DD137542B1 - Anordnung zur automatischen lagepositionierung unabhaengig bewegter vorrichtungen - Google Patents

Description

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der Erfindung;

Anordnung zur automatischen Lagepositionierung unabhängig bewegter Vorrichtungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anordnung eignet sich zur selbsttätigen Positionierung von Vorrichtungen, die synchron zu sich bewegenden Einrichtungen wie Förderbändern, Wandertischen und anderen kontinuierlich, insbesondere aber taktweise bewegt v/erden müssen· Vorteile ergeben sich vor allem beim Einsatz an Vergießeinrichtungen, die auch während der Bewegungsphase vor taktenden 7/andertischanlagen die Gießformen füllen«

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

In der modernen Fließfertigung von Gußstücken innerhalb sogn· Formeinlagen werden die mittels Formautornttten hergestellten Gießformen auf Fördereinrichtungen, häufig Wandertischen, abgestellt шла. auf diesen zur Abgießstrecke, Abkühl- und üJnt leerstrecke gefördert· Die verwendeten Fördereinrichtungen werden hierbei taktweise oder auch kontinuierlich betrieben·

Da in vielen Fällen die Standzeit von taktenden Wandertischanlagen nicht ausreicht, um die abzugießenden Formen vollständig mit Gieunetall zu füllen, ist es notwendig, die Bewegungsphase des Wandertisches ebenfalls zur Formfüllung zu nutzen«, Dieser Sachverhalt macht es erforderlich, bei einem hochmechanisierten bzw· automatisierten Betrieb der

Anlage dafür zu sorgen, daß die für das Abgießen erforderliche Lageposition zwischen Vergießeinrichtung und Y/andertisch bzw. Form erstens hergestellt und zweitens während des gesamten Gießvorganges aufrechterhalten wird·

Mn wesentlicher Aspekt der zweiten Teilaufgabe zur Lösung dieses überwiegend regelungstechnische η Problems ist es hierbei, die einzelnen Bewegungs.phasen des sich bewegenden Wanderfcisch.es, wie Beschleunigung in der Anfangsphase, konstante Geschwindigkeit und Bremsphase genau zu erfassen und auf die sychron zu bewegende Vergießeinrichtung zu Überträgen.

Zur Realisierung der ersten Teilaufgabe, der Erzielung der Sollposition, sind elektrooptische Anordnungen bekannt, wie z· B· durch das WP 115 957 £ür die Steuerung einer Arbeitsmaschine mit Hilfe einer die Soll-Lage definierenden Laserleitebeneβ Anordnungen dieser Art sind jedoch, zumeist bedingt; durch die Genauigkeitsforderungen ihres Anwendungsgebietes, sehr aufwendig»

Zur Lösung der zweiten Teilaufgabe, Aufrechterhaltung der Soll-Lage im Bewegungszustand, besteht prinzipiell die Möglichkeit, den geforderten Gleichlauf unmittelbar zwischen der jeweils abzugießenden Form und der Vergießeinrichtung herzustellen oder aber diesen über die Synchronisierung der getrennten Antriebe von V/andertisch und Vergießeinrichtung zu rea-Lisieren«

Ein Beispiel für die erstgenannte Art; bildet die DE-PS 1 180 097 mit der Lehre, den zeitweiligen Gleichlauf durch zwei hydraulisch miteinander verbundene Zylinder zu erzielen, deren einer jeweils lösbar an die fremd angetriebene Standbahn angekuppelt wird, wobei das aus ihm m den zweiten Zylinder verdrängte Druckmittel die synchrone Bewegung der Vergießeinrichtung bewirkt·

Nachteilig an dieser Einrichtmng ist, daß diese infolge der verwendeten mechanischen mittel nur einen engen, im wesentlichen auf eine Standbahnteiiung beschränkten Aktionsradius besitzt und die Zuordenbarkeit veränderter iiingieß punkte Probleme auf wirft β

Ein Lösungsbeispiel der zweitgenannben Art enthält die DE-OS 2 4-34- 419 » wo die Synchronisierung der Vergießeinrichtung durch einen Gieichstrom-Fahrantrieb beschrieben wird, dessen Drehzahl mittels eines Signalstromes von einem vom Antriebsmotor des Gießformenforderers getriebenen Generator geregelt wird·

Lösungen unter Verwendung der letztgenannten Mittel sind im wesentlichen auf elektrische Antriebe beschränkt, da die Drehzahlerfassung einer ölpumpe keinen Aufschluß über die Bewegungsphase eines zugehörigen Antriebszylinders gestattet© Für eine Signalerfassung müiite deshalb die translatorische Bewegung des Zylinders in eine Rotationsbewegung gewandelt werden, die wiederum in aufwendiger Weise in eine elektrische Größe zu wandeln ist· Andererseits sind hydraulische Antriebe vorteilhaft wegen der mit einfachen Bauelementen erzielbaren feinfühligen stufenlosen Geschwindigkeitsänderung«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die iürhohung der Produktivität und die Verbesserung der Arbeitsbedingungen durch Wegfall einer die erforderliche Lageposit;ion zwischen i'orm und Vergießeinrichtung herst;eilenden und während des Gießv^rganges beobachtenden und steuernden Arbeitskraft bei gleichzeitiger Wahrung und SteigerUixg der Arbeitssicherheit durch Vermeidung der Gefährdung für Menschen und Einrichtungen durch überlaufendes Gießmetall infolge ungenügender Positionierung des Gießstrahles sowie Minderung der Verluste an Gießmetall und des für seine Bereitstellung erforderlichen materiellen Aufwandes hierdurch.

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Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur automatischen bagepositionierung unabhängig bewegter Vorrichtungen, insbesondere einer Vergießeinrichtung an > einer taktenden Wandertischanlage zu schaffen, die eine einfache, betriebssichere regelungstechnische Einrichtung sowohl zur Erreichung wie auch zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Lageposition umfaßt, sich insbesondere für das Zusammenwirken mit hydraulischen Antrieben der bewegten Vorrichtungen eignet, die Anpassung an zumindest in einer Ebene variable Eingießpunkte auf der Formfläche gestattet, einen sich zumindest über die gesamte Länge der Gießstrecke erstreckenden Aktionsradius aufweist und den gleichzeitigen koordinierten Betrieb auch von mehr als zwei unabhängig bewegten Vorrichtungen erlaubt«

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Vergießeinrichtung einstellbare Näherungsinitiatoren angeordnet sind, die mit einem, dem jeweiligen Einguß der Form zugeordneten Fixpunkt des jeweiligen Wanderbisches korrespondieren und deren Signale in einem Regler zur Nachlaufregelung des Fahrancriebes der Vergießeinrichtung verknüpft sind mit Signalen, die gewonnen werden durch Mittel zur iürzeugung eines konstanten Magnetfeldes, das der Wandertischanlage zugeordnet ist im Zusammenwirken mit einer Spule, die der Vergießeinrichtung zugeordnet ist?· Die ein konstantes Magnetfeld erzeugenden Mittel sind in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung stablörmige Permanentmagnete, die entlang der der Vergießeinrichtung zugewendeten Seite jedes V/andertisches angeordnet sind und die

ЗО in Wirkverbindung stehen mit der an der Vergieß einrichtung befestigten Spule*

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung is υ das ein konstantes Magnetfeld erzeugende Mittel ein ringförmiger Permanentmagnet, der mit dem eine translatorische Bewegung ausführenden Antrieb der Wanderfcischanlage verbunden ist und der die ortsfest im Bereich des genannten Antriebes angeordnete Spule umgreift»

Es erweist sich hierbei als vorteilhaft, die stabförmigen Permanentmagnete in geschützter Lage unterhalb der Arbeitsfläche der Wandertische durch Kleben zu befestigen und diese nach ihrer Befestigung aufzumagnetisieren«

Die erfindungsgemäße induktive Signalgewinnung beim Auftreten einer Relativgeschv/indigkeit zwischen zwei Vorrichtungen ist durch Fördereinrichtungen mit magnetischen Zielkennezeichnungen vorgebildet, deren induktiver Abgriff zu Steuer- oder regelungstechnischen Einwirkungen auf den Förderer benutzt wird.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise durch die DE-PS 1 209 057 bekannt.

Die hierbei verwendete induktive Abtastmethode beruht auf der Nutzung der Induktivitätsänderung in einer gespeisten Drosselspule infolge der Änderung der Permeabilität des die Spule umgebenden Mediums©

Dieses Meßprinzip läßt jedoch im Rahmen der für die vorliegende Aufgabenstellung geforderten Genauigkeit keine Schlußfolgerungen auf die Geschwindigkeit zu, mit der die magnetischen Zielkennzeichenelemente an der Drosselspule vorbei geführt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: die Draufsicht der Gießstrecke einer Formanlage mit einer Variante A der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei die Elemente zur Lagepositionierung sich auf den jeweiligen Abgießort konzentrieren, in schema— tischer Darstellung;

Fig. 2: eine Gießstrecke gemäß Fig. 1 mit einer Variante B, wobei die Elemente zur Lagepositionierung teils am Abgießort und teils am Ort des Antriebes der V/andertischanlage angeordnet sind;

Pig» 3ϊ eine Seitenansicht der Darstellung gem· Fig. 1;

Fig· 4: eine Einzelheit A aus Fig. 3 in der in Fig. 3 gezeigten Richtung 28 gesehen.

In Fig· 1,3 und 4 ist als Ausfuhrungsvariante A eine Wandertischanlage 1 mit Wandertischen 2 dargestellt, die auf Laufrädern 3 geführt durch Schienen 4 mittels des Antriebes 5 nach Maßgabe der nicht dargestellten Formherstellungseinrichtung um jeweils eine Teilung T in Richtung 6 vorwärts bewegt wird» Auf den Wandertischen 2 befinden sich die durch den Einguß 7 mit flüssigem Gießmetall zu füllenden Formen 8« Neben der Wändertischanlage ist die in und entgegen der Kichtung 6 verfahrbare Vergießeinrichtung 9 ohne deren Flüssigmetallvorratsbehälter schematisch dargestellt, die auf Schienen 10 verfahrbar ist, und deren Gießmetallausguß 11 während der Formfüllung jeweils mit dem Einguß 7 der Form 8 korrespondieren muß·

Diese Lagepositionierung wird durch Näherungsinitiatoren 12, 13f 14, 15 im Zusammenwirken mit v/eiteren, der Aufrechterhaltung dieser Position dienenden Baugliedern 18 ... 23 bewirkte Die Näherungsinitiatoren 12 bis 15 sind auf einem feststellbaren Schieber 16 angeordnet, dessen Führung 17 an der Vergießeinrichtung 9 befestigt ist (Fig. 4)· An den Wandertischen 2 sind stabförmige Permanentmagnete angeordnet, die jeweils in Wirk verbindung treten mit der im Abstand Zy, an der Vergießeinrichtung 9 starr befestigten Spule 19j die in galvanischer Verbindung steht mit dem elektronischen Segler 20, dem Regelverstärker 21 sowie weiterhin der elektromechanischen Stelleinheit 22 und dem hydraulischen Fahrantrieb 24 der Vergießeinrichtung 9*

Die in Fig„ 2 als Variante B dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, daß die Spule 19 nicht mehr Bestandteil der Vergießeinrichtung 9 ist.

Vielmehr ist diese ortsfest im Bereich des Antriebes 5 der Wandertischanlage 1 so angeordnet, daß sie von dem mit dem oszillierenden Teil des Antriebes 5 verbundenen, in dieser Ausfuhrungsvariante bevorzugt ringförmig ausgebildeten Permanentmagneten 24- überstrichen v/ird.

Ein mit der Vergießeinrichtung 9 verbundener fotoelektrischer Wandler 25 ermöglicht beim Automatikbetrieb in beiden Aus fuhr ungs variant en das Erfassen bereits abgegossener Formen 8, ein weiterer, auf einen Speiser 26 der Form 8 gerichteter fotoelektrischer Wandler 27 das Erfassen der Füllung der Form 8 mit Gießmetall.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende:

Die von der Formherstellungseinrichtung, zumeist einem Formautomaten, gefertigten Formen 8 werden durch mechanisierte Einrichtungen den Wandertischen 2 der Wandertischanlage 1 übergeben und durch diese kontinuierlich oder, wie im dargestellten Beispiel, taktweise der Gießstrecke zugeführt (Fig. 1 und 2)» Veranlaßt durch eine, die Vergießeinrichtung 9 bedienende Arbeitskraft oder durch eine Automatikschaltuag, ausgelöst durch den die Beendigung der Formfüllung signalisierenden fotoelektrischen Wandler (Aufsteigen des Gießmetalls im Speiser 26) bewegt sich die Vergießeinrichtung 9 mittels des Fahrantriebes 23 auf den Schienen 10 zur nächsten abzugießenden Form 6_O Hierbei gewährleistet der auf die Formeingüsse 7 gerichtete fotoelektrische Wandler 25 durch Erfassung der in den Eingüssen 7 abgegossenen Formen vorhandenen Resthelligkeit des Gießmetalls, daß eine bereits abgegossene Form nicht nochmals mit Gießmetall versorgt wird. Die Bewegung der Vergießeinrichtung 9 wird manuell bzw. über den Regelverstärker 21 und die elektromechanische Stelleinheit 22 dann beendet, wenn die Näherungsinitiatoren 12 ·.« 15 die Über-

einstimmung des Eingusses der jeweiligen Form 8 mit dem Gießmetallausguß 11 der Vergießeinrichtung signalisieren. Hierzu wird im Ausführungsbeispiel die Übereinstimmung der Position der Vergießeinrichtung 9 mit den Laufrädern 3 des jeweiligen Wandertisches 2 benutzt· Diese Zuordnung wird dadurch ermöglicht» daß die Eingüsse 7 in. einem konstanten Abstand Z₂ vom Rand des Wandertisehes 2 gehalten werden· Eine technologisch bedingte Verlagerung der Eingüsse 7 auf dieser Linie in oder entgegen der Richtung 6 wird durch die für jedes Formensortiment einmalige, manuelle Verstellung des Schiebers 17 der Näherungsinitiatoren 12 ··· 15 innerhalb der Führung 18 erreicht© Die Näherungsinitiatoren 12, 13» 14-» 15 erzeugen über entsprechende, nicht dargestellte Schaltverstärker binäre Signale O und L₀ Hierbei geben die im Abstand t (Fig« 4-) entsprechend dem als Fixpunkt gewählten Laufrädern 3 angeordneten Näherungsinitiatoren 14 und 15 bei Übereinstimmung mit dem jeweiligen Laufrad 3 bzw. gemäß der zuvor genannten Justierung, bei Übereinstimmung von Gießmetall— ausguß 11 und Einguß 7 ©in. L-Signal· Zuvor hat bei Annäherung der Vergießeinrichtung 9 an die abzugießende Form 8 der Näherungsinitiator 12 bzw· je nach Anfahrrichtung der Näherungsinitiator 13 ein L-Signal abgegeben, wodurch der Fahrantrieb 24- auf einen Schleichgang geschaltet wird, um bei der folgenden Abbremsung ein überschwappen der Schmelze im Vorratsbehälter zu vermeiden· Diese Maßnahme erlangt dann besondere Bedeutung, wenn sich die Vergießeinrichtung 9 entgegen der Richtung 6 dem bereits in Richtung angefahrenen Wandertisch 2 nähert, weil dann der durch die Näherungsinitiatoren 14- und 15 bei Erreichen der Sollposition zugeschaltete, den Synchronlauf von Wanderbisch 2 und Vergieß einrichtung 9 bewirkende Regler 20 im Zusammenwirken mit den Synchronisiergliedern 18 bzw₀ 24- und 20 eine sofortige Umkehr der Bewegungsrichtung der Vergießeinrichtung 9 bewirkt¹· Dies trifft sowohl auf die Ausführungs-

Variante A (Pig. 1) wie B (Fig. 2) zu· Mit dem Erreichen der Sollposition der Vergießeinrichtung 9 wird von den Näherungsinitiatoren 14 und 15 das Signal für den Gießbeginn gegeben, unabhängig davon, ob sich der Wandertisch zu diesem Zeitpunkt gerade in seiner Kühe- oder Bewegungsphase befindete Hierdurch werden hohe Anforderungen an die nachfolgende Synchronisierung der Bewegung von Wandertisch 2 und Vergießeinrichtung 9 gestellt· Diese Forderungen erfüllt die erfindungsgemäße Anordnung durch das Zusammenwirken der Spule 19 nebst Regler 20 und Regelverstärker 21 in der Variante A des Ausführungsbeispieles mit den an den Tiandertischen 2 angebrachten stabförmigen Permanentmagneten 18 bzw. in Variante B mit dem ringförmigen Permanentmagneten 24. Hierbei wird in Variante A beim Auftreten einer Relativbewegung zwischen der Spule und damit der Vergießeinrichtung 9 und dem Permanentmagneten 18 bzw. dem Wandertisch 2 in der Spule 19 eine Spannung induziert, deren Höhe und Richtung davon abhängt, ob die Vergießeinrichtung 9 langsamer oder schneller als die Wandertischanlage 1 fährt. In Abhängigkeit von dieser Spannung wird über den Regler 20, den Regelverstärker 21 und die elektromechanische Stelleinheit 22 der Fahrantrieb 23 beeinflußt« In Variante B erzeugt der mit dem Antrieb 5 der Wandertischanlage 1, zweckmäßig ein zweiseitig beaufschlagter hydraulischer Kraftzylinder, verbundene ringförmige Permanentmagnet 24 in der hierbei ortsfesten Spule 19 eine seiner Vorschubbewegung entsprechende Spannung, die wie für Variante A dargestellt, zur Steuerung der Geschwindigkeit der Vergießeinrichtung 9 benutzt wirdo Die orbsfeste Anordnung der Spule 19 und die Mitbev/egung des ringförmigen Permanentmagneten 24 mit dem Antrieo 5 erweist sich ausführungstechnisch als zweckmäßig; möglich ist jedoch auch die ortsfeste Anordnung des Permanentmagneten 24 und die Mitbewegung der Spule 19 bei Aufrecht-

erhaltung der Wirkverbindung zwischen Spule 19 und dem Eegler 20 für die Fahrbewegung der Vergießeinrichtung 9·

Die erfindungsgemäße magnetische Signalgewinnung hat zur funktionellen Voraussetzung, daß ein konstantes Magnetfeld vorhanden ist, um störende Spannungsänderungen in der Spule 19 zu vermeiden.

Bedeutsam hierfür ist die Geomecrie des Magnebfeldes 29 der Permanentmagneten 18, 24· Diese soll möglichst rotationssymmetrisch sein, um Einflüsse der unvermeidbaren Schwankungen des Absuandes Z^ (Fig* 3) zwischen Permanentmagnet 18 und der vorteiihaf terv/eise mit einem Eisenkern versehenen Spule 19 zu minimieren₀ In der Variante A genu Fig· 1 und 3 wird dies dadurch erreicht, daß die mit dem Wandertisch 2 zweckmäßig verklebten Permanentmagnete nach der Verklebung auf magnetisiert v/erden. In Fig. 2 und ist die bei Variante B des Ausführungsbeispiels zweckmäßige Ausbildung des Permanentmagneten als ein die Spule 20 umschließender ringförmiger Permanentmagnet 24 dargestellt·

Das erfindungsgemaße Zusammenwirken der induktiven Initiatoren zur Erfassung der Sollposition mit der Anordnung zur magnetischen Signalgewinnung bei auftretenden Abweichungen von dieser bei unabhängig voneinande-r bewegten Vorrichtungen hat folgende Vorteile:

- Ihr Aktionsradius umfaßt die gesamte Gießstrecke und

darüber hinaus beliebige weitere Bereiche der Form- und Gießstrecke·

- Sie gestattet die gleichzeitige Lagepositionierung und Synchronisierung von mehr als zwei unabhängig bewegten Vorrichtungen, beispielsweise von mehreren an einer Wandertischanlage angeordneten Vergießeinrichtungen·

- Sie erlaubt zumindest in einer Ebene in einfacher V/eise eine Verschiebung der ko-rrespondierenden Fixpunkte·

- Sie erweist sich besonders geeignet für elektrohydraulische Antriebe der bewegten Vorrichtungen·

- Durch sie erfolgt der Ausgleich der Lagedifferenz der zugeordneben Einrichtungen sehr weich und allmählich, wodurch er der verhältnismäßig großen Massenträgheit der zu synchronisierenden Vorrichtungen angepaßt ist·

- In ihrer Ausführungsvariante B ist für die Gewinnung eines Synchronismerungssignals keine Wegedifferenz der zu synchronisierenden Vorrichtungen erforderlich und beim Auftreten einer solchen Differenz erlaubt die Kombination mit den Näherungsinitiatoren einen feinfühligen Ausgleich ohne Nachteile für den Formfü3lungsprozeß«

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   1« Anordnung zur automatischen Lageposibionierung unabhängig bewegter Vorrichtungen, insbesondere einer Vergießeinrichtung an einer taktweise bewegten Wandertischanlage, wobei die Vergießeinrichcung unabhängig vom jeweiligen Bewegungszustand der V/andertischanlage in eine vorgegebene, für die Metallübergabe erforderliche Position gebracht und in dieser während der Formfüllung mit Gießmetall gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vergießeinrichtung (9) einstellbare Haherungsinitiatoren (14, 15) angeordnet sind, die mit einem, dem jeweiligen Einguß (7) der Form (8) zugeordneten Fixpunkt des jeweiligen Wandertisches (2) korrespondieren und deren Signale in einem Regler (20, 21,

   22) zur Nachlaufregelung des Fahrantriebes (23) der Vergießeinrichtung (9) verknüpft sind mit Signalen, die gewonnen werden durch IJittel (18, 24-) zur Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes, das der Wandertischanlage (1) zugeordnet ist im Zusammenwirken mit einer Spule, die der Vergießeinrichtung (9) zugeordnet ist.

   2· Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein konstantes Magnetfeld erzeugenden Mittel stabförmige Permanentmagnete (18) sind, die entlang der der Vergießeinrichtung (9) zugewendeten Seite jedes "»/ander— tisches (2) angeordnet sind und die in V/irkverbindung stehen mit der an der Vergießeinrichtung (9) befestigten Spule 19о

   3· Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ein konstantes Magnetfeld erzeugende Mittel ein ringförmiger Permanentmagnet (24) is σ, der mit dem eine translatorische Bewegung ausführenden Antrieb (5) der Wandertischanlage (1) verbunden ist und der die ortsfest im Bereich ües Antriebes (5) angeordnete Spule umgreift·

   Anordnung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Permanentmagnete (18) in geschützter Lage unterhalb der Arbeitsfläche der V/andertische (2) angeordnet und durch Kleben befestigt sind*

   5· Anordnung nach den Punkten 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Permanentmagnete (18) nach ihrer Verklebung mit der Platte des V/ander bis ehe s (2) durch Aufmagnetisierung erzeugt sinde

   б© Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zu den Näherungsinitiatoren (14, 15) weitere Näherungsinitiatoren (12, 13) zur Erzielung eines Schleichganges im Zusammenwirken mit dem Regler (20) und dem Antrieb (21, 22, 23) vorgesehen sind·

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