CH657103A5 - Verfahren und einrichtung zur steuerung des rueckstaus von artikeln, die einer bearbeitungsmaschine mit variabler geschwindigkeit zugefuehrt werden. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen Rückstau von Artikeln, die einer Bearbeitungsmaschine mit variabler Geschwindigkeit zugeführt werden, zu steuern.

In der US-PS 4197935 (Ateriatuis et al l. 15. April 1980, ist ein System zum automatischen Heranführen von Abstände voneinander aufweisenden Artikeln an eine BearbeitungiiHaschine. beispielsweise eine Verpaekungsmaschine, offenbart, bei dem die Artikel durch ein mit Mitnehmernasen versehenes Zuführungs-Transportband an die Verpackungsmaschine herangeführt werden, das die Artikel von einem Mess-Transoortband übernimmt. Beide Transportbänder sind mit der Betriebsgeschwindigkeit der Verpackungs- oder Einwickelmaschine synchronisiert. Die Röckhaltung der Artikel erfolgt auf einem Sammel-Transportband. Die Rückhaltesteuerung wird durch Sensoren für die Artikelposition beeinflusst. die längs des Sammel-Transportbandes angeordnet sind und die Arbeitsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine, des Zuführungs-Transportbandes und des Mess-Transportbandes aufeinander abstimmen, um ein gewünschtes Ausmass der Rückhaltung aufrechtzuerhalten. Die genannte Patentschrift nennt auch den Namen des Anmelders der vorliegenden Erfindung.

In der US-PS 4 135 346 (Rebsamen), 23. Januar 1979, ist eine Vorrichtung zum Steuern der Geschwindigkeit einer Verpackungsmaschine offenbart. Die Artikel werden der Verpackungsmaschine mittels eines Zuführungsgurtes 4 zugeführt, der durch die Maschine und durch ein separat angetriebenes Eingangs-Transportband 2 angetrieben wird. Die Verpackungsmaschine wird durch einen Motor 6 angetrieben, dessen Geschwindigkeit durch eine Geschwindigkeits-Steuerschaltung 7 gesteuert wird.

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Ein oberer und ein stromabwärts positionierter Sensor T1 bzw. T2 stellen fest, ob ein Artikel an jedem von zwei vorbestimmten Punkten auf dem Transportweg zu der Verpackungsmaschine vorhanden oder nicht vorhanden ist. Der stromaufwärts positionierte Sensor T1 gibt normalerweise Impulse ab, wenn ihn Artikel passieren. Diese Impulse werden integriert, um ein Gleichstrom-Steuersi-gnal für den Antriebsmotor der Verpackungsmaschine bereitzustellen. Bei einem normalen Betrieb liegen die Artikel bei dem stromabwärts positionierten Sensor T2 dicht aneinander, so dass letzterer ein Gleichstrom-Impulssignal mit gleichbleibender Amplitude liefert, das einen Schalter 12 schliesst und den stromaufwärts positionierten Sensor T1 in die Lage versetzt, die Umdrehungszahl des Antriebsmotors für die Verpackungsmaschine zu steuern.

Falls der Rückstau von Artikeln nicht bis zu dem stromabwärts positionierten Sensor T2 zurückreicht, wird der bis dahin ununterbrochene Impuls des Sensors T2 unterbrochen, wodurch der Schalter 12 für den Antriebsmotor für die Verpackungsmaschine geöffnet wird, um diesen nach einer Verzögerungszeit, die durch einen Zeitgeber 14 bestimmt wird, zu stoppen. Wenn sich eine ungeteilte Reihe von zurückgehaltenen Artikeln bis zu einem bestimmten Punkt hin aufgebaut hat, was wiederum ein Signal des Sensors T2 hervorruft, wird der Antriebsmotor für die Verpackungsmaschine nach derselben Zeitverzögerung erneut gestartet.

Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung erlaubt innerhalb seiner Grenzen eine Steuerung, die eine grosse Anzahl unterschiedlicher Betriebsgeschwindigkeiten vorsieht, womit sie als eine Steuerung zur „Feineinstellung" bezeichnet werden kann.

Anstatt die Betriebsgeschwindigkeits-Steuerung des Systems auf eine körperliche Abtastung der Position der Artikel, die den Rückstau bilden, und auf die Position der Artikel, die sich dem Rückstau nähern, abzustellen, sieht das Rückhalte-Steuerverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung Spannungs- und Stromsteuersignale vor, die lediglich auf dem Abzählen von Impulsen oder digitalen Signalen, die durch das Vorbeilaufen jedes individuellen Artikels an einem Sensor oder einem Impulsgenerator repräsentiert sind, beruhen.

Artikel, die in unregelmässiger Folge an ein Transportband in der Vorrichtung (hier als „Sammel-Transportband" bezeichnet) herangebracht werden, werden nacheinander gezählt. Die sich ergebenden Zählimpulse werden kurzfristig gespeichert. Wenn sich die die Artikel bearbeitende Maschine, beispielsweise eine Verpackungsoder Einwickelmaschine, im Betrieb befindet, werden die Artikel, die in die Maschine eintreten, ebenfalls fortlaufend gezählt.

Ein Sammelzähler-System addiert fortlaufend „Aufwärts"-Zählimpulse für Artikel, die einem Rückstaubereich zugeführt werden nach einer Verzögerungszeit. Das Zählersystem bildet ausserdem fortlaufend die Differenz zwischen den Aufwärts-Zählimpui-sen und „Rückstauentnahme"- oder Abwärts-Zählimpulsen, die durch das Einführen von Artikeln in die Bearbeitungsmaschine aus dem Rückstau erzeugt werden. Die resultierende Zählimpulsdifferenz, nämlich die „gesammelte Zählimpulsdifferenz", wird dazu verwendet, ein Steuersignal zur Bestimmung der Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine und der korrespondierenden Rate von Rückstauentnahmen festzulegen.

In den Ausführungsbeispielen für die Erfindung wird, wie weiter unten beschrieben, die gesammelte Zählimpulsdifferenz.durch Subtraktion der Abwärts-fRückstauentnahmej-Zählimpulse von den Aufwärts-! Artikelzuführungsj-Zählimpulsen bestimmt. Falls diese Differenz positiv und grösser als Null ist, wird ein Steuersignal erzeugt, das die Bearbeitungsmaschine bei einer Geschwindigkeit in Gang hält, die den gewünschten Rückstau erzeugt. Im weiteren Sinne der Erfindung könnte die genannte Subtraktion umgekehrt werden (wobei das resultierende Steuersignal mit umgekehrtem Vorzeichen versehen wäre), um zu den gleichen Ergebnissen zu kommen.

Die unbearbeiteten Artikel werden in regellosen Intervallen einem Artikelaufnahmebereich eines Transportbandes, beispielsweise des Sammel-Transportbandes, zugeführt. Letzteres ist jedoch so eingestellt, dass es bei einer vorbestimmten festen Geschwindigkeit läuft, wobei diese Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Länge der Artikel ausgewählt sein kann und einer normalen oder optimalen Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine entspricht.

5 Die Artikel von dem Sammel-Transportband werden von einem Zuführungs-Transportband aufgenommen, das synchron mit der Bearbeitungsmaschine läuft und die Artikel mit gleichförmigen Abständen an die Bearbeitungsmaschine abgibt. Die Menge der unbearbeiteten Artikel, die sich zwischen der Bearbeitungsmaschine io und einer ausgewählten Zone auf dem Sammel-Transportband befindet, wird als Rückstau verstanden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine vorgewählte Anzahl oder Zählsumme von Artikeln in dem Rückstau innerhalb eines vorbestimmten Maximums gehalten. Die gewünschten Rückstaubedingungen 15 werden lediglich durch automatisches Angleichen der Betriebsgeschwindigkeiten der Bearbeitungsmaschine und eines Zuführungs-Transportbandes, das mit ihr synchronisiert ist, erreicht. Das Sammel- oder Versorgungs-Transportband läuft mit einer vorgewählten konstanten Geschwindigkeit.

20 Wie bereits erläutert, wird die erwähnte Regelung der Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine zum Halten eines Rückstaus innerhalb eines ausgewählten Bereiches von gezählten Artikeln wie folgt erreicht: Abzählen der Artikel, wie sie herangeführt werden, wobei die Artikel gezählt werden, wenn sie in die Bearbeitungs-25 maschine eintreten, und fortlaufendes Subtrahieren eines Zählimpulses von der ersten Zählung. Um eine korrespondierende „feine" Steuerung, die sich Sensoren bedient, die lediglich die Position der Artikel abtasten, welche den Rückstau bilden, zu realisieren, wäre eine Installation mit einer Reihe von Artikelsensoren längs der Aus-30 bildungszone für den Rückstau und in Abständen, die gleich der Länge der Artikel sind, mit zugehörigen Vielfach- und Gegenseitig-keitssperr-Steuerschaltungen notwendig. Zusätzlich würde ein solches Vielfach-Sensorsystem ein Neupositionieren aller Sensoren notwendig machen, wann immer Änderungen der Länge der Artikel, 35 die zugeführt werden, erfolgen würden. Das Zweisensor-Artikelzählsystem gemäss der vorliegenden Erfindung ermöglicht dagegen eine „feine" Steuerung ohne die zuvor erwähnten komplizierten Anordnungen von Artikelpositionssensoren und sonstige Schwierigkeiten.

Das Verfahren ist auch für die Anwendung einer manuellen 40 Steuerungseinstellung geeignet, womit ein optimales Steuerungsverhalten erreicht wird. Diese Kurve kann so in das System eingegeben werden, dass dazu eine nominale oder optimale Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine, eine vorgewählte Rate der Artikelzuführung zur Transportvorrichtung, ein minimaler und ein ma-45 ximaler Rückstau und ein Rückstau-Zählwert, innerhalb dessen die Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine konstant bleibt, trotz den sich in einem bestimmten Rahmen veränderlichen Artikelzuführungsraten, berücksichtigt wird. Diese Steuerungseinstellungen werden als einfache Artikehähhverte eingegeben und können als so solche bei den Steuerungseinrichtungen angezeigt werden. In anderen Worten ausgedrückt: Lediglich durch Setzen eines Artikelzählwertes und anderer notwendiger Einstellungen kann eine Bedienungsperson im Effekt eine „massgeschneiderte" Steuerkurve „zeichnen", die die unterschiedlichen kritischen Stufen in der Steue-55 rung der Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine repräsentiert.

Die Vorrichtung weist einen Artikelzuführungsdetektor auf, der ein Rückhaltesteuersignal auf der Grundlage von Zählimpulsen für unbearbeitete Artikel, wie sie dem System zugeliefert werden, zur 60 Verfügung stellt. Das System zieht einen Vorteil aus der Zähltechnik durch Festlegung eines Referenzpunktes für die aktuelle Rückstauposition bei irgendeiner ausgewählten Rückstauposition, und zwar einer solchen Rückstauposition, in der die Bearbeitungsmaschine zu starten ist.

65 Die Vorrichtung benötigt keinen Sensor für die Rückstaumessung, um den genannten Vorteil zu erzielen. Da die eintreffenden Artikel individuell gezählt werden, laufen diese Artikelzuführungs-Zählimpulse in eine Zeit- oder Zählverzögerungsschaltung, die einen

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korrespondierenden Artikelzählimpuls nach einer Zeitperiode an die Rückhaltesteuerung abgibt, die mit der Zeit korrespondiert, die für das Sammel-Transportband erforderlich ist, um einen Artikel von der Position des Zuführungszählsensors zu der ausgewählten Rückstauposition zu transportieren, wobei die Notwendigkeit für einen Artikelsensor in der letzteren Position zur Steuerung des Rückstaus ausgeschlossen wird. Das Merkmal der Zählimpulsverzögerung macht es möglich, den Zuführungszähl-(Aufwärtszähl)-Sensor stromaufwärts von dem grössten erwarteten Rückstau zu positionieren, und zwar in einer Position, in der die zugeführten Artikel einen normalen Abstand voneinander aufweisen und demzufolge leicht zu zählen sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, Ausführungsbeispiele betreifender Figuren im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht bzw. einen schematischen Plan einer Zuführeinrichtung mit Rückstau, die zum Steuern einer Artikel-Einwickelmaschine benutzt wird.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ansicht eines Steuerpultes mit einer Steuerkurve und einige Einstellmittel der Zuführeinrichtung.

Fig. 3 bis 3C zeigen eine Gruppe von Diagrammen, aus denen die Prinzipien einer Pulsbreitenmodulation hervorgehen.

Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau und das Blockschaltbild einer Zuführeinrichtung ähnlich derjenigen der Fig. 1 als Ausführungsbeispiel mit mehr Einzelheiten.

Fig. 4A bis 4D zeigen schematische Ansichten bzw. Blockschaltbilder wie Fig. 4, jedoch mit unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Systems.

Fig. 5 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer modifizierten Ausführungsform für die vorliegende Erfindung, in der ein Mikroprozessor verwendet wird.

Fig. 5A zeigt ein pulsbreitenmoduliertes Signal.

Fig. 1 zeigt, wie bereits erläutert, eine schematische Ansicht bzw. ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für das Rückhalte-Steuersystem, das das Rückhalten von Artikeln steuert, die einer Artikeleinwickelmaschine zugeführt werden. Das mechanische System, das in Fig. 1 dargestellt ist, ist das gleiche, das weiter oben im Zusammenhang mit US-PS 4197 935 (Aterianus et al) erwähnt und in jener Druckschrift offenbart ist, insbesondere durch das Ausführungsbeispiel in den dortigen Figuren 10 - 16. Es wird nur gerade so viel von der Struktur der verschiedenen Transportbänder und Antriebe gezeigt, dass ein Verständnis der vorliegenden Erfindung gewährleistet ist. Eine ins einzelne gehende Beschreibung dazu kann in der erwähnten US-PS (Aterianus et al) nachgelesen werden, deren Hauptaufgabe hierin durch Bezugnahme enthalten ist.

In dem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung, das im folgenden beschrieben wird, werden die Artikel, die zu bearbeiten sind, einer Verpackungs- oder Einwickelmaschine W zugeführt, während sie längs eines Schachtes 10 vorgeschoben werden. Der Ar-tikel-Zuführungsweg enthält ein mit Nasen versehenes Zuführungs-Transportband IC, ein Mess-Transportband MC und ein zwischengeschaltetes Transportband TC, das die Artikel von dem Mess-Transportband MC zu dem Zuführungs-Transportband transportiert. Diese Transportbänder werden alle in Synchronismus mit der Einwickelmaschine W mittels eines Antriebs mit variabler Geschwindigkeit WVS angetrieben, der seinerseits durch einen Einwik-kelmaschinen-Antriebsmotor M3 angetrieben wird.

Zur Erleichterung von Querverweisungen sind dieselben Bezugszeichen in Fig. 1 verwendet worden, wie sie auch in Fig. 10 der zuvor erwähnten US-PS (Aterianus et al) in den miteinander korrespondierenden Strukturen verwendet werden. Die Einwickelmaschine W wird von dem Antrieb mit variabler Geschwindigkeit WVS über einen Einwickelmaschinen-Antrieb 13 angetrieben. Das Zuführungs-Transportband IC wird durch einen Zuführungs-Transport-band-Antrieb 14 angetrieben, der eine Welle 16 dreht, die ein Zufüh-rungs-Transportband-Antriebszahnrad 18 trägt. Das Zuführungs-Transportband weist in Abständen voneinander angeordnete Nasen 26 zum Fortbewegen von Artikeln in gleichförmigen Abständen in die Einwickelmaschine hinein auf. Diese Nasen sind an Ketten oder dergl. befestigt, die um ein Richtungswechselzahnrad 204 und ein Ausgleichszahnrad 30 herumlaufen.

Das Mess-Transportband wird von dem Antrieb mit variabler Geschwindigkeit durch einen weiteren Antrieb 170, der eine weitere s Welle 174 dreht, und einen nachgeschalteten Antrieb 198, der eine Zwischenwelle 202 dreht, angetrieben. Eine Antriebskette 208 oder dergl. wird durch die Zwischenwelle 202 angetrieben, die ihrerseits eine Kupplungs-Brems-Einheit C-B zum Betätigen einer Antriebswelle 72 und einer Antriebsriemenscheibe 74 für einen Antriebsrie-10 men 78 des Mess-Transportbandes MC antreibt. Das Mess-Transportband läuft um eine Artikelaufnahmescheibe 82, die auf einer weiteren Welle 86 sitzt, herum.

Die Artikel werden von dem Mess-Transportband zu dem Zu-führungs-Transportband über das Transportband TC transportiert, 15 das einander gegenüberstehende endlose Transportgurte enthält, wovon nur ein Transportgurt 212 in Fig. 1 gezeigt ist. Die Transportgurte werden von der bereits erwähnten Welle 174 durch einen Eingangswellen-Antrieb 178 getrieben, der eine Eingangswelle 182 für ein Getriebe 184 dreht. Das Getriebe hat zwei Kraftabgabewel-20 len, so eine Welle 188, die in Fig. 1 gezeigt ist, zum Antreiben der Transportgurte 212.

Wie im einzelnen in der erwähnten US-PS (Aterianus et al) erläutert, wird ein Kupplungs-Brems-Steuersystem zum Antrieb des Zu-führungs-Tansportbandes in einer Weise benutzt, bei der die die 25 Artikel vorschiebenden Nasen 26 Artikel, die von dem Mess-Transportband entgegengenommen werden, ohne gegenseitige Störung zwischen den Nasen und den Artikeln aufnehmen können. Die Einzelheiten dieses Synchronismus sind für die vorliegende Erfindung jedoch nicht von Bedeutung. Das gezeigte Ausführungsbeispiel für 30 das erfindungsgemässe System benutzt eine Abtastvorrichtung SCA, die eine Lichtquelle und eine Photozelle enthält, welche Licht, das von einem Reflektor 240 zwischen dem Mess-Transportband und dem Zuführungs-Transportband reflektiert wird, empfängt. Ausserdem ist in dem zuvor erwähnten Synchronisierungssystem ein Na-35 sensensor LS vorgesehen, dessen Zweck es ist, einen Impuls jedesmal dann abzugeben, wenn eine Nase 26 diesen Sensor passiert.

Nachdem jede Nase einen Artikel vorrückt, wenn das System normal arbeitet, kann der Nasensensor als eine Einrichtung zum Zählen von Artikeln, die in die Einwickelmaschine eintreten, be-40 trachtet werden. Die Signale sowohl von dem Nasensensor als auch von der Abtastvorrichtung werden an einen Kupplungs-Brems-Modul CBM geliefert, der wiederum den Eingriff der Kupplung und den Ausgriff der Bremse in der Kupplungs-Brems-Einheit C-B steuert.

45 Das zuvor erwähnte System stellt lediglich sicher, dass das Mess-Transportband MC Artikel, die von dem Transportband aufgenommen wurden, positioniert, wenn solche Artikel in Längsrichtung gerade vor einer Nase 26 auf dem Zuführungs-Transportband liegen. Ein wichtiger Gesichtspunkt des Nasensensors LS in bezug 50 auf das Steuersystem gemäss der vorliegenden Erfindung ist der,

dass die Impulse des Nasensensors Zählsignale für Artikel, die in die Einwickelmaschine eintreten, repräsentieren, wobei diese Signale als Abwärts-Zählimpulse CD bezeichnet sind. In der erwähnten US-PS (Aterianus et al) ist der Nasensensor als durch einen Kamm betätigt 55 gezeigt, der mechanisch durch den Wickelmaschinen-Antrieb mit variabler Geschwindigkeit bei einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die sicherstellt, dass ein Grenzschalter jedesmal dann betätigt wird, wenn eine Nase des Zuführungs-Transportbandes einen gegebenen Punkt passiert. In Fig. 1 ist der Nasensensor als ein magnetisch oder 60 kapazitiv arbeitender Sensor gezeigt, der einen Impuls jedesmal dann abgibt, wenn eine Nase 26 den Sensor passiert und dadurch die genannten Abwärts-Zählimpulse liefert. Soweit es die vorliegende Erfindung betrifft, ist es jedoch unwesentlich, welche Art von Artikelzählung verwendet wird.

65 In dem Steuersystem gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Sammel-Transportband AC vorgesehen, das durch einen Motor M und einen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit 89 angetrieben wird, dessen Geschwindigkeit durch die Bedienungsperson einge

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stellt werden kann, um sie mit der Artikelgrösse und der nominell erwarteten Artikel-Zuführungsrate in Übereinstimmung zu bringen. Eine Kraftabgabewelle 90 des Antriebs trägt eine Kette 92, die eine Welle 96 dreht, welche ein Abtriebskettenzahnrad 98 für die flexiblen Ketten oder andere Elemente, die das Sammel-Transportband bilden, trägt. Die Transportketten laufen um Ausgleichszahnräder 106 auf einer weiteren Welle 110 herum. Zwischen den Ketten sind Artikeltragrollen 112 angebracht, die frei drehbar sind, so dass diese Rollen dem Transportband ermöglichen, unter einem festen Rückstau von Artikeln durchzulaufen, ohne dass darauf ein übermässiger Druck für den Fall ausgeübt wird, dass derartige Bedingungen während des Betriebes des Systems bestehen.

Auf der Artikelaufnahme- oder Zuführungsseite des Sammel-Transportbandes ist ein Artikelzuführungsdetektor 118 vorgesehen. Er gibt einen Zuführungs-Zählimpuls SC jedesmal dann ab, wenn ein Artikel an dem Detektor vorbeiläuft. Die Zuführungs-Zählim-pulse SC laufen zu einer Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D, die einen verzögerten Aufwärts-Zählimpuls CU jedesmal dann abgibt, wenn sie einen Zuführungs-Zählimpuls empfängt, jedoch erst nach Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit zwischen dem Eintritt eines gegebenen Zuführungs-Zählimpules SC und seiner Lieferung als verzögerter Aufwärts-Zählimpuls CU für den gezählten Artikel.

Die Abwärts-Zählimpulse CD von dem Nasensensor LS und die Aufwärts-Zählimpulse CU von dem Artikelzuführungsdetektor 118 — verzögert durch die Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D — laufen in ein Rückhaltesteuersystem 120 gemäss der vorliegenden Erfindung. Es können zahlreiche unterschiedliche Systembedin-gungs-Einstellungen durch die Bedienungsperson in das Steuersystem eingegeben werden, wie im folgenden beschrieben wird. Das Rückhaltesteuersystem vergleicht fortlaufend die Artikel-Abzählim-pulse, die von den genannten Sensoren empfangen werden, und setzt diese digitalen Abzählimpulse in ein analoges Steuersignal CS in Form einer pulsierenden Steuergleichspannung oder eines Steuergleichstroms um. Das Steuersignal tritt in einen Signalverstärker SA ein und wird zu einem Leistungsregelsystem PC herkömmlicher Konstruktion weitergeleitet, das ein verstärktes Steuersignal ACS für den Einwickelmaschinen-Antriebsmotor M3 bereitstellt, der sowohl die Einwickelmaschine als auch das Zuführungs- und das Mess-Transportband antreibt.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Steuersystem gemäss der vorliegenden Erfindung ein System mit einer geschlossenen Schleife darstellt, in der die Artikelabzählimpulse von dem Nasensensor und dem Zuführungsdetektor miteinander verglichen werden, wonach ein analoges Steuersignal erzeugt wird, das die Ergebnisse dieses Vergleiches, beispielsweise die Differenz dieser Werte, repräsentiert. Dies ergibt ein Steuersignal für den Antrieb der Einwickelmaschine, der in der Folge ein analoges Reaktionssignal an die Einwickelmaschine und das Zuführungs-Transportband liefert. Das Steuersystem gemäss der vorliegenden Erfindung arbeitet auf der Grundlage der Abzählung von Artikeln, wie sie die beiden Sensoren passieren, und nicht etwa auf der Grundlage der Position jedes der Sensoren längs des Zuführungsweges für die Artikel.

Bedienungspult

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein Bedienungspult P, das benutzt werden kann, um das Steuersystem gemäss der vorliegenden Erfindung zu beeinflussen. In vergrösserter Form ist in Fig. 2 eine Steuerkurve CC gezeigt, die nicht nur die Prinzipien der Steuerung aufzeigt, sondern von der Bedienungsperson benutzt werden kann, wenn sie die notwendigen Einstellungen von dem Bedienungspult aus oder von anderen Steuereinheiten in dem System aus in dieses eingibt.

Die Abszisse der Steuerkurve gibt die Anzahl der Artikel oder Produkte in dem Rückstau an, wobei der Ausdruck „Rückstau"

eine Reihe oder Warteschlange von Artikeln bezeichnet, die in einer Ende-an-Ende-Berührung längs des Mess-Transportbandes und des Sammel-Transportbandes liegen. Die Ordinate der Steuerkurve repräsentiert die Spannung des verstärkten Steuersignals ACS, die ebenfalls als der Impulsbreitenmodulations-Prozentsatz in einem Steuersystem, das als Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung zu realisieren ist, bezeichnet werden kann.

Die Steuerkurve zeigt einen Stop-Punkt, der den minimalen 5 Rückstau von Artikeln von einer ausgewählten Position in dem System aus betrachtet repräsentiert. In diesem Fall wird der minimale Rückstau von einer Nullposition auf einer Transportplatte TP an der Artikelaufnahmeseite des Mess-Transportbandes MC aus gemessen. Die Steuerkurve zeigt einen ansteigenden Verlauf von dem io Stop-Punkt 1 aus, der als „unterer Gradientenabschnitt" LG bezeichnet wird und ein progressiv ansteigendes Spannungssignal repräsentiert, wobei die Steigung so verläuft, wie die Anzahl der Produkte oder Artikel in dem Rückstau ansteigt. Dieser Abschnitt verläuft durch einen Start-Punkt 2 und endet an einem ersten Anis sprech-Punkt 3. Die Abszissenstrecke des Gradientenabschnittes entspricht der Zähldifferenz zwischen dem ersten Ansprech-Punkt 3 und dem Stop-Punkt 1. Der erste Ansprech-Punkt 3 repräsentiert den Anfang einer Schwelle oder eines Plateau-Bereiches der Steuerkurve. Zwischen dem Stop-Punkt 1 und dem ersten Ansprech-Punkt 20 3 ist ausserdem ein Artikelabzählwertbereich gezeigt, der als Hysterese bezeichnet ist, die die Anzahl von Artikeln zwischen dem Stop-Punkt 1, der in dem gegebenen Beispiel an der stromaufwärtsliegenden Kante der Transportplatte TP (Fig. 1) liegt, und dem Start-Punkt 2 auf dem unteren Gradientenabschnitt repräsentiert. 25 Es wird ein Produktzählwert eingestellt, der eine vorgewählte Anzahl von Artikeln in dem Rückstau von der Nullposition aus gesehen repräsentiert. Er bestimmt die „nominale" Länge des Rückstaus, d.i. der Rückstauzählwert, um den herum sich der Rückstau leicht vergrössern oder verkleinern kann, während die Einwickelma-30 schine bei ihrer normalen Betriebsgeschwindigkeit läuft.

Eine Schwelle oder ein „Plateau" in der Steuerkurve ist als eine horizontale Linie zwischen dem ersten Ansprech-Punkt 3 und einem zweiten Ansprech-Punkt 4 dargestellt. Die Höhe dieser Linie repräsentiert die optimale oder nominale Betriebsgeschwindigkeit der Ar-35 tikelbearbeitungsmaschine, nämlich der Einwickelmaschine in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Der entsprechende Schwellwert kann als eine Anzahl von Zählimpulsen kleiner als der Produkt- oder Artikelzählwert, was den ersten Ansprech-Punkt 3 auf der Steuerkurve bestimmt, und als eine 40 ausgewählte Anzahl von Zählimpulsen grösser als der Produkt- oder Artikelzählwert, was den zweiten Ansprech-Punkt 4 in der Steuerkurve bestimmt, eingegeben werden. Es ist ersichtlich, dass eine Variation der Anzahl von Produkten oder Artikeln in dem Rückstau oberhalb oder unterhalb der Produktzählwerteinstellung zwischen 45 dem ersten Ansprech-Punkt 3 und dem zweiten Ansprech-Punkt 4 nicht zu korrespondierenden Änderungen in der Steuersignalspannung für die Bearbeitungsmaschine führt. Oberhalb des zweiten An-sprech-Punktes 4 befindet sich ein oberer Gradientenabschnitt UG, der bei einer maximalen Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelma-50 schine an einem Punkt 5 endet.

Der Zählwert zum Bestimmen der Abszisse des Punktes 5 ist gleich der Differenz zwischen dem Zählwert für den Stop-Punkt 1 und dem für den ersten Ansprech-Punkt 3 und kann demzufolge dadurch eingegeben werden, dass eine Logikschaltung veranlasst 55 wird, diese Subtraktion durchzuführen. Dabei wird der Gradientenwert für den Punkt 5 erzeugt.

Die geometrische Steilheit oder der Gradient sowohl von dem unteren Gradientenabschnitt als auch von dem oberen Gradientenabschnitt kann durch Einstellung von Potentiometern in einem Aus-60 führungsbeispiel oder von digitalen Schaltern in einem anderen Ausführungsbeispiel variiert werden. Entsprechende andere Steilheiten sind durch gestrichelte Linien in der Steuerkurve angedeutet.

Unterhalb der Steuerkurve sind auf dem Bedienungspult P andeutungsweise eine Anzahl von Steuerelementen zum Eingeben von 65 Werten, die in der Steuerkurve angegeben sind, gezeigt. Oberhalb jedes der Steuerelemente ist jeweils ein Fenster für eine analoge Anzeige vorgesehen. In diesen Fenstern erscheinen die Abzählwerte, die durch die verschiedenen Steuerelemente eingegeben werden.

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Das heisst beispielsweise, dass das Bedienungspult eine Stop-Zählwertsteuerung 300 mit zugeordneter Anzeigevorrichtung enthält, die den Stop-Punkt 1 auf der Abszisse der Steuerkurve und den minimalen Rückstau von dem als Bezugspunkt fungierenden Nullpunkt aus bestimmt. Eine Produkt-Zählwertsteuerung 302 stellt den Produkt-Zählwert ein. Eine Hysterese-Zählwertsteuerung 304 bestimmt die Position des Start-Punktes 2. Eine Ansprechwert-Steuerung 306 wird benutzt, um die Anzahl von Ansprechzählwerten oberhalb und unterhalb des Produkt-Zähhvertes einzustellen. Ein Nominalgeschwindigkeits-Indikator 308 stellt eine Steuersignalspannung zum Betrieb der Einwickelmaschine bei einer Nominalgeschwindigkeit ein. Ebenfalls als auf dem Bedienungspult vorgesehen sind eine obere Gradientensteuerung 310 und eine untere Gradientensteuerung 312 gezeigt, welche die Steilheit des Steuerkurven-Abschnitts LG und des Steuerkurven-Abschnitts UG bestimmen. Eine weitere Gradientensteuerung 313 beeinflusst die Anzahl von Zählwerten zwischen dem Stop-Punkt 1 und dem ersten Ansprech-Punkt 3, die zuvor durch Einstellung des Stop-Abzählwertes (Punkt 1), eine Produktabzählwert-Einstellung und eine negative ( — ) Schwellwert-Einstellung bestimmt wurden.

Eine Abzählimpuls-Verzögerungszeit, die die Zeit repräsentiert, welche erforderlich ist, um einen Artikel von dem Artikelzuführungsdetektor 118 zu einem ausgewählten Punkt in der Rückstau-Zone wandern zu lassen, beispielsweise dem Start-Punkt 2, wird durch eine Zeitsteuerung 314 eingestellt.

Des weiteren ist eine Langsamlauftaste 315. die eine Betriebsweise der Einwickelmaschine, des Zuführungs-Transportbandes, des Transportbandes und des Mess-Transportbandes für eine anfängliche Bildung eines gewünschten Rückstaus in Gang setzt, vorgesehen.

Fig. 3 bis 3C zeigen eine Anzahl von schematischen Diagrammen, die das Prinzip der Arbeitsweise eines Pulsbreitenmodulators PWM zeigen. In dem gegebenen Beispiel erzeugt ein Funktionsgenerator, nämlich ein Dreieckimpulsgenerator TG, fortlaufend ein Dreieckspannungssignal TV, das in der gezeigten Form von der Spannung 0 V bis zu einer positiven Spannung, beispielsweise +5 V, und längs der Wellenform, die in den Figuren gezeigt ist, zurückläuft. Das Dreieckspannungssignal TV wird einer negativen (—) Eingangsklemme eines Spannungskomparators VC zugeführt,

dessen Ausgang ein einfach vorgespannter Transistorschaltkreis ist, der als Schalter wirkt.

An einen positiven ( + ) Signaleingang des Spannungskomparators VC wird eine Signalspannung VS aus dem erfindungsgemässen Steuersystem, das hier beschrieben wird, gelegt. Die Signalspannung VS kann von 0 V, was ein Signal „Null" repräsentiert, bis zu einem positiven Wert, beispielsweise +5 V, was ein „Maximum"- oder „Schnell"-Signal repräsentiert, variieren.

Fig. 3A zeigt beispielsweise, dass der Spannungskomparator derart arbeitet, dass immer dann, wenn das Dreieckspannungssignal TV aus dem Dreieckimpulsgenerator die Signalspannung VS übersteigt, der Ausgang des Spannungskomparators ausgeschaltet wird, d.h. auf 0 V liegt. Der Spannungskomparator liefert ein analoges Steuersignal CS nur, wenn die Spannung des Dreieckspannungssignals TV unterhalb der Signalspannung VS liegt. Jeder Steuersignalimpuls wird während der Zeit, in der das Dreieckspannungssignal TV von einer Spannung gleich der der Signalspannung nach Null abfällt und dann wieder ansteigt, bis es gleich der Signalspannung VS ist, gehalten. Die Steuersignalspannung sinkt auf Null ab, wenn das Dreieckspannungssignal TV ansteigt, um die Signalspannung zu übersteigen und verbleibt auf Null, bis die Dreieckspannung unter die Signalspannung VS abfällt. Dies spielt sich in einem fortlaufenden Zyklus ab.

Das bedeutet, dass durch Vergleichen einer Signalgleichspannung VS mit einem Dreieckspannungssignal TV ein pulsierendes analoges Gleichspannungs-Steuersignal CS erzeugt wird. Dieses Signal hat die Form einer Rechteckwelle, die sich periodisch von 0 V nach oben zu einer positiven Spannung des Signals und zurück nach 0 V ändert, wobei jedoch die Dauer oder „Breite" jedes Impulses durch die Signalspannung VS bestimmt wird. Der zuvor erläuterte Vorgang wird als „Pulsbreitenmodulation" bezeichnet. Deren Prinzip ist in Form eines Diagrammes durch Überlagern des Dreieckspannungssignals TV (gestrichelte Linien) auf die Signalspannung VS, um ein analoges Steuersignal CS zu erzeugen, gezeigt.

Der Betrag des Stromes, der mit dem analogen Steuersignal CS fliesst. ist abhängig von der Breite oder Dauer jedes Impulses, und wenn diese Bereiche integriert oder ausgemittelt werden, um ein Gleichspannungs-Steuersignal zu bilden, ist die Stärke eines solchen Signals proportional zu der Breite des individuellen Impulses, aus dem es gebildet wird, d.h. proportional zu dem Prozentsatz der Puls-breitenmodulation.

In Fig. 3 beträgt die Signalspannung 0 V, in welchem Falle das Dreieckspannungssignal immer die Signalspannung übersteigt. Das Komparator-Ausgangssignal ist ebenfalls 0 V, so dass der Pulsbreitenmodulator PWM ein Steuersignal CS von 0 V liefert. Es ist ersichtlich, dass die Bearbeitungs- oder Einwickelmaschine unter diesen Bedingungen gestoppt wird.

In Fig. 3A wird dem Spannungskomparator des Pulsbreitenmodulators eine positive Signalspannung VS von 2,5 V zugeführt. Ein solches Signal repräsentiert etwa die Hälfte der vollständigen Signalspannungswelle. Unter diesen Umständen beträgt die Pulsbreitenmodulation etwa 50°o, und es wird ein nominales Steuersignal CS durch den Modulator zur Verfügung gestellt. Dieses nominale Signal repräsentiert eine Betriebsweise der Einwickelmaschine, die damit gesteuert wird, bei ihrer vorgewählten oder nominalen Betriebsgeschwindigkeit.

In Fig. 3B wird dem Spannungskomparator VC eine geringfügige, positive Signalspannung VS von 1 V zugeführt, und es bilden sich schmale positive Impulse für das Steuersignal CS aus. Die Mittelung dieser Impulse kurzer Dauer liefert ein relativ schwaches Steuersignal, was zu einer geringen Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine führt. Linter diesen Bedingungen ist der Prozentsatz der Modulation durch den Pulsbreitenmodulator gering.

In dem Diagramm gemäss Fig. 3C liegt die Signalspannung auf einem relativ hohen positiven Wert von 4 V. Deswegen ist die Breite des Impulses, der erzeugt wird, wenn das Signal mit dem Dreieckspannungssigna! TV kombiniert wird, relativ gross. Dies repräsentiert einen hohen Prozentsatz der Pulsbreitenmodulation mit einem resultierenden Steuersignal, das die Einwickelmaschine veranlasst, bei einer hohen Geschwindigkeit zu arbeiten, d.h. schneller als bei der normalen oder nominalen Betriebsgeschwindigkeit, die durch das Diagramm in Fig. 3A repräsentiert ist.

Riickhaltesteuersystem

Fig. 4 bis 4D zeigen die grundsätzlichen mechanischen Elemente, eingeschlossen die Transportbänder und die Hauptantriebe, welche in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurden und notwendig zum Verständnis des Steuersystems sind. Jedoch sind mehr Einzelheiten des Riiekhaltesteuersystems 120 in diesen Figuren gezeigt.

Abgesehen von einfachen manuellen digitalen Eingaben in das Steuersystem arbeitet dieses Steuersystem vollständig elektronisch und kann aus auf dem Markt erhältlichen Logik-Gatterschaltungen, logischen Schaltkreisen, Registern, Sperrschaltungen, Flipflops, Digital Analog-Umsetzern. Spannungswandlern, Verstärkern usw. aufgebaut werden. In Fig. 4 bis 4D ist die Steuerkurve CC, die zuvor in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wurde, jeweils der Rückstauzone des Sammel-Transportbandes und des Mess-Transportbandes zeichnerisch überlagert, um eine Erklärung der Wirkungsweise des Steuersystems zu erleichtern.

Wie zuvor erläutert, besteht das dem Steuersystem zugrundeliegende Prinzip darin, dass fortlaufend die Differenz zwischen den Aufwärts-Zählimpulsen CU, die durch den Artikelzuführungsdetektor 118 hervorgerufen werden, welcher in einem stromaufwärtigen Abschnitt des Sammel-Transportbandes angeordnet ist, und den Abwärts-Zählimpulsen CD aus dem Nasensensor LS, welcher durch Abtasten der Nasen 26 auf dem Zuführungs-Transportband einen Zuführungs-Zählimpuls für jeden Artikel, der der Einwickelmaschi-

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ne W zugeführt wird, erzeugt, ermittelt wird. In dem System gemäss der vorliegenden Erfindung wird das Sammeln der Aufwärts-Zähl-impulse und der Abwärts-Zählimpulse in zwei „Aufwärts-Abwärts"-Zählern durchgeführt. Aufwärts-Abwärts-Zähler sind auf dem Markt als integriert ausgeführte Schaltkreise erhältlich. Diese Zähler empfangen die ankommenden Zählimpulse aus jeder Quelle und liefern ein Ausgangssignal, das fortlaufend die Differenz zwischen den über eine Zeitperiode hinweg eintreffenden Zählimpulsen repräsentiert.

In der Schaltungsanordnung empfängt ein Haupt-Aufwärts/Ab-wärts-Zähler A verzögerte Aufwärts-Zählimpulse CU von der Zähl-impuls-Verzögerungsschaltung D. Der Zweck der Zählimpuls-Verzögerungsschaltung besteht darin — wie in der Steuerkurve CC verdeutlicht —, im Effekt die zeitliche Lage eines aktuellen Zuführungs-Zählimpulses SC in eine Position stromabwärts längs des Sammel-Transportbandes zu transferieren, nämlich die Startposition, die in der Steuerkurve gezeigt ist. Die Zählimpuls-Verzögerungszeit zwischen dem Eintreffen eines Zuführungs-Zählimpulses SC und dem Abgeben eines verzögerten Aufwärts-Zählimpulses CU aus der Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D repräsentiert die Zeit, die erforderlich wäre, um einen Artikel von dem Artikelzuführungsdetektor 118 zu einer ausgewählten Position, nämlich der Startposition im Start-Punkt 2, in dem Rückstau zu transportieren.

Der verzögerte Aufwärts-Zählimpuls CU wird zusätzlich zu seiner Übertragung zu dem Haupt-Aufwärts/Abwärts-Zähler A auch an einen Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B geliefert, wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist.

Der Nasensensor LS bei dem Zuführungs-Transportband IC liefert jedesmal einen Impuls, wenn sich eine Nase 26 der Einwickelmaschine W nähert. Da jeweils durch jede Nase ein einzelner Artikel vorwärtsbewegt wird, kann der Nasensensor LS so betrachtet werden, dass er Abzählimpulse für Artikel liefert, die an die Einwik-kelmaschine herangeführt werden. Diese Abzählimpulse sind die Abwärts-Zählimpulse CD und werden sowohl an den Haupt-AufwärtS; Abwärts-Zähler A als auch an den Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B geliefert, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist.

Die Zählimpulswerte, die sich aus dem Zählimpuls-Vergleich ergeben, der von dem Haupt-Aufwärts'Abwärts-Zähler A durchgeführt wird, und welche als aktuelle Zählwerte in der Zeichnung bezeichnet sind, werden an eine Logiksteuerung LC geliefert. Die Schaltungseinzelheiten dieser Logiksteuerung sind nicht gezeigt, weil sie dem gegenwärtigen Stand der elektronischen Steuerungstechnik entsprechend durch einen Fachmann, dem Anweisungen für die gewünschten Funktionen, die ausgeführt werden sollen, erteilt werden, aus seiner Erfahrung heraus mit Hilfe von auf dem Markt erhältlichen Festkörperschaltungen oder anderen elektronischen Einrichtungen, die solche Funktionen durchführen können, aufgebaut werden kann. Durch Ausführung einiger bestimmter, grundsätzlicher und einfacher Operationen setzt die Logiksteuerung LC die Ar-tikel-Zählimpuls-Informationen im Effekt in eine Steuerinformation in Übereinstimmung mit der Steuerkurve CC, wie zuvor beschrieben, um.

Die meisten der manuell vorgenommenen Einstellungen, die in das System eingegeben werden und in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben sind, werden aktuell in die Logiksteuerung LÇ als digitale Schalterstellungen eingegeben, wie dies symbolisch durch Einstellhebel und Registerfenster, die im unteren Bereich der Logiksteuerung gezeigt sind, angegeben ist.

Die Logiksteuerung liefert drei Hauptausgangssignale, nämlich ein Sperrsignal I, das an den Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B übertragen wird, ein Halte- oder Ansprechsignal H, das ebenfalls an diesen Zähler gerichtet ist, und ein Gradientenauswahlsignal SS, das einen elektronischen Gradientenauswahlschalter S zum Anschalten eines Steuersignals an einen Verstärker mit einem unteren Verstärkungsfaktor oder an einen Verstärker mit einem oberen Verstärkungsfaktor betätigt.

Der Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler empfängt die gleichen Auf-wärts-Zählimpulse CU und Abwärts-Zählimpulse CD, die auch an den Haupt-Aufwärts/Abwärts-Zähler A geliefert werden. Das Ausgangssignal des Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zählers B differiert indessen von dem des Haupt-Aufwärts/Abwärts-Zählers A dahingehend, dass die Anzahl von Zählimpulsen von dem Hilfs-Aufwärts/Ab-5 wärts-Zähler B, die ein digitales Steuersignal DS repräsentieren, durch die Wirkungsweise der Logiksteuerung und ihres Sperrsignals I sowie ihres Halte- oder Ansprechsignals H bestimmt wird. Die Zählwerte aus dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B gelangen an einen Digital, Analog-Umsetzer DA als digitale Zählimpulse und io treten aus diesem als ein analoges Steuersignal AS aus, das beispielsweise eine Spannung haben kann, die von Null bis zu einem positiven Wert, beispielsweise + 5 V Gleichspannung, variieren kann.

Eine Gradientenschaltung SL empfängt die analogen Steuersignale AS von dem einen oder dem anderen Pol des Gradientenaus-15 wahlschalters S, verstärkt diese Signale und gibt sie an den Pulsbreitenmodulator PWM weiter. Die Gradientenschaltung SL enthält einen unteren Verstärker LA. Der Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers wird durch ein unteres Verstärkungsfaktor-Einstellpotentiometer für den unteren Gradientenabschnitt LG eingestellt. Ein vor-20 gesehener oberer Verstärker UA weist ein oberes Verstärkungsfak-tor-Einstellpotentiometer für den oberen Gradientenabschnitt UG auf. Das verstärkte Signal aus der Gradientenschaltung ist als die Signalspannung VS bezeichnet. Diese Signalspannung wirkt auf den Pulsbreitenmodulator als ein Signal, das von 0 V bis zu einem positi-25 ven Gleichspannungswert, der mit dem Ausgangssignal des Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zählers B korrespondiert, variiert. Der Pulsbreitenmodulator PWM empfängt ausserdem das Dreieckspannungssignal TV von einem Funktionsgenerator, nämlich dem Dreieckimpulsgenerator TG. Die Signalspannung VS und das Dreieckspan-30 nungssignal TV werden, wie zuvor in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, durch den Spannungskomparator VC, der in Fig. 4 bis 4D aus Piatzersparnisgründen fortgelassen ist, miteinander verglichen.

Der Pulsbreitenmodulator PWM liefert ein Steuersignal CS an 35 den Signalverstärker SA, wie zuvor in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Das verstärkte Steuersignal wird dem Leistungsregelsystem PC zugeführt, welches das verstärkte Steuersignal ACS an den Einwickelmaschinen-Antriebsmotor M3 zum Antreiben der Einwik-kelmaschine, wie zuvor beschrieben, abgibt.

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Betrieb

Obgleich das Zuführungs-Transportband IC und das Mess-Transportband MC anfänglich von Hand mit einer Rückstaumenge von Artikeln beladen werden können, kann das anfängliche Beladen 45 ebenfalls durch Niederdrücken der Langsamlauftaste 315 auf dem Bedienungspult vorgenommen werden. Dieses Niederdrücken startet die Einwickelmaschine sowie das Zuführungs-Transportband IC, das Transportband TC und das Mess-Transportband MC bei einer Geschwindigkeit gleich der Stop-Zählgeschwindigkeit bei dem Stop-50 Punkt 1 auf der Steuerkurve. Diese manuelle Steuerung wird fortgesetzt, bis der gewünschte Rückstau aufgebaut ist, worauf die Steuerung dem automatischen Steuersystem übertragen wird.

A Montatiseli aufgebauter Minimalrückstau

55 Fig. 4 zeigt einen Rückstau von Artikeln längs des Zuführungs-Transportbandes IC und des Mess-Transportbandes MC. Der Rückstau ist in einen Zustand zurückgefallen, in dem ein letzter Artikel „a" einer ununterbrochenen Reihe von Artikeln, die längs des Mess-Transportbandes MC fortbewegt werden, gerade das Sam-60 mel-Transportband freigegeben hat und auf der Transportplatte TP liegt, und zwar mit seiner Hinterkante bei dem Stop-Punkt 1 auf der Steuerkurve. Diese Bedingung könnte aufgrund einer zeitlichen Abschaltung des Systems oder aufgrund einer verlängerten Unterbrechung der Zuführung von Artikeln zu dem Sammel-Transportband 65 AC auftreten.

Durch die Wirkung des Steuersystems auf den Einwickelmaschinen-Antriebsmotor M3 verbleiben die Einwickelmaschine und die synchronisierten Transportbänder in ihren gestoppten Zuständen,

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obgleich Artikel mittels des Sammel-Transportbandes zugeführt und durch den Artikelzuführungsdetektor 118 gezählt werden, wobei Zu-führungs-Zählimpulse SC an die Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D geliefert werden.

Der auf dem Sammel-Transportband vornliegsnde Artikel „b" hat die Startposition bei dem Start-Punkt 2 auf der Steuerkurve, der mit der „Zählimpuls-Verzögerungszeit", die in der Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D eingestellt ist, korrespondiert, noch nicht erreicht. Unter diesen Bedingungen werden verzögerte Aufwärts-Zählimpulse CU weder an den Haupt-Aufwärts/Abwärts-Zähler A noch an den Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B geliefert.

Das bedeutet, dass keine „aktuellen Zählimpulse" an die Logiksteuerung LC geliefert werden. Das Ergebnis ist, dass ein Null-Zählerstandausgangssignal von dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B an den Digital/Analog-Umsetzer DA geliefert wird und die Signalspannung VS, die an den Pulsbreitenmodulator PWM gelegt wird, 0 V beträgt.

Unter diesen Umständen hat das analoge Steuersignal CS aus dem Pulsbreitenmodulator PWM den Wert Null (vergi. Fig. 3), wie dies auch für das verstärkte Steuersignal ACS für den Einwickelma-schinen-Antriebsmotor M3 zutrifft. Da die Einwickelmaschine W und sowohl das Zuführungs-Transportband IC als auch das Mess-Transportband MC durch den Antrieb mit variabler Geschwindigkeit WVS für die Einwickelmaschine W und den Einwickelmaschinen-Antriebsmotor M3 angetrieben werden, befinden sich sowohl die Einwickelmaschine als auch die mit ihr synchronisierten Transportbänder im Haltezustand.

Startbereitschaft

Wie Fig. 4A zeigt, hat das Sammel-Transportband das Vorwärtsbewegen der Artikel fortgesetzt, bis der vornliegende Artikel „b" auf dem Sammel-Transportband die Zählimpuls-Verzögerungs-zone oder den Start-Punkt 2, der auf der Steuerkurve gezeigt ist, passiert hat. Wenn jedoch der Artikel „b" den Start-Punkt 2 passiert hat, liefert die Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D einen Zählimpuls an die Aufwärts/Abwärts-Zähler A und B als einen Aufwärts-Zählimpuls CU.

In dem vereinfacht dargestellten Beispiel, das in Fig. 4A gezeigt ist, sind vier Artikel „b" - „e" hinter den Start-Punkt 2 gelangt und bilden eine die Hysterese-Zone ausfüllende Rückstauschlange, die den vornliegenden Artikel „a" auf der Transportplatte TP berührt. Die korrespondierenden vier Zählimpulse sind von der Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D an den Haupt-Aufwärts/Abwärts-Zähler A geliefert worden und werden in der Folge durch die Logiksteuerung LC abgefragt.

Die vier Zählimpulse sind ebenfalls von dem Hilfs-Aufwärts/Ab-wärtzs-Zähler aufgenommen worden. Ein Sperrsignal I aus der Logiksteuerung LC hat den Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B jedoch daran gehindert, das Signal für die vier Zählimpulse, die die vier Artikel „b" - „e" in diesem Beispiel repräsentieren, an den Digital/Analog-Umsetzer DA weiterzuleiten. Deshalb wird kein analoges Steuersignal AS zur Verfügung gestellt.

Die Signalspannung VS für den Pulsbreitenmodulator PWM beträgt 0 V. Unter diesen Bedingungen wird kein analoges Steuersignal CS durch den Pulsbreitenmodulator PWM zur Verfügung gestellt. Darum sind in diesem entscheidenden Punkt sowohl die Einwickelmaschine W als auch das Zuführungs-Transportband sowie das Mess-Transportband als nach wie vor angehalten gezeigt. Die Rückstau-Bedingungen sind indessen jedoch derart, dass die Einwickelmaschine bereit zum Starten ist.

Ein wickelmaschine gestartet

Wie Fig. 4B zeigt, hat ein fünfter Artikel „f" den Start-Punkt 2 passiert. Der diesbezügliche Zählimpuls ist (nach seiner Verzögerung) auf die zuvor von dem Haupt-Aufwärts/Abwärts-Zähler A empfangenen Zählimpulse addiert worden. Die Zählimpulse aus dem Rückstau, die für das Bestimmen der Zählposition des Start-

Punktes 2 erforderlich sind, sind durch das Setzen des Stop-Zähl-wertes und das Einstellen der Hysteresesteuerung für die Logiksteuerung LC eingestellt worden, wie durch Nachprüfung der Steuerkurve erkannt werden kann.

Das Sperrsignal I aus der Logiksteuerung LC wird nun abgeschaltet, wodurch der Hilfs-Aufwärts Abwärts-Zähler B freigegeben wird, so dass er sein Ausgangssignal weitergeben kann, welches nicht mehr Null ist, sondern vielmehr den Start-Zählwert für die Bearbeitungsmaschine repräsentiert. Der Digital/Analog-Umsetzer DA hat einen Aufwärts-Zählimpuls von dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B empfangen und setzt diesen in ein korrespondierendes niedriges analoges Gleichspannungs-Steuersignal AS um. Das Signal läuft durch den Gradientenauswahlschalter S, der durch die Logiksteuerung LC in die Stellung für den unteren Verstärkungsfaktor durch ein Gradientenauswahlsignal SS aus der Logiksteuerung LC gebracht worden ist.

Das verstärkte Gleichspannungssignal mit der Signalspannung VS, das in dem betrachteten Beispiel geringfügig positiv ist, wird nun mit dem Ausgangssignal des Dreieckimpulsgenerators TG in dem Pulsbreitenmodulator PWM, wie in Verbindung mit Fig. 3B erklärt, kombiniert. Das Ausgangssignal des Pulsbreitenmodulators PWM stellt nun ein analoges Steuersignal CS dar, das aus einer Reihe von Gleichspannungsimpulsen, von denen jeder eine kurze Impulsdauer (kleiner Prozentsatz der Modulation) aufweist, zusammengesetzt ist. Wenn diese Impulse in dem Signalverstärker SA verstärkt werden, stellen sie ein Steuersignal für einen wenig wirksamen Strom für das Leistungsregelsystem dar. Letzteres liefert ein korrespondierendes niedriges analoges Steuersignal ACS an den Einwik-kelmaschinen-Antriebsmotor M3. Die Ein Wickelmaschine und die mit ihr synchronisierten Zuführungs- und Mess-Transportbänder IC, MC werden nun gestartet und setzen damit das Vorwärtsbewegen der Artikel in dem Rückstau in Gang.

Sobald die Einwickelmaschine und das Zuführungs-Transportband starten, passieren Nasen 26 den Nasensensor LS und erzeugen Abwärts-Zählimpulse CD, die sowohl zu dem Haupt-Aufwärts Abwärts-Zähler A als auch zu dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B laufen und dahingehend wirken, dass das Zählerausgangssignal sowohl des Haupt-Aufwärts Abwärts-Zählers A als auch das des Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zählers B, nämlich das digitale Steuersignal DS aus dem Hilfs-Aufwärts Abwärts-Zähler B, reduziert werden.

Der Rückstau ist jedoch noch immer kleiner als der durch den Nominalgeschwindigkeits-Ansprech-Punkt 3 repräsentierte. Das bedeutet, dass die Einwickelmaschine unter den genannten Bedingungen bei einer Geschwindigkeit arbeitet, die geringer als die Nominalgeschwindigkeit ist. und dies so lange fortsetzen wird, bis sich der Rückstau bis zu einem voreingestellten Zählwert für den ersten Ansprech-Punkt 3 auf der Steuerkurve aufgebaut hat. Im Augenblick ist jedenfalls die Erzeugungsrate von Abwärts-Zählimpulsen CD aus dem Einwickelmaschinensystem kleiner als die Erzeugungsrate von Aufwärts-Zählimpulsen CU von dem Artikelzuführungsdetektor 118, weil die Einwickelmaschine noch nicht ihre nominale Arbeitsgeschwindigkeit erreicht hat. Der Rückstau wird deshalb anwachsen, weil der Vergleich der Aufwärts-Zählimpulse mit den Abwärts-Zählimpulsen, der durch die Aufwärts/Abwärtszähler durchgeführt wird, ein analoges Steuersignal AS aus dem Digital/Analog-Umsetzer erzeugt, das eine kleinere Spannung als die Signalspannung des nominalen Spannungssignals hat.

Eine Überprüfung der Steuerkurve zeigt ausserdem, dass sich der Zählwert an einem Zwischenpunkt auf dem unteren Gradientenabschnitt der Steuerkurve befindet, so dass das Ausgangssignal des unteren Verstärkers LA unter seinem Maximum liegt.

Rückstau erreicht den Ansprechpunkt

Wie Fig. 4C zeigt, wird der Rückstau, bis die Einwickelmaschine und das mit ihr synchronisierte Zuführungs-Transportband IC und das Mess-Transportband MC mit der voreingestellten nominalen

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Geschwindigkeit laufen, nicht so schnell abgebaut, wie Artikel durch das Sammel-Transportband zugeführt werden.

Der Rückstau-Zählwert steigt an, bis er den ersten Ansprech-Punkt 3, der in der Steuerkurve gezeigt ist, erreicht. Diese Bedingung ist in Fig. 4C gezeigt, in der ein Artikel „w", der der hintenliegende Artikel in dem ununterbrochenen Rückstau ist, sich an dem ersten Ansprech-Punkt 3 auf der Steuerkurve befindet.

Bis hin zu dieser Bedingung war die Verstärkung des analogen Steuersignals AS durch den unteren Verstärker LA ständig angestiegen. Wenn der Rückstau den ersten Ansprech-Punkt 3 erreicht, wird die Signalspannung VS des Signals an dem Pulsbreitenmodulator PWM auf einem vorgewählten nominalen Gleichspannungswert liegen. Das Steuersignal CS aus dem Pulsbreitenmodulator erzeugt einen pulsierenden Gleichstrom für den Signalverstärker SA, wobei dieses Signal eine Impulsdauer (Modulations-Prozentsatz) hat, die gross genug ist, den Ein Wickelmaschinen-Antriebsmotor M3 bei der ausgewählten nominalen Geschwindigkeit laufen zu lassen.

Das Signal für Zählimpulse, das an den Digital/Analog-Umset-zer als digitales Steuersignal DS gesendet wird und das die Differenz aus einem Vergleich von Aufwärts-Zählimpulsen aus dem Artikelzuführungsdetektor 118 und den Abwärts-Zählimpulsen aus dem Na-sensenor LS repräsentiert, wird nun momentan bei der nominalen Geschwindigkeitsrate stabilisiert.

Falls die Menge von Artikeln, die zugeführt werden, konstant bliebe, würden die Einwickelmaschine und das synchronisierte Zu-führungs-Transportband IC sowie das Mess-Transportband MC bei einer Geschwindigkeit arbeiten, bei der die Artikel aus dem Rückstau mit der gleichen Rate entnommen werden, wie Artikel durch das Sammel-Transportband zugeführt werden.

Schwellwert-Betrieb

Um ein unnötiges Anwachsen der Anzahl von Figuren in der Zeichnung zu vermeiden, wird der Schwellwert-Betrieb ebenfalls in Verbindung mit Fig. 4C beschrieben.

Das Vorsehen des Schwellwert-Betriebes bildet ein „Plateau" für das Steuersignal, während ein sicherer Rückstau aufrechterhalten wird und während die Einwickelmaschine bei ihrer vorgewählten nominalen Betriebsgeschwindigkeit läuft.

Das Schwellen- oder Ansprech-Plateau veranlasst die Einwickelmaschine, bei ihrer nominalen Betriebsgeschwindigkeit zu laufen, sogar dann, wenn die Menge der Artikel, die durch das Sammel-Transportband zugeführt werden, etwas schwankt. Der Schwellenoder Ansprech-Rückstauzählwert repräsentiert die Rückstaubedingungen zwischen dem ersten Ansprech-Punkt 3 und dem zweiten Ansprech-Punkt 4 auf der Steuerkurve.

Das bedeutet, dass durch das Halten der Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine selbst dann, wenn die Zuführungs- oder Auf-wärts-Zählrate etwas schwanken kann, keine Regelschwingungen (konstantes Ändern der Geschwindigkeit) um die ausgewählte nominale Betriebsgeschwindigkeitseinstellung für die Einwickelmaschine herum auftreten. Die Schwellenbedingung oder die Bedingung für eine konstante nominale Geschwindigkeit für die Einwickelmaschine wird in dem Ausführungsbeispiel, das hier beschrieben wird, durch Erzeugen eines Haltesignals H mittels der Steuerlogik LC aufrechterhalten.

Das Haltesignal H sperrt eine Änderung des Zählwertes des Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zählers (des digitalen Steuersignals aus dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B) so lange, wie der Rückstau-Zählwert auf einem Wert zwischen den Werten, die durch die beiden Ansprech-Punkte 3, 4 auf der Steuerkurve repräsentiert werden, verbleibt. Es sei angemerkt, dass die Impulsbreite des Steuersignals CS nun auf eine Zwischen- oder Nominalbreite (nominaler Modulationsprozentsatz) angestiegen ist, mit der der Gleichstrom des Steuersignals zu dem Signalverstärker SA die Einwickelmaschine veranlasst, bei ihrer nominalen Betriebsgeschwindigkeit zu laufen, vergi. Fig. 3A.

In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass, solange die Menge von durch das Sammel-Transportband AC zugeführten Artikeln (Aufwärts-Zählimpulse CU) ausreichend ist, um den Rückstau-Zählwert daran zu hindern, unter den ersten Ansprech-Punkt 3 abzusinken, und nicht so gross ist, dass er den Rückstau-Zählwert veranlassen könnte, über den zweiten Ansprech-Punkt 4 anzusteigen, 5 die Abwärts-Zählimpulse CD aus dem Nasensensor LS von den Aufwärts-Zählimpulsen aus dem Artikelzuführungsdetektor 118 um einen vorgewählten Zählwert differieren können, ohne dass dadurch veranlasst würde, die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine aus ihrer nominalen Arbeitsgeschwindigkeit heraus zu verändern. 10 In der Praxis wird die nominale Betriebsumdrehungszahl des Einwickelmaschinen-Antriebsmotors M3 (Fig. 1) in Übereinstimmung mit einer dem Sammel-Transportband zugeführten nominalen Menge von Artikeln eingestellt, so dass statistisch gesehen der Rückstau um den Produkt- oder Artikelzählwert auf der Steuerkurve 15 herum schwankt. Dies stellt ein Betriebs-,,Polster" zur Verfügung, das häufige Wechsel in der Umdrehungszahl des Einwickelmaschinen-Antriebsmotors M 3 ausschliesst.

Das bedeutet, dass für den Fall, dass die Einwickelmaschine bei einer ausgewählten nominalen oder optimalen Betriebsgeschwindig-20 keit zum Einwickeln der Artikel arbeitet, ein ausreichender Rückstau bei dieser Einwickelmaschinen-Betriebsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird und dass eine Ansprechwerteinstellung eingegeben worden ist, die Regelschwingungen des Steuersystems um die ausgewählte nominale Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelma-25 schine herum verhindert. Die gesamte Reihe oder Schlange von Produkten oder Artikeln längs des Sammel-Transportbandes, sowohl die in dem Rückstau als auch die, die sich dem Rückstau annähern, wird bewegt, und das Sammel-Transportband bringt keine Produkte oder Artikel an einen stationären Rückstau heran.

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Der Rückstau geht über den Schwellwert hinaus

Wie Fig. 4D zeigt, ist die Zuführung von Artikeln zu dem Sammel-Transportband AC schnell genug, so dass ein Artikel „x" in dem Rückstau hinten bis zu dem höheren Schwellwert oder dem 35 zweiten Ansprech-Punkt 4 ansteht. Falls sich dieser Trend fortsetzt, werden die Aufwärts-Zählimpulse CU, die dem Haupt-Aufwärts/ Abwärts-Zähler A zugeführt werden, die Abwärts-Zählimpulse CD von dem Nasensensor LS um einen Betrag übersteigen, der ausreicht, die Logiksteuerung LC zu veranlassen, zwei Funktionen aus-40 zuführen. Als erstes wird das den Schwellwert haltende Haltesignal H ausgelöst, was dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B erlaubt, ein Signal für zusätzliche Aufwärts-Zählimpulse CU an den Digital/ Analog-Umsetzer DA abzugeben. Zum zweiten wird der Gradienten-auswahlschalter S betätigt, wodurch dieser so eingestellt wird, dass 45 das analoge Steuersignal AS von dem Digital/Analog-Umsetzer zu dem oberen Verstärker UA der Gradientenschaltung SL weitergeleitet wird.

Die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine kann nun in Übereinstimmung mit den Änderungen in dem Ausgangssignal des so Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zählers B und mit dem Verstärkungsfaktor des oberen Verstärkers UA variiert werden. In Fig. 4D ist die Rate der Artikelzuführung hoch genug, so dass sich ein hintenliegender Artikel „y" des Rückstaus an einem Punkt auf der Steuerkurve befindet, der in der unteren Zone des oberen Gradientenabschnittes 55 auf der Steuerkurve liegt. Das bedeutet, dass das analoge Steuersignal AS aus dem Digital/Analog-Umsetzer durch den oberen Verstärker UA läuft, um ein Spannungssignal VS für den Pulsbreitenmodulator PWM zu erzeugen, das einen höheren positiven Wert als zuvor hat. Die prozentuale Pulsbreitenmodulation wird nun auf 60 einen Wert erhöht, der grösser als derjenige ist, der die nominale Geschwindigkeit repräsentiert. Das verstärkte Steuersignal ACS erhöht die Geschwindigkeit der Einwickelmaschine und der mit ihr synchronisierten Transportbänder.

In dem Masse, wie sich die Betriebsgeschwindigkeit der Einwik-65 kelmaschine erhöht, erhöht sich übereinstimmend damit die Rate der Abwärts-Zählimpulse CD aus dem Nasensensor. Falls die neue und erhöhte Zuführungsrate beibehalten wird, wird die angesammelte Zählimpuls-Differenz zwischen den Aufwärts-Zählimpulsen

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und den Abwärts-Zählimpulsen in dem Hilfs-Aufwärts Abwärts-Zähler B bald ein ständiges digitales Steuersignal DS zur Verfügung stellen, das den Rückstau an dem Punkt auf der Steuerkurve, der durch den Artikel „y" repräsentiert wird, hält.

Falls sich die Zuführungsrate von Artikeln zu dem Sammel-Transportband fortlaufend erhöht, erhöht sich ebenfalls die Anzahl der Aufwärts-Zählimpulse CU über eine gegebene Zeitperiode. Der resultierende Vergleich mit den Abwärts-Zählimpulsen CD in den Aufwärts/Abwärts-Zählern A, B veranlasst, dass ein hohes digitales Steuersignal DS für den Zählwert an den Digital Analog-Umsetzer geliefert wird. Letzterer legt eine höhere positive analoge Signalspannung VS an den oberen Verstärker und an den Pulsbreitenmodulator PWM. Die prozentuale Pulsbreitenmodulation wird deshalb noch weiter erhöht, und das resultierende verstärkte Steuersignal ACS veranlasst, dass die Betriebsgeschwindigkeit übereinstimmend damit erhöht wird, wobei der Rückstau (der nun etwas grösser ist) an einem höheren Punkt des oberen Gradientenabschnittes (nicht in Fig. 4D gezeigt) gehalten wird. Wiederum wird der Zählvergleich, der in den beiden Aufwärts/Abwärts-Zählern A, B vorgenommen wird, die Einwickelmaschinen-Betriebsgeschwindigkeit bei der neuen hohen Geschwindigkeit so lange halten, bis die Rate von Zufüh-rungs-Zählimpulsen SC ebenfalls bei dem zuvor genannten erhöhten Wert verbleibt.

Abbremsen und Stoppen

Die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine nimmt automatisch und kontinuierlich ab, wie die Rate der Zuführungs-Zählimpulse SC von dem Artikelzuführungsdetektor 118 abnimmt. Unter diesen Bedingungen und in einer gegebenen Zeitperiode wird die Anzahl der Abwärts-Zählimpulse CD die Anzahl der Aufwärts-Zählimpulse CU übersteigen. Die sich ergebenden Zählwerte in den Aufwärts/Abwärts-Zählern A, B reduzieren die Signale für die Anzahl der Zählimpulse, die die Ausgangssignale dieser vergleichenden Einrichtungen bilden.

Die Wirkung der Verringerung der Zuführungs-Zählimpulse SC auf die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine kann durch eine erste Annahme einer Rückstaubedingung relativ zu der Steuerkurve erklärt werden. Ein Übermass der Abwärts-Zählimpulse CD reduziert die durch den Hilfs-Aufwärts Abwärts-Zähler B laufenden Signale, die das digitale Steuersignal DS für den Digital/Analog-Umsetzer repräsentieren. Dies reduziert wiederum die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine in einer Weise analog zu der, in der die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine erhöht wurde.

Falls sich der Rückstau in einer Position korrespondierend mit dem oberen Gradientenabschnitt auf der Steuerkurve befunden hat, hätte die verringerte Artikeizuführungs-Zählrate die Einwickelmaschine veranlasst, bei einer geringeren Betriebsgeschwindigkeit zu arbeiten, weil der Vergleich von Aufwärts-Zählimpulsen mit Abwärts-Zählimpulsen durch letztere beherrscht wird. Das digitale Steuersignal DS, das sich aus diesem Vergleich ergibt, wird einen geringeren Zählimpuls-Wert enthalten. Indessen wird der Rückstau ständig reduziert.

Damit wird der Rückstau bald den zweiten Ansprech-Punkt 4 auf der Steuerkurve erreichen, zu welchem Zeitpunkt wieder ein Haltesignal H aus der Logiksteuerung LC an den Hilfs-Aufwärts/ Abwärts-Zähler B geliefert wird. Die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine wird nun konstant bleiben. Der Rückstau wird jedoch weiterhin verringert, bis er den ersten Ansprech-Punkt 3 auf der Steuerkurve erreicht. An diesem Punkt wird das Gradientenaus-wahlsignal SS in der Logiksteuerung LC erzeugt, das den Gradien-tenauswahlschalter S zu dem unteren Verstärker LA zurückstellt.

Ausserdem wird das Haltesignal aus der Logiksteuerung LC an dem ersten Ansprech-Punkt 3 abgeschaltet, was dem digitalen Steuersignal DS (im Wert reduziert) erlaubt, an den Digital/Analog-Umsetzer von dem Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zähler B aus zu gelangen. Falls die Rate der Zuführungs-Zählimpulse SC klein bleibt oder falls diese Impulse aufgehört haben, wird die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine nun in steigendem Masse (der Pulsbrei-tenmodulations-Prozentsatz verringert sich) längs des unteren Gradientenabschnittes auf der Steuerkurve verringert, was eine fortlaufende Verkleinerung des Rückstaus zur Folge hat. Falls die Artikelzuführung zu dem Sammel-Transportband gestoppt ist, gelangen keine Zuführungs-Zählimpulse SC in die Zählimpuls-Verzögerungsschaltung D. Die Ein wickelmaschine wird jedoch wegen der Aufwärts-Zählimpulse CU, die zuvor in den beiden Aufwärts/Abwärts-Zählern A, B gespeichert wurden und nicht durch Abwärts-Zählim-pulse CD von dem Nasensensor LS kompensiert wurden, weiterlaufen.

Der Rückstau fährt fort, sich längs des unteren Gradientenabschnitts auf der Steuerkurve bis unter den Zählwert, der durch den Start-Punkt 2 auf der Steuerkurve repräsentiert wird, abzubauen. Die Betriebsgeschwindigkeit der Einwickelmaschine liegt unter ihrer nominalen Betriebsgeschwindigkeit. Jedoch wird die Einwickelmaschine weiterlaufen, bis sie den Rückstau bis zu dem Stop-Punkt 1 auf der Steuerkurve abgebaut hat. Die Signalspannung VS wird nun den Wert Null aufweisen. Die Pulsbreitenmodulation in dem Pulsbreitenmodulator PWM beträgt 0%. Es wird kein analoges Steuersignal CS erzeugt und die Einwickelmaschine, das synchronisierte Zu-führungs-Transportband IC sowie das synchronisierte Mess-Transportband MC halten an. Fig. 4 zeigt für das betrachtete Beispiel,

dass sich der hintenliegende Artikel in dem Rückstau in einer Position des Artikels „a" befindet, der auf der Transportplatte TP liegt.

Die Einwickelmaschine bleibt gestoppt, bis sich einige Artikel, die eine Anzahl von Artikeln repräsentieren, die durch die Hysteresesteuerung vorgegeben ist, auf dem Sammel-Transportband aneinandergereiht haben. Wenn diese Bedingung erreicht ist, wird ein Startsignal an dem Start-Punkt 2 auf der Steuerkurve erzeugt, wie dies zuvor beschrieben wurde, und die Einwickelmaschine, das Zuführungs-Transportband und das Mess-Transportband werden zusammen gestartet. Von diesem Punkt an werden zusätzliche Artikel, die dem Rückstau zugeführt werden, durch das Sammel-Transport-band gegen einen Rückstau, der durch das Mess-Transportband und das Zuführungs-Transportband bewegt wird, voranbewegt. Das bedeutet, dass für den Fall, dass der Betrieb wieder aufgenommen ist, die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Sammel-Transport-band und dem Mess-Transportband wieder wegen der Bewegung des Rückstaus reduziert wird. Die Neigung der Artikel, sich in dem Rückstau zu vermischen oder zu überlappen, wird in Übereinstimmung damit reduziert.

In einigen Situationen wurde herausgefunden, dass eine gleichförmige Betriebsweise ohne unerwünschte Regelschwingung um einen Steuerpunkt herum durch Senkung der Schwellwert-Zählstu-fen auf eine kleine Anzahl oder sogar auf Null erreichbar ist. Diese Einstellung auf einen Null-Schwellwert lässt die Steuerkurve zu zwei geraden Linien werden, die einander an einem Punkt schneiden, wenn die Einstellungen für den oberen und den unteren Gradienten ungleich sind. Die Steuerkurve wird zu einer einzigen geraden Linie, wenn eine Null-Schwellwerteinstellung in Verbindung mit gleichen Einstellungen für den oberen und den unteren Gradienten benutzt wird. Indessen bleibt auch mit diesen beschriebenen besonderen Situationen und Einstellungen das grundsätzliche Arbeitsprinzip des Rückhalte-Steuersystems unverändert.

Modifizierte Ausfühnmgsform

Fig. 5 und 5A zeigen schematisch eine modifizierte Form des er-findungsgemässen Steuersystems, bei der ein Mikroprozessor benutzt wird, der alle Steuerfunktionen auszuführen hat.

Mikroprozessoren enthalten Systeme allgemeiner Art, die Speicher aufweisen, welche programmiert werden können, um ausgewählte Operationen und Funktionen ausführen zu können. Sie können an Schnittstellen mit analogen Steuereinstelldaten (Zähl-wert-Schalter in der vorliegenden Erfindung) durch ein Adressier-und Decodiersystem oder Vergleichbares versorgt werden, deren Einzelheiten von der Art der Steuereingangssignale und von dem Mikroprozessor selbst abhängen. Die Mikroprozessor-Operationen

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werden durch Impulse aus einem internen Taktgeber nacheinander abgewickelt.

Die Funktionen, die durch den Mikroprozessor auszuführen sind, werden durch das Eingeben eines Programms (Software) in den Prozessor bestimmt. Der Mikroprozessor führt fortlaufend eine Reihe von Operationen aus, die von dem Programm verlangt werden. In Wirklichkeit enthält der Mikroprozessor keine „verdrahteten" Funktionseinheiten, die für spezielle Operationen ausgelegt sind. Deswegen verlangt eine ins einzelne gehende Erklärung der Wirkungsweise eines solchen Mikroprozessors das Verfolgen eines vollständigen Programms Schritt für Schritt.

Beim heutigen Stand der Technik sind Elektroingenieure und Programmierer in der Lage, eine gewünschte grundlegende Betriebsweise oder ein Ergebnis in ein Mikroprozessor- (oder Computer-) Programm umzusetzen. Nachdem die Prinzipien und die Art der gewünschten Ergebnisse als Mikroprozessor-Ausgangssignale gegeben sind, ist die Darlegung eines vollkommen detaillierten Programms, das den Mikroprozessor veranlasst, nach diesen Prinzipien zu arbeiten und die gewünschten Ergebnisse zu erzeugen, üblicherweise nicht notwendig, um die Fachwelt mit ausreichenden Informationen zu versorgen, die sie in die Lage versetzen, ein solches Programm zu erstellen.

In dem Prinzipschaltbild gemäss Fig. 5 wird eine symbolische, herkömmliche Darstellungsweise verwendet, um eine Hilfe zur Erklärung dafür zu geben, wie der Mikroprozessor Signale eines Pulsbreitenmodulators PWM erzeugt. Die herkömmliche Darstellungsweise schliesst die Benutzung von „hart verdrahteten" symbolischen Einheiten (die jedoch als solche physikalisch nicht existieren) ein, um bestimmte grundsätzliche Funktionen oder Subroutinen, die aufgrund des Programms ausgeführt werden, zu erklären. Der Umstand, dass solche Einheiten nicht physikalisch verdrahtet vorhanden sind, ändert nichts an der Tatsache, dass ihre Bezeichnungen nicht nur als eine Erklärung der Mikroprozessor-Funktion, sondern auch als Richtlinien für einen erfahrenen Programmierer dienen.

Wie Fig. 5 zeigt, ist ein Mikroprozessor MP programmiert, um ein analoges Steuersignal CS für den Pulsbreitenmodulator PWM zu erzeugen, das auf der Grundlage der Zuführungs-Zählimpulse SC aus dem Artikelzuführungsdetektor 118 und den Abwärts-Zählimpulsen CD aus dem Nasensensor LS beruht. Der Mikroprozessor arbeitet ausserdem in Übereinstimmung mit den Einstellungen von Zählwert-Schaltern in dem Bedienungspult P. Die Einstellungen für den unteren und den oberen Gradienten LG bzw. UG repräsentieren Multiplikations-Konstanten der Gradienten-Zählwerte wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. In diesem Fall werden die Eingangssignale indessen als numerische Werte anstelle von Gradientensteuersignalen eingegeben. Der Mikroprozessor MP gemäss Fig. 5 arbeitet nach den gleichen grundsätzlichen Prinzipien, denen auch die Betriebsweise des Rückhaltesteuersystems 120. das zuvor beschrieben wurde, unterliegt, jedoch in einer Weise, welche charakteristisch für fortlaufend getaktete Abfrage- und Antwortprozeduren ist, die durch den programmierten Mikroprozessor ausgeführt werden.

Die Programmbedingungen zum Erzielen der gewünschten Endergebnisse des vorliegenden Steuersystems liegen, wenn sie einmal zusammen mit den Prinzipien ihrer Ableitung vorgegeben sind, innerhalb der Fähigkeiten des Fachmannes. Tatsächlich erfordert die Erstellung eines Programms, das die Zählimpuls-Verzögerungsfunktion, die Stop- und Starfabzählungen, die Produktabzählung, die Hysteresis-Abzählung, die Schwellwertabzählung und die Zähler-stands-Vergleichsfunktion (Heraufsetzung und Herabsetzung) abwickeln kann, nicht mehr als eine gewöhnliche Programmiererfahrung, wenn die Eingangsbedingungen und die Endergebnisse niedergelegt sind. Deswegen wurde kein Versuch gemacht, die Prinzipien zu erklären, mittels derer der Mikroprozessor diese und andere Funktionen ausübt.

Obgleich mehrere verschiedene Verfahren des Programmierens eines Mikroprozessors möglich sein können, um ein pulsbreitenmo-duliertes Ausgangssignal in Übereinstimmung mit den Prinzipien gemäss der vorliegenden Erfindung zu erzeugen, stellt Fig. 5 die Erklärung eines Programmtyps für diesen Zweck dar, wobei die zuvor genannte symbolische herkömmliche Darstellungsweise benutzt wird.

Wie Fig. 5 zeigt, sieht das Bedienungspult P verschiedene Dateneingabeelemente vor, wie dies schon zuvor beschrieben wurde, allerdings mit der Ausnahme, dass die Gradienteneinstellungen ebenfalls numerisch eingegeben werden. Das Bedienungspult ist über eine Schnittstelle mit dem Mikroprozessor MP durch eine Adressier- und Codierlogik ADL verbunden. Diese Einheit ermöglicht es dem Mikroprozessor, die digitalen Schalter des Bedienungspultes nacheinander über eine Adressleitung AD zu adressieren, die Dateneinstellungen darin abzufragen und diese Daten über eine Datenleitung DT zu sich zu übertragen. Der Mikroprozessor empfängt ausserdem sowohl die Zuführungs-Zählimpulse SC von dem Artikelzuführungsdetektor 118 bei dem Sammel-Transportband AC als auch die Abwärts-Zählimpulse CD von dem Nasensensor LS bei dem Zuführungs-Transportband IC, wie für das Steuersystem zuvor beschrieben.

Unter der Annahme der zuvor erwähnten herkömmlichen Darstellungsweise ist innerhalb des Mikroprozessors MP eine Zählver-zögerungs-Subroutine D gezeigt, die die Zuführungs-Zählimpulse SC empfängt und die verzögerten Aufwärts-Zählimpulse CU für die zuvor beschriebenen Zwecke bereitstellt. Die Aufwärts-Zählimpulse CU und die Abwärts-Zählimpulse CD von dem Nasensensor LS werden in einer programmierten Erhöhungs- und Erniedrigungs-Subroutine, die mit der des Hilfs-Aufwärts/Abwärts-Zählers B in dem zuvor beschriebenen Steuersystem übereinstimmt und deren Ausgangssignal die angesammelte Zähldifferenz repräsentiert, verarbeitet. Der Zählwertvergleich kann dahingehend charakterisiert werden, dass er den Pulsbreitenmodulationswert in dem Mikroprozessor repräsentiert.

Die Zählimpulsdifferenzen sind als in ein Register R laufend gezeigt, das lediglich die Existenz von Mitteln zum temporären Speichern dieser Zählwerte zur Verwendung dann, wenn sie zum Berechnen des Steuersignals für die Pulsbreitenmodulation benötigt werden, symbolisiert. Bei vorbestimmten Intervallen laden die Zählwert-Vergleichsergebnisse aus dem Register R einen Zähler C.

Dieser Zähler C wird periodisch mit Impulsen beaufschlagt, so dass ein Ausgangssignal einen Wert repräsentiert, der entsteht, wenn der Eingangswert durch ein Abwärts-Zählsignal an einer Klemme T1 des Mikroprozessors, die Impulse mit einer Frequenz von 25 kHz aufnimmt, bis auf Null heruntergezählt wird. Die 25-kHz-Impulse werden von einem Ausgang ALE des Mikroprozessors übernommen, der Impulse einer Frequenz von 200 kHz zur Verfügung stellt. Diese Impulse werden in einer ersten Teilerschaltung Dl durch 8 dividiert, um Impulse einer Frequenz von 25 kHz zu erzeugen, die an die zuvor erwähnte Klemme T1 geliefert werden und als Abwärts-Zählimpulse dienen.

Die 25-kHz-Impulse werden ausserdem an eine zweite Teilerschaltung D2 geliefert, die sie durch 200 dividiert und damit die Impulsfrequenz auf 125 Hz reduziert. Diese Impulse werden an einen Interruptsignaleingang INT des Mikroprozessors geliefert.

Die 125-Hz-Impulse stellen „Interrupt-Nr. 1 "-Signale für den Gradientenauswahlschalter S zur Verfügung. Wenn der Zähler C abwärts auf Null zählt, erzeugt dieser ein „Interrupt-Nr. 2"-Signal für denselben Schalter. Das „Interrupt-Nr. 1 "-Signal veranlasst den Ausgang CS des Schalters, eine positive Spannung anzunehmen. Wenn das „Interrupt-Nr. 2"-Signal dem Gradientenauswahlschalter S von dem Zähler C zugeführt wird, nachdem der Zähler mit einer Frequenz von 25 kHz auf Null heruntergezählt worden ist, fällt die Ausgangssignalspannung des Schalters auf 0 V ab.

Die zuvor erwähnte „Betätigung" des Schalters erklärt die Erzeugung des Steuersignals für den Pulsbreitenmodulator PWM, wie in Fig. 5A gezeigt ist. Wie dieser Figur entnommen werden kann, variiert das Signal von 0 V bis einige Volt positiver Spannung (+V). Wenn der „Interrupt-Nr. 1 "-Impuls von der zweiten Teilerschaltung D2 aufgenommen worden ist, steigt die Signalspannung von 0 V auf

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einen positiven Spannungswert an. Das Signal wird auf diesem Wert gehalten, bis ein „Interrupt-Nr. 2"-Impuls durch den Zähler C erzeugt wird, wenn der Zähler auf Null herunterzählt. Wenn der zuletzt genannte Impuls von dem Schalter aufgenommen worden ist, wird das Ausgangssignal des Schalters auf einen Wert von 0 V zurückgeführt. Die Zeitperiode, während welcher die Signalspannung hoch war, ist eine Funktion der Anzahl von Zählimpulsen, die in dem Zähler C gespeichert sind. Wenn das nächste 125-Hz-Signal empfangen wird, veranlasst das „Interrupt-Nr. 1 "-Signal die Schalterausgangsspannung, wieder einen positiven Wert anzunehmen. Diese positive Spannung wird durch die Erzeugung des „Interrupt-Nr. 2"-Signals in der Weise, wie es zuvor beschrieben wurde, abgeschaltet.

Falls eine bessere Auflösung („feinere" Steuerung) gewünscht ist, kann die Frequenz der Impulse, die den Zähler C steuern, erhöht werden. In den gegebenen Beispielen von 25 kHz und 125 Hz ist eine Auflösung von V200 oder Vi% gegeben. Wenn die 25-kHz-lmpulse in solche mit einer Frequenz von 50 kHz geändert würden, wäre die Auflösung entsprechend höher.

Wie Fig. 5 zeigt, tritt das Steuersignal CS für die Pulsbreitenmodulation in dem Mikroprozessor MP in einen Signalverstärker SA ein, der verstärkte Signale für die Pulsbreitenmodulation an ein Leistungsregelsystem PC in gleicher Weise wie in dem zuvor beschriebe-5 nen System abgibt.

Das Leistungssteuersystem PC sendet ein verstärktes Steuersignal ACS an den Einwickelmaschinen-Antriebsmotor M3, der den Antrieb mit variabler Geschwindigkeit WVS für die Einwickelmaschine W, das Zuführungs-Transportband IC und das Mess-Trans-10 portband (nicht gezeigt) wie zuvor beschrieben antreibt.

Nach dieser ins einzelne gehenden Beschreibung der zwei Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung ist ersichtlich, dass die beiden Steuersysteme für die Rückhaltung auf der Grundlage des Abzählens von Artikeln, die dem Rückstau zugeführt werden, ihres I5 Abzählens, wenn sie aus dem Rückstau zum Weiterbearbeiten entnommen werden, dem Aufnehmen der Differenz zwischen diesen Zählwerten und dem Steuern der Betriebsgeschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine aufgrund der Zählwertdifferenz beruhen.

Obwohl hierin die als beste erachtete Art und Weise zur Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist ersichtlich, dass Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne dabei den allgemeinen Erfindungsgedanken, wie er in den Patentansprüchen offenbart ist, verlassen zu müssen.

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Ein Mikroprozessor, der für die Verwendung in dem System gemäss Fig. 5 geeignet ist, ist der Typ Intel 8039, hergestellt von Intel Corporation of Santa Clara, Kalifornien, USA.

9 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren, um einen Rückstau von Artikeln, die einer Bearbeitungsmaschine mit variabler Geschwindigkeit zugeführt werden, zu steuern, folgende Schritte aufweisend:

   — aufeinanderfolgende Entnahmen der unbearbeiteten Artikel yom Rückstau und Zuführung derselben zur Bearbeitungsmaschine in einem von einem Rückstauparameter abhängigen Rythmus,

   — regellose Anlieferung unbearbeiteter Artikel an eine Transportvorrichtung, um dem Rückstau hinzugefügt zu werden, und

   — Verzögerung eines vom besagten Rückstauparameter erzeugten Signals, um die Geschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine zu steuern,

   dadurch gekennzeichnet, dass

   — der Rythmus der Zuführung der Artikel zur Bearbeitungsmaschine mit der Maschinengeschwindigkeit synchronisiert ist, und dass das Verfahren folgende weitere Schritte aufweist:

   — Zählung jedes vom Rückstau entnommenen Artikels,

   — Zählung jedes der Transport Vorrichtung angelieferten Artikels, und zwar an einer Stelle stromaufwärts vom hinteren Ende eines vorgesehenen maximalen Rückstaus,

   — Verzögerung der Zählung jedes angelieferten Artikels während einer Zeitdauer, die der Transportdauer eines Artikels durch die Transportvorrichtung von dieser stromaufwärts liegenden Stelle bis zum besagten hinteren Ende gleich ist, um somit eine verzögerte Zählung zu erhalten,

   — Bilden der Differenz zwischen den verzögerten Zählungen und den Zählungen der vom Rückstau entnommenen Artikel und

   — Steuern der Geschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine auf Grund dieser Differenz der Zählungen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist:

   — Wählen von einem bestimmten Sollzählstand für die Artikel im Rückstau,

   — Wählen von einem bestimmten Grenzbereich von Artikel-Zählwerten, der den genannten Sollzählzustand enthält, und dass die Steuerung der Maschinengeschwindigkeit ausgelegt ist, um eine erste Maschinengeschwindigkeit zu erhalten, wenn die Zähldifferenz kleiner ist als der genannte Grenzbereich von Zählwerten ist, um eine zweite, grössere als die erste, Maschinengeschwindigkeit zu erhalten, wenn die Zähldifferenz innerhalb des genannten Grenzbereichs von Zählwerten liegt, und um eine dritte, grössere als die zweite, Maschinengeschwindigkeit zu erhalten, wenn die Zähldifferenz grösser als der genannte Grenzbereich von Zählwerten ist.

   wobei die zweite Geschwindigkeit der Maschine konstant ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Maschinengeschwindigkeit derart erfolgt, dass die erste Maschinengeschwindigkeit veränderlich ist in einem Bereich unter der zweiten Maschinengeschwindigkeit und dass die dritte Maschinengeschwindigkeit veränderlich ist in einem Bereich über der zweiten Maschinengeschwindigkeit.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine anhält, wenn die genannte Zähldifferenz unter ein festgelegtes Minimum fallt.
5. 5. Zuführeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Vorrichtung zur Bestimmung des Rückstaus, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Teile aufweist: ein Sammeltransportband (AC), um die regellos angelieferten unbearbeiteten Artikel (b) aufzunehmen und sie an das hintere Ende (a) des Rückstaus zu bringen, Mittel (118 ) zum Zählen jedes regellos angelieferten Artikels an einer Stelle stromaufwärts auf diesem Sammeltransportband, Verzögerungsmittel (D), welche die Zählung jedes angelieferten Artikels (SC) um eine bestimmte Zeitdauer verzögern (CU), wobei die Zeitdauer der Verzögerung der Zeit entspricht, die das Sammeltransportband benötigt, um den gezählten Artikel von der stromaufwärts liegenden Zählstelle am Sammeltransportband bis zum hinteren Ende des vorgesehenen maximalen Rückstaus zu transportieren, Mittel (LS) zur Zählung (CD) jedes Artikels, der der genannten Bearbeitungsmaschine zugeführt wird, und Mittel (A, B, LC, DA, AS, SL, VS, LS, PC) zum Steuern der Geschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine entsprechend der Differenz zwischen den Zuführzählungen (CD) und den verzögerten stromaufwärts erfolgten Artikelzählungen (CU).
6. 6. Zuführeinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch verschiedene Transportbänder (IC, TC, MC), um Artikel von einer Rückstaureihe zur Bearbeitungsmaschine mit einem mit der Geschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine synchronisierten Rythmus zuzuführen, Eingabemittel (300, 302), um einen Nennzählstand der Artikel ira Rückstau in die Vorrichtung zur Bestimmung des Rückstaus (120) einzugeben, Eingabemittel (306, 120), um die Grenzen

   ( — , +) eines Bereichs von Zählungen, weicherden besagten Nennzählstand enthält, einzugeben, Subtraktionsmittel (A, B, LC), um ununterbrochen den Wert der Zählung der der Bearbeitungsmaschine zugeführten Artikel vom Wert der besagten verzögerten Zählungen zu subtrahieren, um eine Zähldifferenz zu erhalten, Steuermittel (LC, PWM), wobei diese Steuermittel (315, D, A, B, LC, I) ausgelegt sind, um eine erste Maschinengeschwindigkeit zu erhalten, wenn die Zähldifferenz (b — e) kleiner als der besagte Grenzbereich der Zählungen ist, weiter ausgelegt (D, A, B, LC, DS, DA, AS, SS, S, LG. VS, CS, PC, ACS) ist, um eine zweite, grössere als die erste, Maschinengeschwindigkeit (NS) zu erhalten, wenn die Zähldifferenz innerhalb vom genannten Grenzbereich liegt und weiter ausgelegt (D. A, B. LC. DS, DA, AS, SS, S, UG. VS, CS, PC, ACS) ist, um eine dritte, grössere als die zweite, Maschinengeschwindigkeit zu erhalten, wenn die Zähldifferenz (X, Y) grösser als der genannte Grenzbereich von Zählwerten ist, wobei Mittel (LC, H) vorgesehen sind, die dafür sorgen, dass die zweite Geschwindigkeit der Maschine konstant bleibt.
7. 7. Zuführeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Mittel (315, D, A, B, LC, I), um einen Zählwert für einen minimalen Artikelrückstau einzugeben und durch Mittel (LC, H, B, LG), um die Bearbeitungsmaschine anzuhalten, wenn die genannte Zähldifferenz unter dieses Minimum fällt.