DE2853143C2 - Steuerung für die Auslösung des Bremsbeginns einer Kurbelpresse - Google Patents
Steuerung für die Auslösung des Bremsbeginns einer KurbelpresseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerung für die Auslösung des Bremsbeginns einer mit drehzahlregelbarem Motorantrieb angetriebenen Kurbelpresse od. dgl.
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit Hilfe einer Presse, die beispielsweise einen Preßschlitten umfaßt,
der über eine Kurbelwelle durch einen Motor mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, ist es
vielfach aus Sicherheitsgründen, zur einfachen Entnahme fertiger Werkstücke oder aus anderen Erwägungen
notwendig, eine Bremszeitpunkts-Steuerung vorzusehen, die es ermöglicht, den Bremsschlitten im oberen
Totpunkt bei jedem Hub exakt anzuhalten. Der wesentliche Gesichtspunkt, der in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen ist, ist der Brems-Nachlaufwinkel oder Gleitwinkel, um den sich die Kurbelwelle nach
Einleitung des Bremsvorganges weiterdreht. Die Weiterdrehung der Kurbelwelle wird durch Trägheitskräfte
der beweglichen Teile, wie etwa des Preßschlittens, der Kurbelwelle usw. verursacht. Der dabei zurückgelegte
Gleitwinkel ändert sich proportional zu der Drehzahl der Kurbelwelle oder der Hubfrequenz des Preßschlittens. Es ist daher erforderlich, den Bremsvorgang der
Presse einzuleiten, wenn die Kurbelwelle eine Winkelstellung vor dem oberen Totpunkt erreicht, die von dem
oberen Totpunkt um den Gleitwinkel bei der entsprechenden Drehzahl entfernt ist
Durch das DE-GM 19 41964 und die DE-AS 15 02 320 und 16 27 969 sind elektronische Steuerungen
für die Auslösung des Bremsbeginns bekannt, die die Abhängigkeit des Gleitwinkels von der Drehzahl der
Kurbelwelle berücksichtigen. Die bekannten Steuerungen umfassen in der Regel einen Digitalzähler, der
Impulse eines Impulssignals zählt, dessen Frequenz der Drehzahl der Kurbelwelle proportional ist. Bei einer
bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle vor dem oberen Totpunkt wird der Zähler ausgelöst und beginnt,
eine vorgegebene Anzahl von Pulsen abzuzählen. Sobald der Zähler die vorgegebene Pulszahl abgezählt
hat, wird ein Bremsvorgang ausgelöst. Der Abhängigkeit des Gleitwinkels von der Drehzahl der Kurbelwelle
wird dadurch Rechnung getragen, daß die vorgegebene Anzahl der abzuzählenden Pulse um einen zu der
Drehzahl der Kurbelwelle proportionalen Betrag vermindert wird. Dies führt dazu, daß bei einer mit
höherer Drehzahl laufender Kurbelwelle der Bremsvorgang zu einem früheren Zeitpunkt ausgelöst wird.
Bei diesen bekannten Steuerungen ist zur Ermittlung der Kurbelwellendrehzahl ein mit der Kurbelwelle in
Verbindung stehender Impulsgeber erforderlich, der während einer Umdrehung der Kurbelwelle eine
möglichst große Anzahl von Pulsen erzeugt Der Digitalzähler wird durch eine Torsteuerung derart
gesteuert, daß er die während eines vorgegebenen Zeitintervall? auftretenden Pulse zählt und auf diese
Weise eine für die Drehzahl der Kurbelwelle repräsentative GröEs liefert Während dieser Zeitintervalle, die
gewöhnlich einen Bruchteil der Umlaufdauer der Kurbelwelle betragen, steht der Digitalzähler daher
nicht für die Bestimmung des Auslösezeitpunktes des Bremsbeginns zur Verfügung. Aus diesem Grunde ist
der Spielraum, in dem der Auslösezeitpunkt entsprechend der drehzahlbedingten Veränderung des Gleitwinkels
variiert werden kann, bei herkömmlichen Steuerungen begrenzt
Bei Pressen, bei denen die Drehzahl der Kurbelwelle in einem weiten Bereich regelbar ist, macht sich ferner
zunehmend der Umstand bemerkbar, daß der Gleitwinkel überproportional mit der Drehzahl der Kurbelwelle
zunimmt Hier wirkt es sich bei den herkömmlichen Steuerungen nachteilig aus, daß nur eine zur Drehzahl
proportionale Korrektur des Auslösezeifpunkts erfolgt
Die herkömmlichen Steuerungen lassen sich· nur mit entsprechendem Aufwand dahingehend ergänzen, daß
Korrekturen höherer Ordnung nachträglich vorgenommen werden können.
Des weiteren wird als unbefriedigend empfunden, daß
die bekannten Steuerungen die Drehzahl der Kurbelwelle lediglich in Form eines digitalen Signals
verarbeiten und daß daher verhältnismäßig aufwendige Einrichtungen, wie ein Impulsgeber und eine Torsteuerung
zur Erzeugung dieses Signals erforderlich sind. Demgegenüber wäre es wünschenswert, eine mit
Analogsignalen arbeitende Steuerung vorzusehen, da bei Antrieben für Pressen, die eine Regelung der
Drehzahl gestatten, im allgemeinen ohnehin ein für die einzuregelnde Drehzahl repräsentatives analoges Spannungssigna!
vorhanden ist
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine aus Analogbausteinen aufzubauende
Steuerung ai.zugeben, die eine Anpassung des Zeitpunktes
des Bremsbeginns an den veränderten Gleitwinkel über einen großen Drehzahlbereich gestattet
und die derart nachrüstbar ist, daß auch eine überproportionale Zunahme des Gleitwinkels mit der
Drehzahl berücksichtigt werden kann.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.
Bei der erfindungsgemäPen Steuerung wird eine für
die Motor- oder Kurbelwellendrehzahl η repräsentative Spannung Vi zur Erzeugung einer Spannung Vf mit
einem einstellbaren Proportionalitätsfaktor multipliziert. Des weiteren wird die Spannung Vi, beginnend bei
einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle, beispielsweise dem oberen Totpunkt, integriert Durch
die Integration wird eine Spannung Vo erzeugt, die für den Drehwinkel der Kurbelwelle repräsentativ ist Die
Spannungen Vo und Vf werden von einer festen Bezugsspannung abgezogen. Da die durch Integration
erhaltene Spannung Vo mit der Zeit größer wird, nimmt die erhaltene Differenz ständig ab. Sobald sie den Wert
Null erreicht, wird ein Signal erzeugt, das einen Bremsvorgang auslöst. Bei zunehmender Drehzahl η
nimmt der Betrag der Spannung Vf proportional zu der Drehzahl η zu. Dies hat zur Folge, daß der Wert der
Spannung Vo, bei dem die Differenz zwischen der festen Bezugsspannung und der Summe aus den Spannungen
Vo und Vif" den Wert Null annimmt, und damit der auf
den oberen Totpunkt bezogene Drehwinkel der Kurbelwelle, bei dem der Bremsvorgang ausgelöst wird,
linear mit der Drehzahl π abnimmt
Der Beginn der Integration der Spannung Vi kann bei einer beliebigen Winkelstellung der Kurbelwelle als
Bezugspunkt erfolgen. Wenn als Bezugspunkt der obere Totpunkt gewählt wird, ist es bei sehr hohen Drehzahlen
im Prinzip möglich, den Bremsvorgang bereits unmittelbar hinter dem oberen Totpunkt einzuleiten, was einem
Gleitwinkel von annähernd 360° entspräche.
Das Signal, das zur Auslösung des Bremsvorganges mit der festen Bezugsspannung verglichen wird, enthält
einen zu der Drehzahl proportionalen Anteil Vf und einen unabhängig von der Drehzahl mit einer
vorgegebenen Zeitkonstanten ansteigenden Anteil Vo. Der Winkelabstand zwischen dem Punkt, an dem der
Bremsvorgang ausgelöst wird, und dem Punkt (O. T.), an dem der Bremsvorgang beendet sein soll, läßt sich daher
als lineare Funktion der Drehzahl darstellen:
S=K, ■ n-ß
Der Koeffizient ^i ist durch die Proportionalitätskonstante
festgelegt, durch die die Spannung Vf aus der Spannung V/hervorgeht Das absolute Glied -/?iitvon
der Wahl der Zeitkonstanten bei der Erzeugung der Spannung Vo abhängig. Durch eine geeignete Wahl der
Parameter K] und β läßt sich erreichen, daß bei der
erfindungsgemäßen Steuerung eine lineare Approximation des Gleitwinkels in Abhängigkeil von der Drehzahl
erfolgt
Die Genauigkeit dieser Approximation läßt sich dadurch beliebig steigern, daß die Spanne, in der die
Drehzahl der Presse veränderbar ist, in eine Anzahl von Drehzahlbereichen unterteilt wird, in denen zur
Approximation des Gleitwinkels jeweils ein anderer Satz von Parametern Ki,/verwendet wird.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Steuerung einen Inverter I auf, in dem die Spannung Vi invsttiert
wird. In einem Inverter II wird die Spannung Vi erneut invertiert und einem integrierenden Inverter zugeführt,
der %n seinem Ausgang die Spannung Vo erzeugt Eine
Spannungsquelle zur Erzeugung der festen Bezugsspannung und die Ausgänge des Inverters 1 und des
integrierenden Inverters sind über eine Sumrriierschaltung mit einem Komparator verbunden, dessen zweiter
Eingang auf Masse liegt. Der Komparator weist eine Rückkopplungsleitung mit einem Widerstand auf. Das
Verhältnis dieses Widerstands zu dem Gesamtwiderstand zwischen dem Ausgang des Inverters I und dem
Eingang des Komparator legt den Proportionalitätsfaktor fest, mit dem die Spannung Vi zur Erzeugung der
Spannung Vf multipliziert wird. Da die Spannungen V/ und Vo bei ihrer Erzeugung ein- bzw. dreimal invertiert
wurden, werden sie bei der Summation am Eingang des Komparators neg?iiv gezählt Der Auojjang des
!Comparators liefert ein Haltesignal zur Einleitung des Bremsvorganges.
Bevorzugt ist der Ausgang des Inverters II mit einer Anzahl von Steue. kanälen einer Steuerschaltung zur
Abtastung bsstimmter Drehzahlbereiche verbunden. In diesem Fall ist der Ausgang des Inverters I mit dem
Eingang des Komparators über eins dir Zahl der Steuerkanäle entsprechende Anzahl von Parallelleitungen
verbunden. Jede dieser Parallelleitungen ist einem bestimmten Steuerkai.al unü damit einem bestimmten
Drehzahlbereich zugeordnet und enthält einen Wider-
stand, der den Proportionalitätsfaktor für die Bildung der Spannung Vf auf den fCir die Approximation des
Gleitwinkels in diesem Drehzahlbereich geeigneten Wert festlegt. Ebenso ist der Ausgang des Inverters Il
über eine entsprechende Anzahl von Parallelleitungen mit dem Eingang des integrierenden Inverters verbunden.
Auch jede dieser Parallelleitungen ist einem bestimmten Drehzahlbereich zugeordnet und enthält
einen Widerstand, der die dem jeweiligen Drehzahlbereich entsprechende Zeitkonstante für die Integration
der Spannung V/festlegt. Die Steuerschaltung ermittelt, in welchem Drehzahlbereich die durch das Ausgangssignal
des Inverters Il repräsentierte Drehzahl augenblicklich liegt und öffnet nur den diesem Drehzahlbereich
zugeordneten Steuerkanal. Durch bevorzugt als Feldeffekt-Transistoren ausgeführte Schalter werden
die diesem Steuerkanal zugeordneten Parallelleitungen geöffnet, während alle übrigen Parallelleitungen gesperrt
sind. Auf Ηίρςρ Weise werden die für die
Approximation des Gleitwinkels in dem betreffenden Drehzahlbereich geeigneten Parameter ausgewählt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert.
Fig. I ist ein Diagramm, das den Gleitwinkel als Funktion der Hubfrequenz des Preßschlittens und eine
Annäherungskurve an diese zeigt;
F i g. 2 ist ein Schaltbild zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremszeitpunkts-Steuervorrichtung;
Fig.3 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang
zwischen der Integrator-Ausgangsspannung und dem Kurbelwellen-Drehwinkel zeigt;
Fig.4 ist ein Diagramm, das den angenäherten Gleitwinkel als Funktion der Hubfrequenz des Preß-Schlittens
zeigt;
Fig. 5 ist ein Schaltbild, das eine alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die Erfindung befaßt sich mit einer Bremszeitpunktsteuerung
zur Verwendung für eine Presse oder Stanze od. dgl., die etwa einen Preßschlitten umfaßt, der über
eine Kurbelwelle durch einen Motor mit regelbarer Drehzahl angetrieben wird. Dieser Schlitten soll im
oberen Totpunkt bei jedem Hub unabhängig von der Drehzahl des Motors anhalten. Zunächst ist der
Gleitwinkel in Betracht zu ziehen, um den sich die Kurbelwelle zusammen mit dem Preßschlitten weiterbewegt,
nachdem der Bremsvorgang eingeleitet worden ist. Fig. 1 zeigt, daß sich der Gleitwinkel als Funktion
der Drehzahl der Kurbelwelle oder der Anzahl der Hübe des Preßsrhlittens pro Minute ändert. Es ist daher
die Drehzahl (l/min) in Fig. 1 angegeben. Die durchgezogene Linie in F i g. 1 gibt die Werte eines
tatsächlich gemessenen Gleitwinkels wieder. Dieser Linie ist eine Gerade angenähert die strichpunktiert
dargestellt ist Durch diese Annäherung ergibt sich ein relativ geringer Fehler von allenfalls wenigen Hüben
pro min unterhalb von ±1,5%, so daß in der Praxis keine Probleme entstehen. Wenn jedoch der Bereich
der Anzahl der Hübe pro min um mehr ais ±3% von der angenäherten geraden Linie abweicht, beträgt die
Summe des Fehlers aufgrund der linearen Annäherung und des Fehlers aufgrund von elektrischen und
magnetischen Schwingungen mehr als ±8%, so daß der auf 10° eingestellte Bremsmonitor während des
normalen Betriebes einen Bremsvorgang hervorruft in diesem Falle ist es daher erforderlich, ein anderes
Verfahren, wie etwa eine Annäherung mit einer Kurve zweiten Grades oder ein später beschriebenes Verfahren
zu verwenden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Bremszeitpunkts-Steuervorrichtung
der vorliegenden Erfindung. Mit 1 ist ein Schalter bezeichnet, der durch einen drehbaren, nicht gezeigten Schaltnocken gesteuert wird,
der sich synchron mit der Kurbelwelle dreht. Ein Relais 2 wird erregt und öffnet Ruheschalter 31 und 32
entsprechend der Schließung des Schalters 1.
Die Vorrichtung umfaßt einen Geber 3 in Verbindung mit dem drehzahlregelbaren Motor zur Erzeugung einer
Spannung proportional zu der Drehzahl des Motors und damit der Zahl de Hübe des Preßschlittens pro min. Die
Ausgangsspannung des Gebers 3 gelangt an einen Inverter I, der einen Eingangswiderstand 4 aufweist, der
mit einem Ende mit dem Ausgang des Gebers 3 verbunden ist, sowie einen Rückkopplungswiderstand 5
und einen ersten, invertierenden Operationsverstärker 6, dessen einer Eingang mit der anderen Klemme des
Eingangswiderstandes 4 und dessen anderer Eingang mit Masse verbunden ist. Der Ausgang des Inverters I ist
mit einem Inverter Il verbunden, der einen Eingangswiderstand
7, der mit einer Klemme mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers 6 in Verbindung steht,
einen Rückkopplungs-Widerstand 8 und einen zweiten invertierenden Operationsverstärker 9 einschließt, der
mit einem Eingang mit dem anderen Ende des Eingar?sverstärkers 7 und mit dem anderen Eingang
mit Masse in Verbindung steht. Der Ausgang des Inverters Il ist mit einem Integrator verbunden, der
einen verstellbaren Eingangswiderstand 10a, dessen eines Ende mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers
9 verbunden ist, einen Kondensator 11, der parallel zu dem relais-gesteuerten Ruheschalter 32
geschaltet ist, und einen dritten, invertierenden Operationsverstärker 12 einschließt, der mit einem Eingang mit
dem anderen Ende des Eingangswiderstandes 10a und mit dem anderen Ende mit Masse in Verbindung steht.
Weiterhin umfaßt die Vorrichtung einen Komparator mit einem Rückkopplungs-Widerstand 17 und einem
vierten invertierenden Operationsverstärker 18, der mit einem Ende über einen Widerstand 13 mit dem Ausgang
des dritten Ope:ationsverstärkers 12 und über einen Widerstand 15 parallel zu einer Reihenschaltung aus
einem Widerstand 16 und den relaisgesteuerten Ruheschalter 31 mit einer Bezugsspannungsquelle
verbunden ist, während der andere Eingang auf Masse geschaltet ist. Der Ausgang des vierten Operationsverstärkers
18 ist über eine Opto-Kupplung 19 mit dem Gatter eines doppelrichtenden Trioden-Thyristors 20
verbunden, wie er etwa von der Firma General Electric Company unter dem Handelsnamen »Triac« vertrieben
wird.
Weiterhin ist in der Vorrichtung ein Funktionsgenerator vorgesehen, der auf die Ausgangsspannung des
Gebers 3 anspricht oder eine Spannung liefert, die proportional zu dem angenäherten Gleitwinkel ist Im
dargestellten Beispiel weist der Funktionsgenerator die Form einer Schaltung 14 auf, die einen Widerstand 14a
einschließt, der mit einem Ende mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers 6 und mit dem anderen
Ende mit dem einen Eingang des vierten Operationsverstärkers 18 verbunden ist
Anschließend soll die Arbeitsweise der in Fig.2
gezeigten Vorrichtung beschrieben werden. Zunächst soii angenommen werden, daS der Integrator seinen
Betrieb zu dem Zeitpunkt aufnimmt an dem die Kurbelwelle bei jedem Preßhub in der Nullstellung
steht. Dadurch erleichtert sich das Verständnis der Erfindung.
Die Spannung Vi am Ausgang des Gebers 3, die proportional zu der Drehzahl des Motors oder der
Anzahl der Hübe λ des Preßschlittens pro min ist, kann durch folgende Gleichung widergegeben werden:
W=ZC2 · η
(2)
K7 t:;,e ist Konstante. Die Ausgangsspannung Vi des
Gebers 3 gelangt an den Inverter I, der an seinem Ausgang eine invertierte Spannung liefert. Die invertierte
Spannung gelangt an den Inverter I., durch den die Spannung wiederum invertiert wird und dieselbe
Polarität wie die Ausgangsspannung Vi des Gebers 3 erlangt. Die Ausgangsspannung Vi des Inverters Il
gelangt an den Integrator, der an seinem Ausgang eine Spannung Vo liefert, die sich aus folgender Gleichung
ergibt:
Vo
CR J
CR
1
CA
CA
Vi dl
Vi ■ ι.
(3)
In diesem Falle ist Cdie Kapazität des Kondensators 11, R der Widerstandswert des Widerstandes 10a und t
die Zeit nach dem Einschalten des Integrators.
Wenn die Zeit / diejenige Zeit ist, die für eine Drehung der Kurbelwelle um 360° aus ihrer Nullstellung
oder für einen Hub des Preßschlittens erforderlich ist, so ergibt sich t aus folgender Gleichung:
(4)
In dieser Gleichung ist Ki eine Konstante. Die
Spannung am Ausgang des Integrators am Ende eines Hubes des Preßschlittens ergibt sich durch Einsetzen
der Gleichungen 2 und 4 in die Gleichung 3:
Vox
1
CA
K2 ■ η ■ -^-
π
π
K1 K1
CR
(5)
Aus der Gleichung 5 geht hervor, daß die Ausgangsspannung Vo\ des Integrators nach Beendigung
des Hubes des Preßschlittens stets konstant ist, unabhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle. Fig. 3
zeigt in einer Linie die Ausgangsspannung des Integrators in bezug auf den Drehwinkel der Kurbelwelle,
der sich aus folgender Formel ergibt:
Vo=K4 ■ «
(6)
In dieser Gleichung ist λ der Winkel, um den sich die
Kurbelwelle aus ihrer Null-Grad-Position gedreht hat, und Ka ist eine Konstante, nämlich K2 ■ K^IWiCR.
Wenn die Vergleichsspannung, die an einen Eingang des vierten Operationsverstärkers 18 gelangt, auf VOi
eingestellt wird, liefert der Komparator ein Haltesignal
zur Einleitung des Bremsvorganges an der Presse, sobald der Preßschlitten den oberen Totpunkt erreicht
Zum Anhalten des Preßschlittens an seinem oberen Totpunkt ist es in der Praxis weiterhin erforderlich, den
Gleitwinkel zu berücksichtigen, übei den die Kurbelwelle
ihre Drehung nach Einleitung des Bremsvorganges fortsetzt. Der Funktionsgenerator der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung dient diesem Zweck und liefert eine Spannung V/gemäß folgender Gleichung:
(K{ ■ n-ß)
In dieser Gleichung ist Ks eine Konstante.
Die Spannung Wdes Funktionsgenerators gelangt an einen Eingang des Operationsverstärkers 18 des
Komparators zusammen mit der Ausgangsspannung Vo des Integrators und der Vergleichsspannung, die auf Vo\
eingestellt ist. Der Komparator addiert die Spannungen Vf und Vo und vergleicht die Summe der Spannungen
Vfund Vomit der Vergleichsspannung Vo, und liefert
ein Haltesignal zur Einleitung des Bremsvorganges an der Presse, wenn die Summe der Spannungen Vf und Vo
_j:_ \/ i„:„u^>
Obwohl die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Bremszeitpunkts-Steuervorrichtung unter der Annahme
beschrieben worden ist, daß der Integrator seinen Betrieb zum Zeitpunkt des Beginns des Hubes des
Preßschlittens von seinem oberen Totpunkt her aufnimmt, ist es vielfach notwendig, daß der Pre3schlitten
seinen Hub an einem anderen Punkt beginnt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn an der Presse eine
Nothaltsteuerung bekannter Art vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Integration bei einer vom oberen
Totpunkt verschiedenen Stellung der Kurbelwelle beginnen.
Der Integrator ist während eines Zeitraumes in Betrieb, in dem die Kurbelwelle einen vorgegebenen
Winkelbereich durchläuft und der Schalter 1 geschlossen ist. Durch Schließen des Schalters 1 werden die
Ruheschalter 31 und 32 geöffnet. Wenn der relaisgesteuerte Schalter 31 geschlossen ist, verbindet er den
Widerstand 16 parallel zu dem Widerstand 15, so daß sich eine höhere Bezugsspannung am Komparator
ergibt und der Ausgang des Operationsverstärkers 18 positiv bleibt. Dadurch bleibt der Trioden-Thyristor 20
eingeschaltet. Wenn der relaisgesteuerte Schalter 32 geschlossen wird, hält er den Integrator ausgeschaltet.
Obgleich der in F i g. I gezeigte Gleitwinkel anwendbar ist in Verbindung mit einer Presse, die innerhalb
eines relativ geringen Frequenzbereichs des Schlittenhubes arbeitet, reicht die Genauigkeit nicht aus für
Pressen mit sehr unterschiedlichen Hubzahlen des Preßschlittens. Fig.4 zeigt eine alternative Gleitwinkel-Annäherung,
die in diesem Falle geeignet ist. Der zur Verfügung stehende Bereich der Anzahl der
Prellschlitten-Hübe pro Zeiteinheit ist unterteilt in eine
geeignete Anzahl von Unterbereichen, so daß der Gleitwinkel in jedem Unterbereich annähernd als
gerade Linie behandelt werden kann.
F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die von dieser alternativen Gleitwinkeleo
Annäherung Gebrauch macht Es werden gleiche Bezugsziffern wie in F i g. 2 verwendet Die Ausgangsspannung
des zweiten Operationsverstärkers 9, die proportional ist zu der Anzahl der Hübe des
PreBschlittens, gelangt an einen Eingang der ersten bis
es vierten, umkehrenden Operationsverstärker 91 bis 94,
die an den anderen Eingängen Vergleichsspannungen F, F. G und / aufnehmen, die für die entsprechenden
Unterbereiche der Hubzahl gemäß Fig.4 eingestellt
sind. Jeder Operationsverstärker wird invertiert, wenn
die Ausgangsspannung des zweiten Operationsverstärkers 9 die Vergleichsspannung erreicht.
Erste, zweite und dritte UND-Gatter 301 bis 303 sind
dazu vorgesehen, daß ein Signal von einem ausgewählten Gatter und dem vierten, invertierenden Operationsverstärker
94 erhalten werden kann, je nach der Ausgangsspannung des zweiten Operationsverstärkers
9. Mit 201 jis 204 sind erste bis vierte Inverter
bezeichnet.
Die Ausgangsspannung des ersten Operationsverstärkers 6 gelangt über eine erste Schaltung 14 an einen
Komparator, der den Operationsverstärker 18 einschließt. Die Ausgangsspannung des zweiten Operationsverstärkers
9 gelangt über eine zweite Schaltung 10 an den Integrator, der den Operationsverstärker 12
einschließt. Die erste Schaltung 14 umfaßt erste bis vierte Stellwiderstände 141 bis 144, die in Reihe mit
Feldeffekt-Transistoren (FET) 151 bis 154 verbunden sind, wohpi dip verschiedenen Reihenschaltungen
parallel zueinander geschaltet sind. Die zweite Schaltung 10 umfaßt fünfte bis achte Stellwiderstände 101 bis
104 in Reihenverbindung mit Feldeffekt-Transistoren
111 bis 114, wobei die verschiedenen Reihenschaltungen
parallel zueinander geschaltet sind. Die ersten und fünften Stellwiderstände 141 und 101 dienen zur
Einstellung der Spannung E auf eine Spannung £'(siehe F i g. 4), die zweiten und sechsten Stellwiderstände 142
und 102 dienen zur Einstellung der Spannung F auf eine Spannung F, und die dritten und siebten Stellwiderstände
143 und 103 sind zur Einstellung der Spannung C auf
eine Spannung C vorgesehen. Die vierten und achten Stellwiderstände 144 und 104 dienen zur Einstellung der
Spannung / auf eine Spannung /' und damit zur Spannungskompensation, wenn der Unterbereich der
Hubzahl gewechselt wird.
Die ersten und fünften Feldeffekt-Transistoren 15t
und 111 werden eingeschaltet entsprechend der Ausgangsspannung des ersten UND-Gatters 301. Die
zweiten und sechsten Feldeffekt-Transistoren 152 und
112 werden eingeschaltet entsprechend der Ausgangsspannung des zweiten UND-Gatters 302. Die dritten
und siebten Feldeffekt-Transistoren 153 und 113 werden
eingeschaltet entsprechend der Ausgangsspannung des dritten UND-Gatters 303. Die vierten und achten
Feldeffekt-Transistoren 154 und 114 werden eingeschaltet
entsprechend der Ausgangsspannung des vierten Inverter 204.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform der F i g. 5 soll anschließend beschrieben werden. Bei dieser
Ausführungsform wird die Vergleichsspannung auf den Wert
Vo2 = K5 · (K1 ■ nm.t-fl
eingestellt. Dieser Wert stimmt überein mit der bei maximaler Hubfrequenz erreichten Ausgangsspannung
Vfn,,, des Funktionsgenerators, die ihrerseits annähernd
dem maximalen Gleitwinkel entspricht. Wenn die Presse mit maximaler Hubfrequenz läuft, d. h., wenn Vf
maximal ist, ist die Bedingung Vo2 = Vo+ Vf bereits
ίο erfüllt, wenn Vo=O ist. In diesem Fall wird das
Haltesignal erzeugt, sobald die Integration ausgelöst wird. Bei dieser Ausführungsform wird daher die
Integration während des PreDvorgangs bei einem Kurbelwinkel ausgelöst, der um den maximal zu
is erwartenden Gleitwinkel vor dem oberen Totpunkt liegt.
Im folgenden soll als Beispiel angenommen werden, daß die Hubfrequenz zwischen 100 l/min und iiO
I/min liegt, so daß gemäß Fig. 4 die Ausgangssptnnung
des Gebers über der Spannung E aber unter der Spannung F liegt. In diesem Fall befindet sich der
Ausgang des ersten Operationsverstärkers 91 auf einem niedrigen, negativen Wert, während die Ausgänge der
zweiten bis vierten Operationsverstärker 92 bis 94 auf einem hohen, positiven Wert liegen. Das erste
UND-Gatter 301 weist daher an seinem Ausgang einen hohen, positiven Wert auf, so daß der erste und der
fünfte Feldeffekt-Transistor 151,111 leitend werden und
der Integrator einschließlich des Operationsverstärkers 12 die eingestellte Spannung E' aufnimmt. Dadurch
ergibt sich ein Haltesignal zur Einleitung des Bremsvorganges der Presse bei einem Gleitwinkel //,oo (Fig.4).
Die Ausgänge der zweiten und dritten UN D-Gatter 302,
303 und des Inverters 204 liegen auf einem niedrigen Wert, so daß die übrigen Feldeffekt-Transistoren 152 bis
154 und 102 bis 104 gesperrt sind.
In ähnlicher Weise wird ein Haltesignal bei einem Gleitwinkel /?iso bei einer Hubfrequenz im Bereich von
150 bis 200 l/min, ein Gleitwinkel ß^o bei einer
Hubfrequenz im Bereich von 200 bis 250 1 /min und ein Gleitwinkel #50 bei einer Hubfrequenz oberhalb 250
l/min erzeugt.
Die Erfindung ermöglicht daher eine Brcmszeitsteuerung,
die verwendet werden kann in Verbindung mit einer Presse, die einen Preßschütten aufweist, der durch
eine Kurbelwelle und einen Motor mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird. Erfindungsgemäß kann der
Preßschlitten zuverlässig im oberen Totpunkt angehalten werden, unabhängig von der Drehzahl des Motors
oder der Hubfrequenz des Preöschlittens. Die Erfindung kann jedoch auch in anderen Bereichen als im Bereich
der Pressen angewendet werden.
Claims (5)
1. Sieuerung für die Auslösung des Bremsbeginns
einer mit drehzahlregelbarem Motorantrieb angetriebenen Kurbelpresse od. dgl., damit der bei
Bremsauslösung von Motor und Schwungrad abgekuppelte Antrieb der Presse stets in vorbestimmter
Winkellage der Kurbelwelle (O. T.) zum Stillstand kommt, mit einem Geber, der ab einer bestimmten
Winkelstellung ein der Winkelgeschwindigkeit entsprechendes Signal abgibt, welches zusammen mit
einem von dem Signal abhängigen, den geschwindigkeitsbedingt unterschiedlich großen Brems-Nachlaufwinkel berücksichtigenden Zusatzsignal in die
weitere Steuerung eingeht, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Gebers (3) als
Spannung (Vi) in eine Schaltung eingeht, die einen Zeitintegrator enthält, der so lange integriert, L/is die
algebraisch Summe der aus dem Integralwert entstandenen Spannung (Vo) sowie der durch einen
Proportionalitätsfaktor aus der Spannung (Vi) des erstgenannten Signals entstandenen Spannung (Vf).
welche beide Spannungen (Vi, Vf) in negative Werte umgewandelt worden sind, und einer festen Bezugsspannung Null geworden ist
Z Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Inverter I (4, 5, 6) zur Aufnahme der
Ausgangsspannung des Gebers (3), einen Inverter Il (7, 8, 9) zur Aufnahme des Ausgangssignals des
inverters I, "Mnen integrierenden Inverter (10,11,12)
zum Integrieren und Invertieren der Ausgangsspannung des Inverters II, eine Einrichtung zur
Betätigung und Rückstellung des integrierenden Inverters während jeder Umdrehung der Kurbelwelle und einen Komparator (17, 18) zum Nullvergleich der aus den Spannungen Va Wund der festen
Bezugsspannung gebildeten Summe, welcher Komparator (17, 18) mit einem Eingang über parallel
geschaltete Widerstände (13, 14a, IS, 16) mit dem Ausgang des integrierenden Inverters (10, 11, 12),
dem Ausgang des Inverters I und mit einer Spannungsquelle für die feste Bezugsspannung
verbunden ist.
3. Steuerung nach Anspruch 2 für eine Presse mit sehr großem Drehzahlregelbereich, gekennzeichnet
durch eine Nebenleitung vom Ausgang des Inverters
II, die an einer Mehrkanal-Steuerschaltung anliegt,
die für verschiedene Stufen der Größe der Spannung der Nebenleitung jeweils nur für einen Kanal
durchlässig ist, ferner durch eine der Stufenzahl entsprechende Anzahl der Parallelleitungen mit
unterschiedlichem Proportionalitätsfaktor (Verstärkungsfaktor) für die Bildung der Spannung Vf und
ebenso viel Parallelleitungen für das Ausgangssignal aus dem Inverter II mit ebenfalls unterschiedlich
großen Proportionalitätsfaktoren, wobei das Signal aus dem Ausgang eines bestimmten Steuerkanals
jeweils gerade die Leitungen für Vf und das Ausgangssignal vom Inverter II aufsteuert, die
diesem Steuerkanal zugeordnet sind.
4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelleitungen für das Ausgangssignal des Inverters Il je einen Widerstand (101,102,
103, 104) in Reihe mit einem Feldeffekt-Transistor (111, 112, 113, 114) enthalten und daß die
Feldeffekt-Transistoren (111-114) durch den Ausgang des jeweils zugeordneten Steucrkanals ge
steuert werden und den jeweiligen Widerstand (101-104) zwischen den Ausgang des Inverters II
und den Eingang des integrierenden Inverters (U, 12) schalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die ParaUelleitungen (14), die
dem Komparator (18) die Spannung Vf zuführen, je einen Widerstand (141,142,143,144) in Reihe mit je
einem Feldeffekt-Transistor (151, 152, <53, 154) enthalten und daß die Feldeffekt-Transistoren
(151 -154) durch den jeweils zugeordneten Steuerkanal gesteuert werden und den jeweiligen Widerstand (141-144) zwischen den Ausgang des
Inverters I und den Eingang des Komparator (18) schalten.
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---|---|---|---|---|
CH658153A5 (de) * | 1983-02-08 | 1986-10-15 | Simone Klaussner Fa | Steuervorrichtung fuer einen gleichstrommotor-antrieb. |
US4625850A (en) * | 1983-03-09 | 1986-12-02 | Verson Allsteel Press Co. | Press clutch control system |
JP2572564B2 (ja) * | 1983-08-22 | 1997-01-16 | 株式会社 エスジー | 電気モータの位置決め制御装置 |
US4547692A (en) * | 1983-10-07 | 1985-10-15 | Spaulding Carl P | Positional control system employing induction motor and electronic braking thereof |
GB8914501D0 (en) * | 1989-06-23 | 1989-08-09 | Amp Gmbh | Press with control circuit arrangement |
US5129317A (en) * | 1989-06-23 | 1992-07-14 | Amp Incorporated | Press driven by an electric motor through reduction gearing |
EP0597212B1 (de) * | 1992-11-11 | 1996-04-10 | Bruderer Ag | Verfahren zum Betrieb einer Stanzpresse beim Anfahren und Stillsetzen |
DE19516345A1 (de) * | 1995-05-04 | 1996-11-07 | Prym William Gmbh & Co Kg | Vorrichtung bzw. Steuerung für eine Vorrichtung zum Ansetzen von Nieten |
ES2452022T3 (es) * | 2006-02-06 | 2014-03-31 | Abb Research Ltd. | Sistema de línea de prensas y método |
CN100443293C (zh) * | 2006-08-16 | 2008-12-17 | 南京埃斯顿数字技术有限公司 | 一种机械压力机电子控制方法及电子凸轮控制器 |
US8931598B2 (en) * | 2007-04-13 | 2015-01-13 | Otis Elevator Company | Governor sheave with an overlapping flyweight system |
CN107940226A (zh) * | 2017-12-17 | 2018-04-20 | 无锡优耐特能源科技有限公司 | 一种双手操作监控互锁控制装置 |
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US3277355A (en) * | 1963-12-23 | 1966-10-04 | Gen Electric | Terminal condition predictive control system |
DE1941964U (de) * | 1965-04-29 | 1966-07-07 | Schuler L Ag | Vorrichtung zur einstellung des nachlaufweges einer presse. |
DE1563686A1 (de) * | 1966-04-07 | 1970-02-05 | Siemens Ag | Einrichtung zum drehzahlunabhaengigen Stillsetzen des Stoessels einer Presse |
US3450911A (en) * | 1967-07-18 | 1969-06-17 | Eaton Yale & Towne | Press speed control system with flywheel and eddy current brake and clutch |
DE1627969B2 (de) * | 1968-03-02 | 1976-07-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zum drehzahlunabhaengigen stillsetzen von rotierenden exzentern oder kurbeln von pressen |
DE1919901A1 (de) * | 1969-04-19 | 1970-11-12 | Merten Kg Pulsotronic | Maschinensteuerung |
DE2023713B2 (de) * | 1970-05-14 | 1975-03-13 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrisch angetriebenen Einrichtung in vorausbestimmter Stellung |
DE2054501B1 (de) * | 1970-11-05 | 1971-12-30 | Quick Rotan Becker & Notz Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Stillsetzen einer Arbeitswelle in vorbestimmter Winkellage |
GB1350084A (en) * | 1971-02-18 | 1974-04-18 | Rank Organisation Ltd | Servomechanisms |
GB1439665A (en) * | 1972-09-26 | 1976-06-16 | Renault | Methods of and devices for braking and indexing the spindle of a machine tool rotating at high speed |
DE2264323C3 (de) * | 1972-12-30 | 1981-02-12 | Nixdorf Computer Ag, 4790 Paderborn | Vorrichtung zur Verzögerung der Bewegung einer Last durch Steuerung der Bremsung ihres Antriebs |
DD104635A1 (de) * | 1973-04-23 | 1974-03-12 | ||
FR2291123A1 (fr) * | 1974-11-14 | 1976-06-11 | Peugeot & Renault | Dispositif d'entrainement de barre de transfert |
JPS5185412A (en) * | 1975-01-20 | 1976-07-27 | Hitachi Ltd | Kaitenkino hensokuseigyohoshiki |
DE2505380A1 (de) * | 1975-02-08 | 1976-08-19 | Behrens Ag C | Digitale vorrichtung zur stillsetzung des stempels von exzenterpressen, schneid- und nibbelmaschinen im bereich des oberen totpunktes |
JPS5441752A (en) * | 1977-09-09 | 1979-04-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fiber cable branching connection box |
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