JPS61154856A - 印刷機の駆動電動機用電磁モータブレーキの作動能力を認識する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、印刷機において動作を監視され制御される駆
動電動機の制動制御方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

安全技術上の責務から、例えばオフセット印刷機のよう
な回転形式の動作経過を有する機械の駆動装置に開閉可
能なモータブレーキを備えることが知られている。この
モータブレーキは、一方において、静止状態において機
械駆動装置の不慮の起動に対して運転員を保護すること
を保証するだめの留めブレーキとして、他方においては
、非常事態のために機械駆動装置を運転状態から可及的
迅速に遅らせ制動するだめの非常ブレーキとして使用さ
れる。

この形式のモータブレーキは、一般にブレーキライニン
グを備えたディスクからなり、このディスクは張力のな
い状態では、ばね力によって互に押圧され、その場合２
つのブレーキデイスフの間に生じる摩擦結合によって、
必要な摩擦力が起生される。張力を加えることによって
、ブレーキディスクは圧縮ばねρ力に抗して互に軸方向
に離れ、従って制動力が解消される。

この形式のモータブレーキの機能制御を行なうため、少
くとも一方の可動のブレーキディスクの位置を調べるリ
ミットスイッチが設けられる。従って、例えば前述の張
力が加えられた後にブレーキディスクが互に離間せずに
リミットスイッチが接触しないために、リミットスイッ
チがモータブレーキの解放を通告することが不可能な場
合には、駆動電動機の起動が阻止される。しかしながら
、この形式の制動制御の欠点は、リミットスイッチが、
使用にもとづく消耗および摩耗によるブレーキライニン
グの痩せ現象、または他の欠陥例えば油による汚染を検
査するようには２されていないため、ブレーキディスク
の互の絶対位置だけが監視され、モータブレーキの機能
またはこの機能によって生じる実際の制動力についての
伝達を全く行なうことができない点である。これを度外
視した場合には、リミットスイッチの間違った調整、ま
たは永い運転期間後における開閉点のずれを完全になく
すことは不可能であり、その結果、駆動装置の運転の確
実性が必然的に阻害される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の技術の状態から出発して、本発明の基本的な
目的は、消耗現象および摩耗現象と関係なく、最短の所
要時間でモータブレーキの絶対安全な機能制御を可能に
するような方法、および既に存在する印刷機の駆動電動
機、特に印刷機駆動装置自体に対する追加装備可能な装
置を僅少な製造技術的な経費で開発することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この目的は、特許請求の範囲第１項の前文に記載の方法
から出発して、駆動電動機の起動前または起動後にモー
タブレーキが閉じた状態および開いた状態で許容不可能
および許容可能な動作に対する検査が行われ、この結果
によって駆動制御を行なう制御段階および／または故障
信号が開始されることによって達成される。装置に関す
る前述の目的は、特許請求の範囲第６項に記載のように
、制御論理回路が設けられ、この回路は、入力側が動作
信号発信器および動作を定める指令入力ユニットに接続
され、出力側が電力出力段を介して駆動電動機および駆
動電動機に設けられたモータブレーキに接続されること
によって達成される。

この方法は、該方法を実施するための付属装置と共に、
運転員が全くいない場合でも制動装置が連続的に監視さ
れ夫々の機械の起動時に新しく自動的に制御されるため
、印刷機の運転確実性を向上させるのに著しく寄与する
。その場合、ブレーキライニングの使用に基づく摩耗現
象と共に、モータブレーキの機能を低下させる機械的お
よび電気的な欠陥を見出すことができ、このことは特に
、例えばモータブレーキが全く開かれていないか又は少
ししか開かれていない場合における駆動電動機の過負荷
状態の保護および防止、並びにブレーキライニングの著
しい摩耗現象の防止に寄与することができることが長所
である。

本発明による墨狐の好適な実施態様において、駆動電動
機の動作を検査するため、少くとも１つの動作設定値バ
ウンスが予め与えられ、同時に駆動電動機の駆動モーメ
ントが必要度に応じて減少され、これによって駆動電動
機の少くとも１つの動作検査が実施される。

本発明によるシ蓼、の好適な実施態様は、下記の処理段
階からなっている。

１、　電動機起動信号の送出、 ２、小さな電動機動作量に比例する検査仮設定値として
の信号の形態の動作設定値バウンスの発生、 ３、駆動電動機の動作検査、 ４、許容不可能な電動機動作が存在する場合における故
障通報の発生、 ５、　検査仮設定値の取消しおよび電動機停止信号の送
出、 ３、許容不可能な電動機動作のないことを確認した後に
おけるモータブレーキの解除、ｌ　仮設定値としての動
作設定値バウンスの維持、 ８、駆動電動機の新規の動作検査、 ９　許容可能な電動機動作の存在しないことを確認した
後における故障通報の発生、１０、検査仮設定値の取消
しおよび電動機停止信号の送出、 １１、許容可能な電動機動作が存在する場合における駆
動電動機の所望動作量に相当する設定値の設定。

この簡単な方法で、駆動電動機の起動前の第１の検査過
程においてモータブレーキによって生じた制動モー・メ
ントがまだ充分であるか否かが容易に調べられ、第２の
検査過程において駆動電動機を起動するためにモータブ
レーキが実際に開かれているか否かが容易に調べられる
。

駆動電動機の過負荷をなくすため、本発明による制動制
御装置の別の実施態様では、制御論理回路は指令入力ユ
ニットによって作動可能な開閉論理回路を備え、この開
閉論理回路は、モータブレーキの電源側に接続された制
動制御装置および電動機駆動モーメント制限装置に接続
されると共に電力出力段用の動作設定値選別装置に接続
され、その場合、前記電力出力段は特に動作信号発信器
の後に接続された動作信号整合装置に接続されている。

この装置は、印刷機駆動装置のそれぞれの起動ルーチン
に目立たずに補足的に設けることができる。起動警報装
置を備えた印刷機の場合、駆動装置の起生された制動モ
ーメントの第１の検査は、起動警報時間に行われること
が好ましいが、実際にブレーキの開放が行われたことを
調べる第２の検査は、第１の検査が行われた直後の駆動
電動機の起動時に行われる。

その他の特徴および本発明の主要な詳細、並びにこれに
よって得られる利点は、特許請求の範囲第４項、第５項
、第８項ないし第１０項および下記の図による実施例の
説明から理解されよう。

〔実施例〕 次に述べる実施例では、運動量として駆動電動機の回転
数“ｎ″が選択されている。しかしながら、回転数の代
シに変位量すなわち角度変化“α”またはリニアモータ
を使用する場合には直線運動の行程“Ｓ“を運動量とし
て使用しても、原理的に作用過程は同じである。

第１図において、駆動電動機１として、例えば直流電動
機として構成された可変速度電動機が採択されている。

駆動電動機１はモータブレーキ２を備え、その動作即ち
回転数は動作信号発信器３（実施例ではタコメータ発電
機）によって制御される。しかしながら回転数制御は、
制御量即ち直流電動機の場合は第１図および第２図にお
いて参照符号２５によって破線で示された電機子電圧帰
還によって、同様に好適に行なうことができる。

駆動電動機１には、電力変換器として構成された電力出
力段４が電源側に接続され、その場合、電力変換器の代
りに周波数変換器または適当な駆動電動機を備゛えた他
の同じ作用を行なう電力出力段を使用することもできる
。電力出力段４は論理要素５によって制御され、この論
理要素は、制動制御装置３、開閉論理回路７、動作設定
値選別装置８（実施例では回転数設定値選別装置）、動
作信号整合装置９（実施例ではタコメータ信号整合装置
）および電動機駆動モーメント制限装置１０（実施例で
は電動機回転モーメント制御装置）からなっている。電
動機回転モーメントの制御は、この実施例においては電
力変換器４の電流制限値の変更によって行われる。論理
要素５の個々のユニット６ないし１０は、電動機制御お
よび制動器制御の信号を発生するために互に結合されて
いる。開閉論理回路７および回転数設定値選別装置８は
、第２図において破線で示すように１つの電子構成要素
にまとめることができる。

第２図に示すように、制動制御装置６はモータブレーキ
２と接続され、制御信号を送出する。

開閉論理回路７は、簡略に図示された指令入力ユニット
１１と接続されている。指令入力ユニット１１の操作要
素として、図示および詳細な説明がされていないキーメ
ート、スイッチまたは電位差計および電子制御装置が設
けられており、これらによって運転員等が、機械速度の
制御を行ない、“起動“、“高速“、“低速“、“前進
“、′後退“、′停止“、′非常停止゛およびその他の
指令を入力することができる。

これらの指令入力は、その優先度に応じて開閉論理回路
７に結合されてインターロックされ、制動制御装置６お
よび回転数設定値選別装置８に供給される信号に処理さ
れる。回転数設定値選別装置８は、タコメータ発電機３
（またはその代シに電機子電圧帰還２５）によってタコ
メータ信号整合装置９に送出されそこで変換された駆動
電動機１の夫々の回転数現在値と関連させて、前記信号
から回転数設定値を導出する。

この回転数設定値は電力変換器４に供給され、電力変換
器４は回転数設定値の大きさに応じて、対応する大きさ
の出力電圧または出力電流を、負荷側に接続された駆動
電動機１を駆動するため送出する（第２図）。

次に、上述の装置の動作および制動制御の方法の過程を
第２図ないし第２０図によって説明する。

モータブレーキ２の第１の検量および第２の検査の処置
段階およびその時間的なシーケンスは、第３図のフロー
チャートに示されてお９、その場合、第４図ないし第１
５図の時間軸で示された線図が個々の処理段階に対応し
ている。

機能説明においては、専ら、タコメータ発電機３による
回転数帰還が取り扱われている。タコメータ発電機３０
代シに冒頭に述べた電機子電圧帰還が選ばれた場合でも
動作は原理的に同じである。

“起動“キーを操作することによって、時点１６におい
て電動機起動信号１７が送出される（第４図）。その場
合、論理要素５の回転数設定値編集装置８の処理段階１
８によって、小さな電圧信号（第５図）の形態の回転数
仮設定値ｎｖｏ　ｒが、自動的に短時間１９の間、電力
変換器４に供給され、この仮設定値に依存して、電力変
換器４は、駆動電動機１の駆動に充分な大きさの供給電
圧または供給電流を発生する。駆動電動機１に生じた供
給電圧または供給電流は検査仮設定値として使用され、
その場合この電圧または電流は、電動機回転モーメント
制限装置１０によって、モータブレーキ２が解放されて
いる場合に確実に回転させることができ、モータブレー
キ２が充分には作用していない場合には丁度回転が可能
であるような値にされる。

しかしながら、この時点では、“ブレーキ解除０信号が
開閉論理回路７から制動制御装置６およびそこからモー
タブレーキ２に未だ伝達されていないため、定常時、即
ちモータブレーキ２が完全な状態の場合には、駆動電動
機１は、まだ回転してはいけない。これに反して、モー
タブレーキ２の保持力が、例えば自然の摩耗によって減
少している場合には、駆動電動機１は回転数−ｓｔ　　
で第７図に示すように起動を開始し、その場合第６図に
示されているように、回転モーメント、即ち電流制限値
２６以下の電流制限によって定められた電流になる。

この動作は、回転数送信器６が電動機の回転数ＶＬ工、
ｔ　を検出し、タコメータ信号整合装置９を介して、本
来の回転数制御が行われる回転数設定値選別装置８に伝
達されることによって、処理段階２０によって検査され
る。この場合、電動機回転数Ｗｔｓｔ　　がＯ値を越え
たことが確認された場合には、第８図に示すように、モ
ータブレーキ２が非解放状態を維持して閉じられておシ
、開閉論理回路７によって電力変換器４への回転数設定
値の先への伝達が阻止されることによって、回転数検査
仮設定値”ｖｏｒが取消される（処理段階２１）。

その場合、電動機停止信号２２が送出され、これによっ
て第７図に示された回転数実際値７１ｉｓｔは零に降下
する。駆動電動ｉｆ！ｋｉは、公知の方法によって電動
機電流（第６図）によって制動される。同時に、第１回
転数検査の時点２４において、故障したブレーキ機能に
ついて印刷機の運転員に聴覚的および／または視覚的に
注意を啄起する故障通報２３が出される（第９図）。

モータブレーキ２の第２機能制御の場合も、駆動電動機
１の回転数実際値η□１の第１検査までの処理段階１７
−２０は同じである。従って、第１０図および第１１図
の曲線図は、モータブレーキ２の第１機能制御に対する
回転数設定値の検査仮設定値ｎｖｏｒの時間間隔１９の
後に、その第２の検査に対する別の時間間隔２７が設定
されていることを除けば、第４図および第５図の曲線図
と略同じである。この時間間隔２７は、参照符号２８で
示された時点まで続き、この時点において駆動電動機１
の第２回転数検査３３が行われる。回転数設定値検査設
定値ｎＶＯｒは、第１１図において参照符号３６で示さ
れている。

第３図のフローチャートの第１処理段階２０によるタコ
メータ発電機６の、第１の回転数検査において、駆動電
動機１の回転数実際値が確認されない（従ってバエ５ｔ
＝Ｑ）場合（第１３図）には、モータブレーキ２は、ま
だ充分な保持力があることに対する確実な証拠として、
まだ充分に高い制動モーメントを有している。開閉論理
回路７によって回転数設定値装置８が起動されると、先
方への回転数設定値の伝達および検査仮設定値”ｖｏｒ
の維持が行われ、そのほか、次の処理段階３２の時点２
４において制動制御装置乙によってモータブレーキ２が
解放される（第１４図）。同時に、電流限界値２６が最
大駆動電流の値に調、整される。第１２図は、効果的に
電流が制限された駆動電動機１の電流増加の基本的な経
過を示している。

いま、タコメータ発電機３およびタコメータ信号整合装
置９によって駆動電動機１の第２回転数検査６３が開始
された場合、指令入力“制動解除“によってモータブレ
ーキ２が実際に解放され駆動電動機１が回転するか否か
を確認する必要がある。この第２回転数検査３３におい
て、駆動電動機１が回転せず、従って、回転数実際値１
！１ｚ５１＞１０１の関係が成立しない場合には、回転
数設定値選別装置８から電力変換器４への設定値の先へ
の伝達が開閉論理回路７によって阻止されることによっ
て、前に行われた第１の制動制御と同じ方法で処理段階
２１によって時点２８に回転数設定値仮設定値ｎｖｏｒ
が取消される。そのほか、電動機停止信号２２が送出さ
れ、故障通報２６（第１５図）が出される。駆動電動機
１は、ようやくその電動機電流によって制動される必要
がなくなるため、電動機電流の値は０に減少する（第１
２図）。さらに１　“制動解除“指令が撤回される（第
１４図）。

故障信号２３が送出された後、別の処理段階３４におい
て、制動状態の検査が運転員または整備員によって行わ
れ、その結果によって電動機の起動１７が繰返して行わ
れる。

第１６図ないし第２１図の曲線図は、故障状態が生じな
い場合の正規の制動制御の経過を示してい°る。

第１６図は、電動機起動信号１７を、送出時点１６から
第１および第２の回転数検査２０゜５３およびこれに続
く機械運転時間３５に亘って示している。第１７図の曲
線経過は、第２制動制御および完全な電動機制動が完了
した後、電圧信号として設定された回転数設定値仮設定
値”ｖｏｒは、印刷機が引続いて運転される運転回転数
設定値”ｓｏ目に増加（処理段階３６）されることを示
している。第１８図に電動機電流の経過が概略的に示さ
れている。電動機電流の回転モーメントの必要量に対す
る依存性は充分に知られており、従って詳細に説明する
必要はないＯ 双方の回転数検査２０および３３が満足な状態で経過し
、即ち第１回転数検査２０においてに工ｓｔが値１０１
をもち、第２回転数検査６３において簀工Ｓ１が１０１
よシ大きな値をもつようになった後に、初めて駆動が自
由に行われ、第１９図の曲線に示すように回転数実際値
”Ｚｓｔが上昇し、運転回転数設定値ｎ５゜１□ないし
一定な定格回転数に調整される。第２０図は、′制動解
除“の指令によって時点２４において生じた信号跳躍を
もつ制動信号の経過を示している。

前述のように、第２１図では、正規の制御経過（第１６
図ないし第２０図）の間、故障信号が全く出されていな
い。

本発明は、説明に述べられた図に示された実施例に限ら
ず、これらの代りに、例えば市場において入手される同
等な電気機械構成要素および電子構成要素の使用のよう
な多くの構造上の変更も本発明の範囲に入ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例を示すブロック結
線図、第２図は第１図に示す装置を構成する論理要素の
内部構成を詳細に示すブロック結線図、第３図は本発明
による方法の過程を示すフローチャート、第４図ないし
第９図はモータブレーキの制動機能に故障がある場合に
おける本発明による方法の駆動電動機の起動前の第１検
査過程を示すグラフ、第１０図ないし第１５図はモータ
ブレーキの制動解除機能に故障がある場合における本発
明による方法の駆動電動機の起動後の第２検査過程を示
すグラフ、第１６図ないし第２１図はモータブレーキに
故障がない場合における本発明による方法の駆動電動機
の起動時における全過程を示すグラフである。 １・・・駆動電動機　　　　２・・・モータブレーキ３
・・・動作信号発信器（タコメータ発電機）４・・・電
力出力段（電力変換器） ５・・・制御論理回路　　　６・・・制動制御装置７・
・・開閉論理回路 ８・・・動作設定値選別装置（回転数設定値選別装置） ９・・・動作信号整合装置（タコメータ信号整合装置） １０・・・電動機駆動モーメント制限装置（電動機回転
モーメント制限装置） １１・・・指令入力ユニット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動電動機の起動前または起動後にモータブレーキ
   が閉じた状態および開いた状態で許容不可能および許容
   可能な動作に対する検査が行われ、この結果によつて駆
   動制御を行なう制御段階および／または故障信号が開始
   されることを特徴とする印刷機において動作を監視され
   制御される駆動電動機の制動制御方法。 ２、動作を検査するため駆動電動機に少くとも１つの動
   作設定値バウンスが予め与えられ、同時に駆動電動機の
   駆動モーメントが必要度に応じて減少され、その後に駆
   動電動機の少くとも１つの動作検査が行われる特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３、１、電動機起動信号の送出と、 ２、小さな電動機動作量に比例する検査仮設定値として
   の信号の形態の動作設定値バウンスの発生と、 ３、駆動電動機の動作検査と、 ４、許容不可能な電動機動作が存在する場合における故
   障通報の発生と、 ５、検査仮設定値の取消しおよび電動機停止信号の送出
   と、 ６、許容不可能な電動機動作のないことを確認した後に
   おけるモータブレーキの解除と、 ７、仮設定値としての動作設定値バウンスの維持、 ８、駆動電動機の新規の動作検査と、 ９、許容可能な電動機動作の存在しないことを確認した
   後における故障通報の発生と、 １０、検査仮設定値の取消しおよび電動機停止信号の送
   出、 １１、許容可能な電動機動作が存在する場合における駆
   動電動機の所望動作量に相当する設定値の設定の処理ス
   テツプを含む特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   方法。 ４、駆動電動機の動作は回転形式または直進形式であり
   、その場合に回転形式の電動機動作の検査は角度変位“
   α”または回転数“ｎ”によつて行われ、直進形式の電
   動機動作の検査は動作量としての直線動作の行程“ｓ”
   によつて行われる特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれか１項に記載の方法。 ５、駆動電動機として直流電動機が使用され、その場合
   に動作量として電機子電圧帰還が利用される特許請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。 ６、モータブレーキを備え動作信号によつて作動する動
   作制御装置が設けられた、印刷機における動作を監視さ
   れ制御される駆動電動機の制動制御装置において、 制御論理回路（５）が設けられ、この回路（５）は入力
   側が動作信号発信器（３）および動作を定める指令入力
   ユニット（１１）に接続され、出力側が電力出力段（４
   ）を介して駆動電動機（１）およびこの駆動電動機（１
   ）に設けられたモータブレーキ（２）に接続されている
   ことを特徴とする印刷機において動作を監視され制御さ
   れる駆動電動機の制動制御装置。 ７、制御論理回路（５）は指令入力ユニット（１１）に
   よつて作動可能な開閉論理回路（７）を備え、この開閉
   論理回路（７）は、モータブレーキ（２）の電源側に接
   続された制動制御装置（６）および電動機駆動モーメン
   ト制限装置（１０）に接続されると共に電力出力段（４
   ）用の動作設定値選別装置（８）に接続され、その場合
   、前記電力出力段（４）は特に動作信号発信器（３）の
   後に接続された動作信号整合装置（９）に接続されてい
   る特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、開閉論理回路（７）は指令入力ユニット（１１）を
   介して供給された制御指令を優先度に応じて結合してイ
   ンターロックし、これから、モータブレーキ（２）を作
   動する制動制御装置（６）および動作設定値編集装置（
   ８）に供給する信号を形成し、この信号は駆動電動機（
   １）の動作設定値を選別するため動作信号整合装置（９
   ）によつて起生された電力信号と結合され、動作設定値
   編集装置（８）の出力信号によつて開閉論理回路（７）
   を介して電動機駆動モーメント制限装置（１０）を駆動
   可能であり、この電動機駆動モーメント制限装置（１０
   ）によつて電力出力段（４）の駆動モーメント制限値を
   変更することができるようにされた特許請求の範囲第６
   項または第７項記載の装置。 ９、電力出力段（４）が変更可能な電流制限レベルを有
   する電力変換器として構成されている特許請求の範囲第
   ６項ないし第８項のいずれか１項に記載の装置。 １０、駆動電動機（１）が回転電動機またはリニアモー
   タとして構成されている特許請求の範囲第６項ないし第
   ９項のいずれか１項に記載の装置。