DE10203020A1

DE10203020A1 - Vorrichtung zur eindeutigen Lagebestimmung in einem Antriebssystem mit beliebiger Übersetzung

Info

Publication number: DE10203020A1
Application number: DE2002103020
Authority: DE
Inventors: Raimond Posselt
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland Web Systems GmbH
Priority date: 2002-01-26
Filing date: 2002-01-26
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung (1) zur eindeutigen Lagebestimmung eines vom Antriebssystems (2) angetriebenen Lastelementes geschaffen, wobei ein lastseitig angeordneter Geber (4) verzichtbar ist. Die Vorrichtung (1) zur eindeutigen Lagebestimmung an einem Antriebssystem (2) einer Druckmaschine, wobei, ausgehend von der Stellung des Motors (5), die Stellung der Last aus einem rotierenden Element (7) ermittelbar ist, wobei das rotierende Element (7) über ein Übersetzungsgetriebe (6) mit dem Motor (5) in Verbindung steht. DOLLAR A Am Motor (5) ist ein als Multiturndrehgeber ausgestalteter Geber (4) angeordnet, der mit einem Antriebssystemrechner (11) und/oder Antriebssystem (2) verbunden ist, wobei dem Antriebssystemrechner (11) zur Berechnung der Lageposition vom Geber (4) Eingangsgrößen (12), ein aktueller Zählwert - Multiturn-Wert (k) - und ein Motorwinkel-Wert (alpha), zuführbar sind oder der Geber (4) zur Berechnung der Lageposition die von ihm ermittelten Eingangsgrößen (12), ein aktueller Zählwert - Multiturn-Wert (k) - und ein Motorwinkel-Wert (alpha), verwendet und dem Antriebssystemrechner (11) und/oder dem Geber (4) eine Anzahl der Überläufe als Übertrag (k¶ü¶) zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur eindeutigen Lagebestimmung in einem Antriebssystem.

Es ist bekannt, dass eine eindeutige Lagebestimmung bei Antriebsanbindungen mit beliebiger Übersetzung mittels eines Singleturn-Geber am Motor und mittels eines Initiators an der Last, beispielsweise einem rotierenden Zylinder, erfolgen kann.

Beim Singleturn-Geber wird eine Umdrehung des Gebers (360°) bei einer auf dem Markt befindlichen Ausführungsform in maximal 8192 Meßschritte unterteilt. Nach jeder vollen Umdrehung beginnt die Codierung wieder bei ihrem Anfangswert. Die Geberelektronik erkennt nicht wie viele Umdrehungen zurückgelegt wurden.

Nachteil ist, dass eine Montage und Justage des Initiators erfolgen muss, welcher im Schadenfall ein zusätzliches Ersatzteil darstellt.

Des weiteren wird die Übersetzung oft "glatt", d. h. als geradzahliges Übersetzungsverhältnis, beispielsweise 2 : 1, 3 : 1, 5 : 2, dgl., ausgeführt, um die Referenzpunktfahrt und somit den Eichvorgang zu vereinfachen. Aus diesen derart gewählten Übersetzungen resultiert meist das Problem einer ungünstigen Motorausnutzung, welches nur durch Überdimensionierung der zu verwendenden Motoren ausgeglichen werden kann.

Nachteil ist, dass eine Änderung oder Verschiebung des Initiatorschaltpunktes durch eine relative Bewegung des Zylinders entsteht, wobei die zulässige relative Bewegung von der Übersetzung abhängig ist. Insbesondere beim Verschwenken des Zylinders, z. B. in einer Rollenrotationsdruckmaschine, in eine Druck-Anstellposition oder Druck-Abstellposition entstehen Relativbewegungen bzw. relative Bewegungen des Zylinders. Durch die relative Bewegung kann bei Druckeinheit-Zylindern der Schaltpunkt des Initiators außerhalb eines zuvor definierten Bereiches liegen und dadurch ein falscher Lagewert ermittelt werden.

Ein weiterer Nachteil ist, dass der Lagewert erst berechnet werden kann, wenn der Initiator "überfahren" wird.

Des weiteren ist bekannt, dass eine eindeutige Lagebestimmung bei Antriebsanbindungen mit beliebiger Übersetzung mittels eines Gebers an der Last erfolgen kann.

Nachteil ist, dass im Vergleich zum oben genannten Singleturn-Geber zwar höhere Kosten entstehen, aber keine Referenzfahrt über einen Initiator nötig ist.

Ein lastseitiger Geberanbau kann unerwünscht sein, beispielsweise aus mechanischen Gründen wie Platzbedarf oder Relativbewegungen von Zylindern, wobei die Relativbewegung beispielsweise aus der Druck-Anstellung bzw. Druck- Abstellung der Zylinder resultiert.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur eindeutigen Lagebestimmung eines vom Antriebssystem angetriebenen Lastelementes zu schaffen, wobei auf einen lastseitig angeordneten Geber und/oder Initiator verzichtet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung bezieht sich auf Antriebssysteme, insbesondere einer Druckmaschine mit elektrischen Einzelantrieben, die eine lagegenaue Position z. B. der Druckzylinder, wie Form- und Übertragungszylinder, Falzwerkzylinder oder Walzen erfassen müssen. Die Erfindung nutzt dazu einen motorseitig angebauten Multiturndrehgeber bzw. Multiturn-Absolutwertgeber.

Singleturn-Absolutwertgeber teilen eine Umdrehung des Gebers (360°) bei einer auf dem Markt befindlichen Ausführungsform in maximal 8192 Meßschritte. Nach jeder vollen Umdrehung beginnt die Codierung wieder bei ihrem Anfangswert. Die Geberelektronik erkennt nicht wie viele Umdrehungen zurückgelegt wurden. Multiturn-Absolutwertgeber erfassen nicht nur die Winkelpositionen innerhalb einer Umdrehung sondern über ein mehrstufiges untersetztes und codiertes Getriebe auch die Anzahl von Umdrehungen. Mit einer auf dem Markt befindlichen Ausführungsform eines Multiturn-Absolutwertgeber bzw. Multiturndrehgeber können beispielsweise 4096 Umdrehungen identifiziert werden, wobei insgesamt 33 554 432 Meßschritte unterschieden bzw. codiert erfaßt werden können.

Mittels dem Multiturndrehgeber kann eine eindeutige Lagebestimmung bei einer Antriebsanbindung mit beliebiger Übersetzung erfolgen. Die Auswertung des Multiturndrehgebers wird nachfolgend in einem in der Vorrichtung durchführbaren Verfahren beschrieben. Das Verfahren stellt sicher, dass beliebige Übersetzungen, beispielsweise Übersetzungen > 1 oder < 1 oder = 1, ohne zusätzliche Initiatoren etc. realisiert werden können. Die eindeutige lastseitige Lageposition wird aus den Signalen des Multiturndrehgebers berechnet.

Vorteil der Vorrichtung ist der Entfall von Initiatoren oder Gebern zur Lagebestimmung. Die Übersetzung kann entsprechend der Leistungsanforderung optimal ausgelegt werden. Weiterer Vorteil ist, dass das Antriebssystem seine Lastposition unmittelbar nach dem Einschalten ermitteln kann, ohne erst über einen Initiator zu fahren. Ein weiterer besonderer Vorteil ist, dass die Übersetzung nicht ein vielfaches des Multiturnwertes sein muß.

Die Umsetzung der Auswertung des Multiturndrehgebers wird vorzugsweise im Antriebsregelgerät realisiert, kann aber auch durch einen Steuerrechner, beispielsweise in einer Speicher Programmierbaren Steuerung (SPS), erfolgen.

Alternativ kann diese Auswertung auch im Multiturndrehgeber selbst erfolgen, wobei hier vorzugsweise ein programmierbarer Multiturndrehgeber mit einer integrierten Speichervorrichtung Verwendung findet.

Die Erfindung kann beispielsweise an Antrieben der Falzwerke mit motorseitigem als Lagegeber ausgestalteten Geber, insbesondere Multiturndrehgeber, verwendet werden. In diesem Fall ist kein lastseitiger Geber vorhanden und es herrschen beliebige Übersetzungsverhältnisse.

Darüber hinaus kann die Erfindung beispielsweise an Antrieben von Druckeinheiten mit beliebigen Übersetzungen verwendet werden.

Durch den Einsatz eines Multiturndrehgebers bzw. Multiturn-Absolutwertgebers kann die exakte Lageposition bei einer beliebigen Übersetzung von Motor zur Last unmittelbar berechnet werden. Unter der exakten Lageposition von Motor zur Last versteht man, dass ausgehend von der Stellung des Motors auf die Stellung der Last geschlossen werden kann. Im Grundprinzip wird die Anzahl der Gerberdurchläufe bzw. Geberüberläufe gespeichert. Alternativ kann auch ein Multiturndrehgeber Verwendung finden, mit dem keine absolute Lageposition des Gebers bezogen auf eine Geberumdrehung ermittelt werden kann.

Vorteil ist der Entfall von Initiatoren und Gebern, sowie eine daraus resultierende Senkung des Montageaufwandes und Serivcebedarfes aufgrund dieses Entfalles von Initiatoren und Gebern oder des Verzichtes auf Initiatoren und Gebern. Darüber hinaus erfolgt die Auslegung der Übersetzung gemäß der Leistungsanforderung. Von Bedeutung ist, dass die Lastposition nach dem Einschalten bekannt ist und somit keine Referenzfahrt über einen Initiator nötig ist.

Beim erfindungsgemäßen Einsatz eines Multiturndrehgebers bzw. Multiturn- Absolutwertgebers benötigt man nachfolgende Funktionen:

- Speichern von Parametern während des Betriebs
Die Speicherung erfolgt beispielsweise in einem EEPROM oder batteriegestützten RAM
- Verrechnung eines Übertragswertes bzw. Übertrag
- Überlauf-Kontrolle des Multiturn-Wertes auf Überlauf
Mit der Überlauf-Kontrolle wird sichergestellt, dass es nicht zu einem Referenzierfehler kommt, falls der Motor im ausgeschalteten Zustand gedreht wird. Bei einem Multiturndrehgeber mit 4096 Umdrehungen wären so ca. 2000 Umdrehungen im ausgeschalteten Zustand möglich, die der Multiturndrehgeber erfassen kann.
- Beim Eichen wird zum hochaufgelösten Winkelwert zusätzlich der aktuelle. Zählwert des Multiturndrehgebers, der sogenannte Multiturnwert k, gespeichert, der Übertrag k_ü und letzte bekannte Multiturn-Wert k_b wird auf Null gesetzt.
- Spannungsausfallerkennung oder Automatische Sicherung
Wenn die Antriebsregelgeräte abgeschaltet werden, ist in den Speicherkondensatoren noch genügend Energie um besondere Abläufe zu organisieren. Wird der Spannungsausfall erkannt, so wird der letzte bekannte Multiturnwert in einem nichtflüchtigen Speicher gesichert. Der Multiturnwert dient nach dem Wiedereinschalten der Einschalt-Kontrolle, wobei die Einschalt- Kontrolle hier als Überlauf-Kontrolle fungiert, d. h. es wird anhand des Multiturnwertes beim Einschalten festgestellt, ob der Geber nach dem Ausschalten weiterbewegt wurde.
Steht diese Funktion nicht zur Verfügung, so wird in bestimmten Abständen des Multiturnwertes die Speicherung ausgeführt, beispielsweise in einer automatischen Sicherung welche beispielsweise jeden 10. oder 100. Multiturnwert speichert.

Diese Funktionen sind in der vorliegenden Erfindung enthalten oder können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch einfache Rechen- und Vergleichsoperationen realisiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Lagebestimmung an einem Brückenantrieb eines Druckwerkes,
Fig. 2 mögliche Verrechnung der Ausgangsgröße im Antriebssystem zur Lageregelung eines Motors
Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur eindeutigen Lagebestimmung an einem als Brückenantrieb 3 eines Druckwerkes ausgestalteten Antriebssystem 2.
Der Brückenantrieb 3 besteht aus einem Geber 4, der an einem Motor 5 angeordnet ist, wobei der Motor 5 über ein Übersetzungsgetriebe 6 mit einem als Druckzylinder ausgestalteten rotierenden Element 7 verbunden ist. Das Übersetzungsgetriebe 6 ist mit einer beliebigen Übersetzung ausgeführt. Mit dem als Druckzylinder ausgestalteten rotierenden Element 7 läßt sich eine an diesem vorbeigeführte oder zwischen zwei als Druckzylinder ausgestaltete Elemente 7; 9 hindurchgeführte Bedruckstoffbahn 8 bedrucken. Der Geber 4 ist als Multiturndrehgeber ausgestaltet und steht über eine Datenleitung 10 mit einem Antriebssystemrechner 11 in Verbindung.
Der Antriebssystemrechner 11 kann auch als Antriebsregelgerät oder Antriebssteuerung ausgestaltet sein.
Als besondere nicht näher dargestellte Variante kann das rotierende Element 7 direkt mit dem Motor 5 verbunden sein, d. h. Übersetzung = 1.
Vom Multiturndrehgeber 4 werden dem Antriebssystemrechner 11 Eingangsgrößen 12 übermittelt. Bei den Eingangsgrößen 12 handelt es sich um einem aktuellen Multiturn-Wert k und einen Motorwinkel des Multiturndrehgebers α.
Im Antriebssystemrechner 11 sind Konstanten 13 definiert, wobei es sich bei den Konstanten 13 beispielsweise um einen Wert für das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes 6 handelt.
Die Konstanten 13 sind beispielsweise:
C Anzahl der Multiturn (konstant)
Z Zähler Übersetzung
N Nenner Übersetzung
Zur Berechnung einer Ausgangsgröße 14, wobei die Ausgangsgröße 14 der Offsetwinkel α_Offset ist, benötigt der Antriebssystemrechner 11 noch Hilfsgrößen 15, welche sich der Antriebssystemrechner 11 selbst berechnet. Alternativ kann, nicht näher dargestellt, der Antriebssystemrechner 11 diese Hilfsgrößen 15 auch vom Antriebssystem 2 übermittelt bekommen.
Die Hilfsgrößen 15 sind:
R Übertragsrest (konstant)
k₀ Multiturn-Wert im Eichpunkt
k_ü Übertrag des Multiturn-Gebers
k_b letzte bekannte Multiturn-Wert
Im Antreibssystemrechner 11 ist eine Speichervorrichtung 16 für die Anzahl der Überläufe und den aktuellen Zählwert des Multiturndrehgebers - Multiturn-Wert k - angeordnet, wobei diese Parameter während des Betriebes gespeichert werden. Die Geberelektronik bzw. der Multiturndrehgeber 4 erkennt nicht wie viele Umdrehungen bzw. Überläufe zurückgelegt wurden, damit einem Mulituturndrehgeber 4 zwar 4096 Umdrehungen codiert erfaßt werden, nach 4096 Umdrehungen beginnt die Codierung wieder bei ihrem Anfangswert, somit erkennt die Elektronik bzw. der Multiturndrehgeber 4 bisher nicht wie viele Umdrehungen zurückgelegt wurden. Deshalb wird bei jedem Überlauf, d. h. nach 4096 Umdrehungen, die Anzahl der Überlaufe als Übertrag k_ü gespeichert, wobei sich bei jedem Überlauf in der Speichervorrichtung 16 der Übertrag k_ü beispielsweise um 1 erhöht.
Bei der Speichervorrichtung 16 handelt es sich beispielsweise um ein EEPROM oder batteriegestütztes RAM.
Im Antriebssystemrechner 11 erfolgt in einer Rechenvorrichtung 17 die Verrechnung des Übertrag k_ü, Rechenoperationen und logische Verknüpfungen.
In der Rechenvorrichtung 17 ist eine Überlauf-Kontrolleinrichtung 18 angeordnet, mittels derer der Multiturn-Wert k auf Überlauf bei ausgeschalteten oder spannungsfreiem Motor 5 prüfbar ist. Mit der Überlauf-Kontrolleinrichtung 18 wird sichergestellt, dass es nicht zu einem Referenzierfehler kommt, falls der Motor 5 im ausgeschalteten Zustand gedreht wird.
Im Antriebssystemrechner 11 ist eine Einrichtung zur Spannungsausfallerkennung 19 und eine Einrichtung zur automatischen Sicherung 20 angeordnet.
Wenn der Antriebssystemrechner 11 abgeschaltet wird, ist in den Speicherkondensatoren noch genügend Energie um besondere Abläufe zu organisieren. Wird der Spannungsausfall erkannt, so wird der letzte bekannte Multiturnwert k_b in der nichtflüchtigen Speichervorrichtung 16 gesichert. Der aktuelle Multiturnwert k dient nach dem Wiedereinschalten der Einschalt-Kontrolle, wobei die Einschalt-Kontrolle hier als Überlauf-Kontrolle fungiert, d. h. es wird anhand des Multiturnwertes k beim Einschalten festgestellt, ob der Multiturndrehgeber 4 nach dem Ausschalten weiterbewegt wurde.
Steht diese Funktion nicht zur Verfügung, so wird in bestimmten Abständen des Multiturnwertes k die Speicherung in der automatischen Sicherung 20 ausgeführt, welche beispielsweise jeden 10. oder 100. Multiturnwert k speichert.
Die Umsetzung der Auswertung des Multiturndrehgebers 4 bzw. der Eingangsgrößen 12, Hilfsgrößen 15 und Konstanten 13, sowie die oben beschriebenen Funktionselemente wie die Speichervorrichtung 16, die Rechenvorrichtung 17, die Überlauf-Kontrolleinrichtung 18, die Spannungsausfallerkennung 19 und die automatische Sicherung 20 sind vorzugsweise im Antriebssystemrechner 11 realisiert. Nicht näher dargestellt, können die oben beschriebene Auswertung und die Funktionselemente alternativ im Antriebsregelgerät oder an einer beliebigen Stelle im Antriebssystem realisiert sein. Die Umsetzung der Auswertung und die Funktionselemente können aber auch durch eine Antriebssteuerung, beispielsweise in einer als Speicher Programmierbare Steuerung (SPS) ausgestaltete Antriebssteuerung, erfolgen.
Alternativ kann, nicht näher dargestellt, diese Auswertung auch im Multiturndrehgeber 4 selbst erfolgen und die Funktionselemente wie Speichervorrichtung 16, Rechenvorrichtung 17, Überlauf-Kontrolleinrichtung 18, Spannungsausfallerkennung 19 und die automatische Sicherung 20 in diesem integriert sein, wobei hier vorzugsweise ein programmierbarer Multiturndrehgeber 4 mit einer integrierten Speichervorrichtung Verwendung findet. Der Multiturndrehgeber 4 berechnet die Ausgangsgröße, d. h. den Offsetwinkel α_Offset, selbst.
Des weiteren kann, nicht näher dargestellt, die Auswertung des Multiturndrehgebers 4 derart erfolgen, dass im Multiturndrehgeber 4 der Multiturn-Wert k unter Einbezug der Hilfsgrößen 15 ermittelt und korrigiert wird und im Antriebssystem anhand dieses Multiturn-Wertes k der Offsetwinkel α_Offset berechnet wird. Vorzugsweise wird hier ein Multiturndrehgeber 4 verwendet, welchen man in dessen Zählumfang programmieren kann.
Die Berechnung des Offsetwinkels α_Offset erfolgt nach folgendem Funktionsablauf:

Eichen

Beim Eichen wird zum hochaufgelösten Winkelwert des Motors α, zusätzlich der aktuelle Multiturnwert k gespeichert in k₀, der Übertrag k_ü und letzte bekannte Multiturn-Wert k_b wird auf Null gesetzt.
Besteht die Möglichkeit das Gebersystem, insbesondere den Multiturndrehgeber 4, elektrisch zu Nullen, so kann die Speicherung und die Verrechnung des k₀ Wertes entfallen. In diesem Fall setze man im Verfahren k₀: = 0. Dies stellte ein Variante zur oben beschriebenen Eichen dar.

Berechnung des Offsetwinkels

- Lesen k₀, k_ü und k_b
- Überlauf-Kontrolle: Vergleich des aktuellen Multiturnwerts k mit dem zuletzt Gespeicherten. Wurde ein Überlauf des Multiturndrehgebers 4 festgestellt, so wird der Übertrag k_ü entsprechend dem Drehsinn des Multiturndrehgebers 4 korrigiert und gespeichert.
gegebenfalls Korrektur des Übertrags k_ü:
positiv: k_Ü: = k_Ü + R
negativ: k_Ü: = k_Ü - R
- Berechnung des Offsetwinkels α_Offset zur aktuellen Position, wird nur einmal berechnet

Anzahl der Geberüberläufe merken

- Bei jedem Überlauf des Multiturndrehgebers 4 wird ein neuer Übertrag k_ü gespeichert. Der Übertrag k_ü wird entsprechend dem Drehsinn des Multiturndrehgebers 4 verrechnet, also addiert bei positiven Überlauf und umgekehrt, bei negativen Drehsinn subtrahiert. Anschließend wird k_Ü gespeichert.
positiv: k_Ü: = k_Ü + R
negativ: k_Ü: = k_Ü - R
Alternativ wäre es ebenso möglich die Anzahl der Überläufe zu merken. Damit ändert sich die Berechnung des Offsetwinkels α_Offset und die Rücksetzbedingung.
Berechnung des Offsetwinkels α_Offset durch Speichern der Überläufe
Jeder Überlauf des Multiturndrehgebers wird gespeichert. Die Zahl dei Überläufe wird entsprechend dem Drehsinn des Multiturndrehgebers verrechnet, also addiert bei positiven Überlauf und umgekehrt, bei negativen Drehsinn subtrahiert.
Anschließend wird k_Ü gespeichert.
positiv: k_Ü: = k_Ü + 1
negativ: k_Ü: = k_Ü - 1
- Rücksetzen des Übertragswertes bzw. des Übertrag auf Null bei:
k_Ü = Z.R oder einem vielfachen k_Ü = i.Z.R i: = {2, 3, 4, . . .}
- Speichern des letzten bekannten Multiturn-Wertes, bei Netzabschalten etc. oder mit Hilfe einer automatischen Sicherung (z. B. jedes 10, 100, . . . Wertes)
k_b: = k (und k_b speichern)

In Fig. 2 ist gezeigt, wie eine mögliche Verrechnung der Ausgangsgröße 14 im Antriebssystem 2 beispielsweise zur Lageregelung des Motors 5 durchführbar ist.
Einem im Antriebssystem 2 angeordneten Lageregler 21 werden die Ausgangsgröße 14, d. h. der Offsetwinkel α_offset, und Antriebswerte 22 oder Lagereglerwerte 23, beispielsweise Sollage des Lagereglers φ_soll und Istlage des Lagereglers φ_ist, zugeführt, wobei mittels diesen und einem vom Lageregler 21 berechneten Korrekturwert 24 der Motor 5 in eine zum ermittelten Offsetwinkel α_offset exakte Lageposition verbringbar ist.
Die Vorrichtung kann, nicht näher dargestellt, beispielsweise an Antrieben der Falzwerke, insbesondere mit beliebigen Übersetzungsverhältnissen, verwendet werden.
Darüber hinaus kann, nicht näher dargestellt, die Vorrichtung beispielsweise an Antrieben von Druckeinheiten mit Einzelantrieben mit beliebigen Übersetzungen verwendet werden.
Die Ausgangsgröße 14 soll sich nicht nur auf eine Winkelgröße beziehen, es ist auch denkbar, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 auch eine zurückgelegte Wegstrecke ermittelbar ist.
Alternativ kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch nur der Offsetwinkel α_offset ermittelt werden. Dabei benötigt man den Motorwinkel α des Multiturndrehgebers nicht. Der Motorwinkel α wird nur zur exakten Lagebestimmung benötigt. Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung
2 Antriebssystem
3 Brückenantrieb
4 Multiturndrehgeber
5 Motor
6 Übersetzungsgetriebe
7 Rotierendes Element
8 Papierbahn
9 Rotierendes Element
10 Datenleitung
11 Antriebssystemrechner
12 Eingangsgrößen
13 Konstanten
14 Ausgangsgröße
15 Hilfsgrößen
16 Speichervorrichtung
17 Rechenvorrichtung
18 Überlauf-Kontrolleinrichtung .
19 Spannungsausfallerkennung
20 Automatische Sicherung
21 Lageregler
22 Antriebswerte
23 Lagereglerwerte
24 Korrekturwert
α Motorwinkel des Drehgebers
α_ist Istposition vom Nullpunkt
α_Offset Offset zum Motorwinkel/Lastwinkel
C Anzahl der Multiturn (konstant)
R Übertragsrest (konstant)
k Multiturn-Wert (aktuell)
k₀ Multiturn-Wert im Eichpunkt
k_ü Übertrag des Multiturn-Gebers
k_b letzte bekannte Multiturn-Wert
Z Zähler Übersetzung
N Nenner Übersetzung
φ_soll Solllage des Lagereglers
φ_ist Istlage des Lagereglers

Claims

1. Vorrichtung (1) zur eindeutigen Lagebestimmung in einem Antriebssystem (2) einer Druckmaschine, wobei ausgehend von der Stellung eines Motors (5) die Stellung einer Last aus einem rotierenden Element (7) ermittelbar ist, wobei das rotierende Element (7) über ein Übersetzungsgetriebe (6) mit dem Motor (5) in Verbindung steht,
am Motor (5) ein als Multiturndrehgeber ausgestalteter Geber (4) angeordnet ist,
der Geber (4) mit einem Antriebssystemrechner (11) und/oder Antriebssystem (2) verbunden ist,
wobei dem Antriebssystemrechner (11) zur Berechnung der Lageposition vom Geber (4) Eingangsgrößen (12), ein aktueller Zählwert - Multiturn-Wert (k) - und ein Motorwinkel-Wert (α), zuführbar sind
oder der Geber (4) zur Berechnung der Lageposition die von ihm ermittelten Eingangsgrößen (12), ein aktueller Zählwert - Multiturn-Wert (k) - und ein Motorwinkel-Wert (α), verwendet,
und dem Antreibssystemrechner (11) und/oder dem Geber (4) eine Anzahl der Überläufe als Übertrag (k_ü) zuführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
Konstanten (13) zur Berechnung der Lageposition im Antriebssystemrechner (11) und/oder im Geber (4) vorgegeben sind,
Hilfsgrößen (15) im Antriebssystemrechner (11) und/oder im Geber (4) aus den Eingangsgrößen (12) und den Konstanten (13) berechenbar sind, die Anzahl der Überläufe als Übertrag (k_ü) in einer Speichervorrichtung (16) ableg- und speicherbar ist, welche im Antriebssystemrechner (11) und/oder im Geber (4) integriert ist, wobei aus den Eingangsgrößen (12), Hilfsgrößen (15) und Konstanten (13) eine Ausgangsgröße (14), welche ein Offsetwinkel (α_offset) ist, als Lageposition im Antriebssystemrechner (11) und/oder Geber (4) berechenbar ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Geber (4) eine Korrektur des aktuellen Multiturn-Wert (k) erfolgt, wobei die Berechnung der Ausgangsgröße (14), d. h. die Berechnung des Offsetwinkels (α_offset), im Antriebssystemrechner (11) erfolgt.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überlauf-Kontrolleinrichtung (18) vorgesehen ist, mittels derer der Multiturn-Wert (k) auf Überlauf bei ausgeschalteten oder spannungsfreiem Motor (5) prüfbar ist.

5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Spannungsausfallerkennung (19) integriert ist.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur automatischen Sicherung (20) des Multiturn-Wertes (k) angeordnet ist.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einem Lageregler (21) die Ausgangsgröße 14, der Offsetwinkel (α_offset) und Antriebswerte (22) oder Lagereglerwerte (23), beispielsweise Sollage des Lagereglers (φ_soll) und Istlage des Lagereglers (φ_ist), zuführbar sind, wobei mittels diesen und einem vom Lageregler (21) berechneten Korrekturwert (24) der Motor (5) in eine zur ermittelten Ausgangsgröße (14) bzw. zum ermittelten Offsetwinkel (α_offset) exakte Lageposition verbringbar ist.