DE2535108C2

DE2535108C2 - Verfahren zur Regelung des Antriebes eines ein Schneidwerkzeug aufweisenden Schneideschlittens eines Abschneiders zum Unterteilen eines endlosen Tonstranges

Info

Publication number: DE2535108C2
Application number: DE19752535108
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 6302 Lich Leisenberg
Original assignee: MANFRED LEISENBERG KG INDUSTRIEFEUERUNGEN REGELANLAGEN WAERMETECHNIK 6312 LAUBACH DE; Manfred Leisenberg KG
Current assignee: MANFRED LEISENBERG KG INDUSTRIEFEUERUNGEN REGELANLAGEN WAERMETECHNIK 6312 LAUBACH DE; Manfred Leisenberg KG
Priority date: 1975-08-06
Filing date: 1975-08-06
Publication date: 1986-12-04
Also published as: IT1067475B; DE2535108A1; DD127118A5; FR2320594B3; CH605071A5; NL7608020A; FR2320594A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Antriebes eines ein Schneidwerkzeug aufweisenden Schneideschlittens eines Abschneiders zum Unterteilen eines endlosen Tonstranges durch einzelne Schnitte einstellbarer Länge in Formlinge, bei ⁴^ dem der Schneideschlitten jeweils durch einen elektrisch oder elektronisch drehzahlverstellbaren Antriebsmotor angetrieben wird und dieser mit einer Regeleinrichtung versehen ist, mit der die Bewegung des Schneideschlittens in Übereinstimmung mit dem Vorlauf des Tonstranges gebracht wird.

Ein Verfahren dieser Art ist durch die DE-PS 8 09 641 bekannt. Hierbei werden die Bewegung des Schneideschlittens und der Schneidevorgang durch eine Meßwalze gesteuert, über die der Tonstrang läuft. Die " Vorwärtsbewegung des Schneideschlittens erfolgt mittels eines diesem zugeordneten Antriebsmotors, dessen Drehzahl von der Meßwalze in Abhängigkeit von der Stranggeschwindigkeit beeinflußt wird. Bei diesem Verfahren wird demnach lediglich eine Gesehwindig- ^b0 keitsregelung vorgenommen, so daß die Schnittgeschwindigkeit vor allem davon abhängig ist, wie genau die Synchronisation zwischen dem Vorlauf des Tonstranges und des Schneideschlittens bewerkstelligt werden kann. Da aber Abweichungen unumgänglich ^b5 sind, müssen bei diesem Verfahren mehr oder weniger große Schnittfehler in Kauf genommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Regelung des Antriebes eines ein _ Schneidwerkzeug aufweisenden Schneideschlittens eines Abschneiders der vorgenannten Art zu schaffen, mit dem die Schnittlängentoleranzen eines Formlings gegenüber der bisher angewandten Geschwindigkeitsregelung verkleinert wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß als Maß für den Vorlauf des Tonstranges der Drehwinkel eines auf diesem laufenden Meßrades und als Maß für die Positionierung' desSchneideschiittens der Drehwinkel der Antriebswelle des Schneideschlittens verwendet wird.

Zweckmäßig ist es hierbei, zum Messen des Drehwinkels des Meßrades und der Antriebswelle des Schneideschlittens jeweils einen Synchrongenerator zu verwenden, deren Ausgangssignale einem Drehwinkelregler zugeführt werden, dessen Ausgangssignal auf das Stellglied des Antriebsmotors einwirkt, zusätzlich auf das Stellglied das Ausgangssignal eines Geschwindigkeitsreglers einwirken zu lassen und dem Geschwindigkeitsregler die Ausgangssignaie zweier Tachogeneratoren als Sollwert bzw. als Istwert zuzuführen, wobei der eine Tachogenerator dem auf dem Tonstrang laufenden Meßrad und der andere Tachogenerator dem Antriebsmotor des Schneideschlittens zugeordnet isL

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird somit statt einer Geschwindigkeitsregelung eine Lageregelung bzw. eine Lagesteuerung vorgenommen. Damit wird eine Korrelation zwischen dem Vorschub des Tonstranges und dem Vorschub des Abschneiders bzw. dem Drehwinkel der Hauptantriebswelle des Abschneiders erreicht, so daß die Genauigkeit der Schnittlänge nur noch von der momentanen Lageabweichung im Augenblick des Schnittes bestimmt ist. Eine Summierung der Abweichungen, wie sie bei einer Geschwindigkeitsregelung auftritt, wird auf diese Weise zuverlässig vermieden. Die Synchronisierung von Strangvorlauf und Lagewinkel der Hauptantriebswelle des Abschneiders kann hierbei auf einfache A'eise entweder durch eine Regelung oder durch eine Steuerung bewerkstelligt werden.

Mit dem System der erfindungsgemäßen Lageregelung lassen sich bei relativ geringem Aufwand Schnittgenauigkeiten von ±0,5 mm sicher erreichen. Eine weitere Steigerung der Genauigkeit ist mit Hilfe eines Schrittmotors zwar ohne weiteres möglich, dabei ist aber zu bemerken, daß in vielen Fällen eine Schnittgenauigkeit von besser als ±03 mm keine echten Produktionsvorteile mehr erbringt und somit der höhere Aufwand der Schrittmotorsteuerung nicht gerechtfertigt erscheint.

Bei der erfindungsgemäßen Abschneidesteuerung wird nicht mehr wie bisher versucht, die Geschwindigkeit von Strang und Abschneider, sondern deren Lage zu synchronisieren. Die Schnittgenauigkeit wird somit nicht mehr von Geschwindigkeitsdifferenzen während eines Schnittvorganges bestimmt, sondern nur noch von der Lagedifferenz zum Zeitpunkt des Schnittes. Da es zur Messung des Lagewinkels zwischen zwei Wellen handelsübliche Synchrongeneratoren gibt, ist es zweckmäßig, die Lage des Tonstranges durch ein auf ihm laufendes Meßrad in einen Lagewinkel umzusetzen, und da der Abschneider ohnehin mit Hilfe einer Antriebswelle angetrieben werden kann, bei der im allgemeinen eine Umdrehung einem Schnittvorgang entspricht, bereitet eine derartige Lagemessung kei.ie prinzipiellen Schwierigkeiten. Es muß lediglich mit Hilfe eines verstellbaren Getriebes dafür gesorgt werden, daß eine

Umdrehung des Meßrades gerade der gewünschten Schnittlänge entspricht

Diese Synchrongeneratoren sind gewöhnlich so ausgelegt daß ein Signal abgegeben wird, das der Winkelabweichung zwischen den beiden Synchrongeneratoren proportional ist and sein Vorzeichen mit der Richtung der Winkelverschiebung (Vorlauf bzw. Nachlauf) verändert. Gibt man nun dieses Signal auf einen elektronischen Regelsatz, welchem der Sollwert 0 vorgegeben wird, so wird er die Drehzahl des "' Antriebsmotors so einstellen, daß die Lageverschiebung verschwindet

Da es sich um sehr schnelle Vorgänge handelt, hat sich ein 6phasiger Vierquadratenantrieb mit Scheibenläufermotor als zweckmäßig erwiesen. ' >

Hinsichtlich der Stabilität dieser Regelung ist es günstig, sie mit einer Geschwindigkeitsregelung zu kombinieren, so daß die Lageregelung nur eingreift, wenn infolge der Trägheit des Geschwindigkeitsregelkreises Lageverschiebungen auftreten. ■*"

Da es sich bei einer derartigen Lageregelung prinzipiell wiederum um eine Regelung handelt, streiche nur eine begrenzte Regelgüte aufweisen kann, so sind auch hier Abweichungen nicht zu vermeiden, wenn sie auch erheblich kleiner als bei mechanisch gesteuerten Abschneidern und für die meisten vorkommenden Anwendungsfälle ausreichend klein sind. Bei einer weiteren Steigerung der Genauigkeitsanforderungen ist daher vom System der Regelung abzugehen und eine Steuerkette zu verwenden, weiche auch kurzzeitig nur ^m definiert große Abweichungen zuläßt

Eine derartige Steuerkette besteht aus einem Dreh-Impulsgeber sowie einem Schrittmotor mit der dazugehörigen Ansteuerelektronik. Bei geeigneter Wahl des Schrittmotors kann hierbei sichergestellt ^Ji» werden, daß dieser jeden vorgegebenen Impuls in einen entsprechenden Winkelschritt umsetzt Sollte dabei das Eigenmoment des Motors für die vorkommenden Beschleunigungen nicht ausreichen, so wird zweckmäßigerweise eine hydraulische Schrittmotorverstärkung ■"' eingesetzt, mit deren Hilfe das Drehmoment des Schrittmotors vervielfacht werden kann.

Da die Hauptantriebswelle des Abschneiders gewöhnlich eine Umdrehung je Schritt durchführt, so läßt sich die Schnittoleranz auf einfache Weise dadurch ·' festlegen, da3 man die Schrittzahl je Umdrehung so wählt daß sie dem Quotienten aus Schnittlänge und Toleranz entspricht. Wird z. B. für eine Schnittlänge von 250 mm eine Toleranz von 0,1 mm gefordert, so ergibt sich daraus eine notwendige Schrittzahl von 2500 je ""' Umdrehung. Da zur Zeit keine Schrittmotoren mit einer derart hohen Schrittzahl je Umdrehung erhältlich sind, muß zwischen Motor und Abschneider ein entsprechendes Getriebe geschaltet werden. Setzt man voraus, daß bei geeigneter Auslegung der Anlage jeder vorgegebe- ^v> ne Schritt exakt ausgeführt wird, so liegt die erreichte Genauigkeit mit Sicherheit innerhalb einer Schrittlänge und damit innerhalb einer definierten Winkeltoleranz der Antriebswelle des Abschneiders.

Zur Ansteuerung dieses Schrittmotors wird zweckmäßigerweise ein Dreh-Impulsgeber verwendet, welcher mit einem auf dem Strang laufenden Meßrand gekoppelt ist. Sorgt man nun dafür, daß der Umfang dieses Meßrades gerade der ■'Schrittlange entspricht und die Zahl der Impulse gc'iau der Schrittzahl des ^fer' Schrittmotors einer Schnittlange, so erhält man eine Steuerung, welche mit gen-,ι¹ definierter Schnittoleranz und Schnittlängc arbeitet. Wird zwischen dem Meßrad und dem Dreh-Impulsgeber ein verstellbares Getriebe geschaltet, so läßt sich hiermit auf einfache Weise die Schntttlänge einstellen. Hierfür ist — ebenso wie bei der Lageregelung — lediglich eine Verstellung des Stellgetriebes notwendig, weiche von jeder ungelernten Arbeitskraft ausgeführt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung des Antriebs von in der keramischen Industrie verwendbaren Abschneidern ermöglicht somit bei geringem Bauaufwand eine Verringerung der Schnittlängentoleranz, eine einfache Handhabung sowie eine nahezu leistungslose Schnittlängenmessung, so daß erhebliche Vorteile gegenüber der bisher angewandten Geschwindigkeitsregelung gegeben sind.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Regelung des Antriebs eines Abschneiders, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet dargestellt und nachfolgend im einzelnen erläutert Hierbei zeigt

Fig. 1 einen einer Schneckenpresse zugeordneten Abschneider, dessen Vorstellbewegungrr. in Abhängigkeit von dem Tonstrang gesteuert werden.

F i g. 2 das Signalflußbild der Vorrichtung nach F i g. 1 und

Fig.3 einen mit einem gesteuerten Schrittmotor versehenen Abschneider.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Abschneidevorrichtung 1 wird in einer Schneckenpresse 2 ein Tonstrang 3 erzeugt und über ein Transportband 4 zu einem Abschneider 5 gebracht Dort gelangt der Tonstrang 3 auf einen beweglichen Schneideschlitten 6, auf welchem eine Abschneidevorrichtung 7 angebracht ist Ober ein weiteres Transportband 8 verlassen die geschnittenen Formlinge 9 den Abschneider 5.

Zum Antrieb des Schneideschlittens 6 sowie der Schneidevorrichtung 7 dient ein Scheibenläufer-Gleichstrommotor 11, der über ein Getriebe 12 mit dem Abschneider 5 verbunden ist Die Drehzahl des Motors 11 wird mit Hilfe eines Tachogenerators 13 gemessen.

Auf der Hauptantriebswelle 14 des Abschneiders 5 befindet sich ein Synchrongenerator 15 zur Lagewinkelmessurg, und auf dem Tonstrang 3 hinter der Schneckenpresse 2 läuft ein Meßrad 16, das über ein verstellbares Getriebe 17 mit einem Tachogenerator 18 für die Stranggeschwindigkeit und einem Synchrongenerator 19 für den Lagewinkel verbunden ist.

Das regelungstechnische Signalflußbild 21 dieser Anordnung ist in Fig.2 dargestellt. Zunächst wird in einer Hilfselektronik 22, welche über eine Leitung 23 den auf dem Meßrad 16 befindlichen Synchrongenerator 19 mit einer Wechselspannung von ca. 400 Hz versorgt, aufgrund der Spannung 24 an der Läuferwicklung des Synchrongenerators 15. welcher sich an der Antriebswelle 14 des Abschneiders 5 befindet, ein Signal 25 fur die Abweichung der Lagewinkel zwischen den beiden Synchrongeneratoren 15 und 19 gebildet. D;e Ständerwicklungen der Synchrongeneratoren 15 und 19 sind dabei über die Leitung 26 miteinander verbunden.

Das Lagesignal 25 gelangt zu einem Lageregler 27, der als Nullregler mi? dem Sollwert 0 arbeitet und ein Ausgangssignal 28 abgibt. Zu dem Ausgangssignal 28 wird ein weiteres Signal 30 eines Geschwindigkeitsrcglcrs 29 addiert. Der Sollwert 31 des Geschwinotgkcitsrcglers 29 ergibt sich aus dem von einem Verstärker 32 verstärkten Ausgangssignal 33 des mit dem Meßracl 16 gekoppelten Tachoger-Tators 18. Der Istwert 34 des Geschwindigkeitsreglcrs 29 wird aus dem über einen Verstärker 35 verstärkten Signal 36 des Tachogenerators 13 gebildet, der sich auf der Welle 14 des

Schcibenläufermotors 11 befindet. Die Summe 37 der beiden Reglerausgangssignale 28 und 30 gelangt auf einen bphasigen Thyristor-Stromrichter 38. der die Ankcrspunnung 39 für den Scheibenläufermotor 11 erzeugt.

In Fig. 3 ist die mit 41 bezeichnete Abschncidevorlichtung mit einer Steuerkette zur Steigerung der Genauigkeit versehen. Der in der Strangpresse 2 erzeugte Tonstrang 3 wird wiederum über ein Transportband 4 dem Abschneider 5 zugeführt, wo er auf den beweglichen Schneideschlitten 6 gelangt und mit Hilfe der Schneidevorrichtung 7 zerteilt wird. Auf dem nachfolgenden Transportband 8 werden die geschnittenen Formlinge 9 vom Abschneider 5 abtransportiert.

Ein je nach Genauigkeitsanforderungen und Schrittzahl mit oder ohne Getriebe verwendeter Schrittmotor 42 treib! hierbei die Hauptwelle 43 des Abschneiders 5 an. Zur Erfassung der Schnittlänge dient ein Meßrad 44. das über ein Verstellgetriebe 45 mit einem Drch-Impulsgeber 46 mechanisch gekoppelt ist.

Die Ausgangsimpulse 47 des Dreh-Impuisgebers 4b gelangen auf eine Ansteuerelektronik 48 des Schrittmo tors 42, die aus der Versorgungsspannung 49 eine Impulsfolge 50 zur Speisung der drei Wicklungen des Schrittmotors 42 so erzeugt, daß jedem Impuls des Dreh-Impulsgeber 46 ein entsprechender Schritt des Schrittmotors 42 folgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung des Antriebes eines ein Schneidwerkzeug aufweisenden Schneideschlittens eines Abschneiders zum Unterteilen eines endlosen ■> Tonstranges durch einzelne Schnitte einstellbarer Länge in Formlinge, bei dem der Schneideschliiten jeweils durch einen elektrisch oder elektronisch drehzahlyerstellbaVen Antriebsmotor angetrieben wird und dieser mit einer Regeleinrichtung versehen >o ist, mit der die Bewegung des Schneideschlittens in Obereinstimmung mit dem Vorlauf des Tonstrangs gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für den Vorlauf des Tonstranges (3) der Drehwinkel eines auf diesem laufenden Meßrades -ü (16; 44) und als Maß für die Positionierung des Schneideschlittens (6) der Drehwinkel der Antriebswelle (14; 43) des Schneideschlittens (6) verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- -» zeichnet, daß zum Messen des Drehwinkeis des Meßrades (16; 44) und der Antriebswelle (14; 43) des Schneideschlittens (6) jeweils ein Synchrongenerator (19 bzw. 15) verwendet wird, deren Ausgangssignale einem Drehwinkelregler (27) zugeführt wer- -5 den, dessen AusgangssigEjI (28) auf das Stellglied (38) des Antriebsmotors (11) einwirkt, daß zusätzlich auf das Stellglied (38) das Ausgangssignal (30) eines Geschwindigkeitsreglers (29) einwirkt und daß dem Geschwindigkeitsregler (29) die Ausgangssignale «' zweier Tjrhogeneratoren (13, 18) als Sollwert (31) bzw. als Istwert (34) zug?^führt werden, wobei der eine Tachogenerator (18) dem auf dem Tonstrang (3) laufenden Meßrad (16) und de? andere Tachogenerator (13) dem Antriebsmotor ςΐ 1) des Schneideschiit- & tens (6) zugeordnet ist.