 fail, is extremely unlikely.
Previously it was assumed that the control pulse was triggered by an ejected workpiece that fell through a light barrier. In many cases, however, optical monitoring is not possible, which is particularly true when monitoring the tape feed. 3 to 5 show a piezoelectric signal transmitter which can be used to monitor the tape feed.
3 shows the band 35 to be advanced in the direction of the arrow, on which a so-called side cutter stop 36 is punched in each case. It should now be monitored whether the side cutter stop is pushed into the correct position with the next step-by-step tape feed. For this purpose, a piezoelectric control pulse generator 37 serving as a feed button is used, which responds when the diagonal cutter stop 36 strikes against the point 38 of the housing of the feed button. As FIGS. 4 and 5 show, the button consists of a solid plate in which a recess with a rectangular widened part 39 and a groove 40 are milled.
At the point 38 against which the diagonal cutter stop 36 is intended to run, the housing is made relatively thin-walled, and the piezo crystal 41 is glued to the housing wall on the inside of the housing wall at this point. The connections of the piezo crystal 41 lie in the groove 40 and are led out of the same at a suitable point. After the piezo crystal 41 has been inserted, the recess 39/40 is potted with a dampening potting compound 42, for example silicone rubber. In this way, the piezo crystal is arranged in the housing in a completely protected manner, with the potting compound effectively damping machine vibrations.
In the application according to FIG. 3, a damping lining can be attached to the side 43 of the housing so that no interference voltages can occur due to the grinding of the edge of the band 35 on the side 43 of the housing.
The arrangement shown is extremely sensitive and allows to determine precisely whether the diagonal cutter stop 36 has really reached the point 38 of the housing 37 or not. If the tape feed is insufficient, the control pulse 34 fails and the machine is switched off in the manner described by the trailing edge of the interrogation pulse.
Of course, the invention is not limited to the specific circuits shown in particular in FIG. Since a voltage difference at the outputs C of the flip-flops 8 and 9 is decisive for the response of the fault circuit 10, it could be sufficient under certain circumstances to arrange a relay between these two outputs. This relay would only respond if a voltage difference occurs at the two outputs, which according to the description above only occurs if there is a fault.
The relay could have a certain response delay so that it does not respond to very brief voltage differences. Instead of the electronic flip-flops 8 and 9, mechanical flip-flops that can be actuated by relays could possibly be provided, with a difference in the position of the two flip-flops again having to cause the machine to be switched off.
Several processes can be monitored at the same time using several devices, the outputs of which are switched in such a way that the error message from a device switches off the Masohine.