DE3600364C2

DE3600364C2 -

Info

Publication number: DE3600364C2
Application number: DE3600364A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. Schmitz (Fh), 8771 Marktheidenfeld, De
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1992-09-24
Also published as: CH672087A5; JPS62177301A; US4712470A; DE3600364A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei hydraulischen, geregelten Antrieben werden oft in einem Arbeitszyklus nacheinander Positionen und Drücke oder Kräfte geregelt. In einem Anwendungsfall handelt es sich beispielsweise beim Positionieren des Antrie bes um die Zustellung eines Werkzeuges und bei der Druckregelung um den anschließenden Arbeitsgang.

Bekannte Antriebsregelkreise bestehen aus einem hydrau lischen Zylinder oder Ölmotor, einem Servo- oder Pro portionalventil, einem Positionsgeber, einem Druck oder Kraftaufnehmer sowie einem Positionsregler und einem Druck- oder Kraftregler.

Ist der hydraulische Antrieb so angeordnet, daß die mit ihm verbundene Masse nach unten hängt, so daß sie durch ihr Eigengewicht ständig eine Kraft ausübt, so wird die vom Druckregelkreis eingestellte Kraft des Antrie bes um das Gewicht der Masse verfälscht. Dies kann durch Änderung der Nullpunkteinstellung des Kraft regelkreises korrigiert werden. Es wird also der Soll wert für die vom Antrieb auszuübende Kraft mit einem Basiswert verknüpft, der dem Gewicht der Masse ent spricht.

Falls sich jedoch das Gewicht der Masse während der Arbeitsphase oder im Laufe von mehreren einzelnen Arbeitsgängen verändert, so ist die ständige Wiederholung der Nullpunkteinstellung arbeits- und zeitaufwendig.

Konkret sei zum Stand der Technik auf die folgenden deutschen Druckschriften hingewiesen:

1) DE-OS 35 20 713
2) DE-PS 29 50 881
3) DE-AS 22 24 459
4) DE-AS 22 04 581
5) DE-Z.: Metalloberfläche, BD. 39, (1985) Heft 9, Seite 347.

Aus der DE-OS 35 20 713 ist ein Verfahren zum Ausgleich des auf einen pneumatischen Antrieb wirkenden veränderlichen Gewichts einer Masse, nämlich einer Läppscheibe bekannt, und der Antrieb weist einen Druckaufnehmer und einen Druckregler auf, die den vom Antrieb ausgeübten Druck einstellen. Das bekannte Verfahren weist dabei die Schritte auf, daß das Gewicht der Läppscheibe bei jedem Bearbeitungsvorgang neu gemessen wird, kurz bevor die Läppscheibe auf das Werkstück aufsetzt, also bei abstützungsfrei in der Schwebe gehaltener Läppscheibe, in dem der im oberen Verstellorgan des Antriebs herrschende Druck gemessen wird; und daß die entsprechenden Werte der Programmsteuerung (der Druckregelung) des Austarieren der Läppscheibe automatisch durch eine Korrektur bewirken.

Aus der DE-OS 29 50 881 ist eine weitere Steuereinrichtung für den Bearbeitungsdruck an Läpp-, Hon- und Schleifmaschinen bekannt, bei der der Druck des Werkzeugs auf das Werkstück stets automatisch auf einem optimalen Wert gehalten wird und zwar dadurch, daß eine Spindel in einer Achsparallelen, in einem vorschiebbaren Teil angeordneten Hülse drehbar gelagert ist, die auf ihre Länge mindestens einen Bereich besitzt, der durch die auf ihn durch die Vorschubbewegung aufgebrachte Kraft elastisch deformierbar ist und einen Steifen trägt, dessen elektrischer Widerstand sich bei Änderung seiner Lage ändert und der mit dem Eingang eines elektrischen, mit einem einstellbaren Sollwert beaufschlagten Komparators verbunden ist, durch den die Vorschubkraft des vorschiebbaren Teils steuerbar ist. Dabei bleibt das Gewicht des Werkzeugs unberücksichtigt, was zu Vorgabefehlern führt, d. h. zu weniger genauen Bearbeitungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß trotz einfachem Aufbau ein wesentlich genauerer hydraulischer Antrieb insbesondere durch Berücksichtigung des Werkzeuggewichts ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale vorgesehen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich dabei aus den Unteransprüchen.

Solange von dem Antrieb die Masse abstützungsfrei in der Schwebe gehalten wird, wenn also die Stellgeschwindigkeit des Antriebes Null ist und die Masse abstützungsfrei gehalten wird, so ist in dem Antrieb ein Druck eingesteuert, der gleich dem augenblicklichen Gewicht ist. Dieser Druck wird gemessen, gespeichert und während der anschließenden Druckregelphase als zusätzlicher Sollwert der Druckregelung eingespeist. Eine Gewichtsveränderung wird damit automatisch während des Arbeitsvorganges ausgeglichen, so daß die Druckregelung stets mit dem gewünschten Druck erfolgt, ohne daß dieser Druck durch das sich ändernde Gewicht verfälscht wird. Damit ist eine fehlerfreie Druck- bzw. Kraftregelung möglich.

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur ein Blockschaltbild eines automatischen Gewichts ausgleiches für einen Antriebszylinder dargestellt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Antriebszylinder 10 senkrecht angeordnet, der mit einem Kolben mit durchgehender Kolbenstange 12 versehen ist, so daß zu beiden Seiten des Kolbens 11 gleiche Zylinderräume 14 und 15 abgeteilt sind. Der Kolben 12 trägt eine Masse, die in dem Ausführungsbeispiel eine Läppscheibe 16 ist, die von dem Antriebszylinder 10 aus einer abgehobenen Lage gegenüber einem nicht dargestellten Werkstück zunächst zugestellt und bis zum Kontakt mit dem Werk stück verfahren wird, worauf auf die Läppscheibe 16 ein vorbestimmter Druck ausgeübt werden soll, mit dem der Läppvorgang durchgeführt wird. Es folgt also auf einen Positioniervorgang zum Anfahren des Werkstückes eine Druckregelphase zum Läppen des Werkstückes.

Der Speicher 29 wird von einer Logikschaltung 32 ange steuert, von der bestimmt wird, ob der Speicher 29 mit einem neuen gemessenen Differenzdruckwert geladen wer den kann oder gesperrt wird. Diese Logikschaltung 32 erhält ein Geschwindigkeitssignal von einer Differen zierstufe 33, welche an den Wegaufnehmer 18 angeschlos sen ist. Die Differenzierstufe 33 wandelt das Posi tionssignal x in die entsprechende Geschwindigkeit um.

Der Speicher 29 wird dagegen für das Laden mit einem Druckmeßwert freigegeben, wenn der Schalter in der Stellung 2 und das Geschwindigkeitssignal gleich Null ist. In diesem Fall befindet sich der Zylinder 10 in der Positionierregelphase, ist also vom Werkstück ab gehoben. Wenn in dieser Phase die Geschwindigkeit des Antriebes Null ist, so wird das Gewicht der in der Schwebe gehaltenen Masse einschließlich der Läpp scheibe 16 von dem in den Zylinderkammern 14 und 15 eingesteuerten Differenzdruck gehalten. Bei Null Ge schwindigkeit ist also der Differenzdruck bzw. die Differenzkraft gleich dem augenblicklichen Gewicht. Dieser Differenzdruck wird vom Druckaufnehmer 23 ge messen, im Wandler 28 digitalisiert und kann in den Speicher 29 geladen werden, weil in diesem Zustand die Logikschaltung 32 den Speicher 29 zum Laden frei gibt. Das Laden mit dem neuen dem Gewicht entsprechen den Signal kann also beispielsweise vorgenommen werden, Speicher 29 abgerufen, in dem Wandler 30 hin in ein Analog signal umgewandelt und als Basissollwert auf die Ver gleichsstufe 24 geschaltet. Das von der Vergleichs stufe 24 dem Regler 25 eingespeiste Fehlersignal ergibt sich aus der Addition des willkürlich ein stellbaren Sollwerts mit dem Basissollwert vermindert um den Istwert des Differenzdruckes. Damit ist eine fehlerfreie Druckregelung möglich und wird die Ge wichtsveränderung des Antriebes laufend kompensiert, so daß der eingestellte Sollwertdruck auch bei sich veränderndem Gewicht stets auf dem eingestellten Wert gehalten wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Ausgleich einer sich durch Antrieb verändernden Last, mit einem hydraulischen, einen senkrecht stehenden Antriebszylinder aufweisenden Antrieb, insbesondere für eine Läppmaschine, mit einem Druckaufnehmer (23) und einem Druckregler (25) zum Ansteuern eines den von dem Antrieb ausgeübten Druck einstellenden Wegeventils (17), dadurch gekennzeichnet, daß ein an einem Wegaufnehmer (18) angeschlossener Positionsregler (20) vorgesehen ist, daß entsprechend der Stellung eines Schalters (21) der Druckregler (25) oder der Positonsregler (20) an das Wegeventil (17) angeschlossen ist und daß eine Logikschaltung (32) vorgesehen ist, die bei angeschlossenem Positonsregler (20) und einer gleichzeitigen Hubgeschwindigkeit Null des Antriebszylinders (10) den augenblicklich am Antriebszylinder (10) wirkende Differenzdruckwert einem Speicher (29) zuführt, und die in den übrigen Betriebsfällen den im Speicher (29) gespeicherten Druckwert bei der Druckregelung in einer dem Druckregler (25) vorgeschalteten Sollwert/Istwert-Vergleichsstufe (24) als Basissollwert berücksichtigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Logikschaltung (32) über eine Differenzierstufe (33) an den Wegaufnehmer (18) des Antriebes angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (29) über einen Analogdigitalwandler (28) an den Druckaufnehmer (23) und über einen Digitalanalogwandler (30) an die Vergleichsstufe (24) angeschlossen ist.