DD285649A5 - METHOD FOR CONTROLLING THE WORKING SPEED OF PROCESSING MACHINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit von Verarbeitungsmaschinen auf der Grundlage ihres Ausfallverhaltens. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur eingestellter Arbeitsgeschwindigkeiten von Verarbeitungsmaschinen bei zeitweise verminderter Qualitaet eines oder mehrerer Verarbeitungsgueter oder der sonstigen Verarbeitungsbedingungen zu entwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemaesz dadurch geloest, dasz der Zeitpunkt sich anbahnender und/oder notwendiger Verarbeitungsabschnitte verminderter Zuverlaessigkeit bestimmt wird, die Arbeitsgeschwindigkeit ab diesem Zeitpunkt auf einen Wert verringert wird, der waehrend des Verarbeitungsabschnittes verminderter Zuverlaessigkeit mindestens noch die Funktionserfuellung unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert und anschlieszend die Arbeitsgeschwindigkeit wieder auf den globalen Wert erhoeht wird. Figur{Verarbeitungsmaschinen; Steuerung; Ausfallverhalten; Arbeitsgeschwindigkeit; globale Arbeitsgeschwindigkeit; Verarbeitungsabschnitt verminderter Zuverlaessigkeit; aktiver Speicher; passiver Speicher}The invention relates to a method for controlling the operating speed of processing machines based on their failure behavior. The invention has for its object to develop a method for correcting set working speeds of processing machines at temporarily reduced quality of one or more processing or the other processing conditions. The object is achieved according to the invention by determining the point in time of impending and / or necessary processing stages of reduced reliability, reducing the working speed to a value which at least guarantees and complies with the functional performance under the given processing conditions during the processing stage of reduced reliability the working speed is increased again to the global value. FIG {processing machinery; Control; Failure behavior; Working speed; global working speed; Processing section of reduced reliability; active memory; passive storage}
Description
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung wird angewendet in Verarbeitungsmaschinen und betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen auf der Grundlage ihres Ausfallverhaltens, wobei die Steuerung nach effektivitätsbezogenen Kennziffern erfolgt und die Verarbeitungsmaschine mit einer globalen, als optimal erkannten Arbeitsgeschwindigkeit über die gesamte oder einen durch konstante Arbeitsbedingungen gekennzeichneten Abschnitt der Betriebszeit gefahren wird.The invention is applied to processing machines and relates to a method of controlling processing machines based on their failure behavior, wherein the control is based on efficiency-related indexes, and the processing machine having a global, as optimal recognized operating speed over the entire or constant operating conditions portion of the operating time is driven.
In Verarbeitungsmaschine ι für Stückgüter sind Lösungen bekannt, bei denen die Arbeitsgeschwindigkeit nach einer Menge des vorhandenen Verarbeitungsgutes geregelt wird.In processing machine for general cargo solutions are known in which the operating speed is regulated by a quantity of the existing material to be processed.
So wird entsprechend der DE-OS 3120603 die Arbeitsgeschwindigkeit einer Verarbeitungsmaschine nach der eingegebenen Zahl von Gefäßen, der Behandlungszeit, der möglichen Produktivität und dem aktuellen Befüllungsgrad stetig rechnerisch ermittelt und zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine selbst und/oder weiterer zugeordneter Maschinen herangezogen. Die Ermittlung erfolgt nach einem Berechnungsalgorithmus mittels Rechner auf der Grundlage von Sensorimpulsen aus dem Bereich der Maschine, die kontrollierend wirken. Die Regelungsgröße wird durch die Sensorimpulse adaptiv selbsttätig verändert.Thus, according to DE-OS 3120603, the operating speed of a processing machine according to the entered number of vessels, the treatment time, the possible productivity and the current Befülltungsgrad continuously calculated and used to control the operating speed of the machine itself and / or other associated machines. The determination is made according to a calculation algorithm by means of computers on the basis of sensor pulses from the area of the machine, which have a controlling effect. The control variable is adaptively automatically changed by the sensor pulses.
Nach der DE-CS 2740175 wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine nach der Verarbeitungsgutmenge geregelt, die ourch Sensorimpulse aus einem vorgeschalteten Speicher ermittelt wird.According to DE-CS 2740175, the operating speed of the processing machine is controlled by the amount of processed material, which is determined by sensor pulses from an upstream memory.
Nachteilig ist beiden Lösungen, daß die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit nur nach einer definierten Anzahl von Verarbeitungsgut bzw. von Produkten erfolgt und keine zuverlässigkeits- und produktivitätsvermindernden Faktoren aus dem Verarbeitungsprozeß selbst Berücksichtigung finden.The disadvantage of both solutions is that the regulation of the working speed takes place only after a defined number of processed goods or products and no reliability and productivity-reducing factors from the processing process itself are taken into account.
Diesen Nachteil beseitigen Lösungen in Verarbeitungsmaschinen, die bei verminderter Verarbeitungsgutqualität oder sonstigen Verarbeitungsbedingungen ein manuelles Umschalten auf eine geringere als die eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit zulassen.This disadvantage eliminates solutions in processing machines that allow for reduced processing material quality or other processing conditions, a manual switching to a lower than the set operating speed.
Das bezieht sich beispielsweise auf die Anwendung polumschaltbar Wechselstrommotore für die stufenweise und BreitkeilriemengetriebA oder thyristorgesteuerter Gleichstrommotore mit vorgeschaltetem Widerstand für die stufenlose Reduzierung de: Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine.This applies, for example, to the use of pole-changing AC motors for stepwise and wide-belt-belt transmissions or thyristor-controlled DC motors with an upstream resistor for stepless reduction in the working speed of the processing machine.
Nachteilig ist aiii η diesen Lösungen, daß wegen der Notwendigkeit zum m.'inuellen Verstellen der Arbeitsgeschwindigkeit ein Reagieren auf verminderte Zuverlässigkeit des Verarbeitungsprozesses nicht rechtzeitig und nur ungenau erfolgen kann.A disadvantage of these solutions is that because of the need for manual adjustment of the operating speed, a reaction to reduced reliability of the processing process can not be timely and only inaccurate.
Die Lösung nach DD-WP 246641 berücksichtigt durch die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit, deren Werte nach effektivitätsorientierten Kenngrößen ermittelt werden, die Verarbeitungsbedingungen und die zur Verfügung stehende Verarbeitungsgutmenge und erreicht durch den vorausschauenden gleichmäßigen Betrieb der Verarbeitungsmaschine eine zeitbezogene Stabilität des Verarbeitungsprozesses.The solution according to DD-WP 246641 takes into account, by the regulation of the working speed, the values of which are determined according to efficiency-oriented parameters, the processing conditions and the available amount of processing material and achieves a time-related stability of the processing process through the predictive, even operation of the processing machine.
Nachteilig ist jedoch, daß mit global vorgegebener Arbeitsgeschwindigkeit zeitweise verminderte Verarbeitungsgutqualitäten bis zum Erkennen durch die Bedienperson zu erhöhten Produktionsausschuß führen. Andererseits führt das Berücksichtigen solcher Verarbeitungsabschnitte durch die Vorgabe niedriger globaler Arbeitsgeschwindigkeiten zu Produktivitätsverllisten.The disadvantage, however, is that with globally predetermined operating speed temporarily reduced processing material qualities lead to recognition by the operator to increased production committee. On the other hand, considering such processing sections by setting lower global operating speeds leads to productivity deficits.
Zum Beispiel wird in Verpackungsmaschinen, wie Einschlagmaschinen für Süßwaren, das Verpackungsmittel von Rollen aus einem Speicher zugeführt. Die Forderung nach hohen Arbeitsgeschwindigkeiten haben zu Lösungen für einen automatischen Wechsel der Verpackungsmittelzuführung von parallel angeordneten Speichern geführt. Dieser Wechsel des Verpackungsmittels erweist sich hier als solch ein Verarbeitungsabschnitt, bei dem zeitweise verminderte Verarbeitungsgutqualitäten und/oder sonstige Verarbeitungsbedingungen das Gesamtniveau der global vorgegebenen Arbeitsgeschwindigkeiten beeinflussen.For example, in packaging machines such as confectionery wrapping machines, the wrapping means is fed from reels to a repository. The demand for high operating speeds have led to solutions for an automatic change of the packaging material supply of parallel memories. This change in the packaging means proves to be such a processing section in which temporarily reduced processing material qualities and / or other processing conditions influence the overall level of the globally predetermined operating speeds.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen optimalen Produktausstoß für Verarbeitungsmaschinen zu erreichen.The aim of the invention is to achieve optimum product output for processing machines.
Darlegung des Wosens der ErfindungExplanation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur eingestellter Arbeitsgeschwindigkeiten von Verarbeitungsmaschinen bei zeitweise verminderter Qualität eines oder mehrerer Verarbeitungsgüter oder der sonstigen Verarbeitungsbedingungen zu entwickeln.The invention has for its object to develop a method for correcting the adjusted operating speeds of processing machines with temporarily reduced quality of one or more processing materials or other processing conditions.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeitpunkt sich anbahnender und/oder notwendiger Vererbeitungsabschnitte verminderter Zuverlässigkeit bestimmt wird, die Arbeitsgeschwindigkeit ab diesem Zeitpunkt auf einen Wert verringert wird, der während des Verarbeitungsabschnittes verminderter Zuverlässigkeit mindestens noch die Funktionserfüllung unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert und anschließend die Arbeitsgeschwindigkeit wieder auf den globalen Wert orhöht wird.The object is achieved according to the invention by determining the point in time of impending and / or necessary processing steps, reducing the working speed from that point to a value which at least guarantees functional performance under the given processing conditions during the processing section of reduced reliability and subsequently the working speed is restored to the global value.
Der Vorteil der Lösung besteht insgesamt darin, daß durch den Wegfall des Beseitigens von Störungen, beispielsweise beim Verpackungsmittelwechsel, eine Verminderung des Bedienaufwandes erzielt wird und durch die geringere Anzahl von Ausfallabschnitten sowie die insgesamt mögliche höhere Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine die tatsächliche Produktivität erhöht und die Verarbeitungskosten gesenkt werden.The advantage of the solution as a whole is that by eliminating the elimination of disturbances, for example when changing packaging, a reduction of the operating effort is achieved and increased by the smaller number of failure sections and the overall possible higher operating speed of the processing machine, the actual productivity and reduced processing costs become.
AusführungsbelspleiAusführungsbelsplei
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dazugehörige Figur zeigt ein Stöuerungsdiagramm.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying figure shows a spoofing diagram.
In Verpackungsmaschinen, beispielsweise Einschlagmaschinen für Süßwaren, wird das Verpackungsmittel von Rollen aus einem Speicher zugoführt. Hohe Arbeitsgeschwindigkeiten haben zu Lösungen für einen automatischen Wechsel der Verpackungsmittelzuführung von parallel angeordneten Speichern geführt.In packaging machines, such as confectionery wrapping machines, the packaging material is fed by rollers from a store. High operating speeds have led to solutions for an automatic change of the packaging material supply of parallel storage.
Der automatische Verpackungsmittelwechsel erweist sich dabei als ein Verarbeitungsabschnitt, in dem signifikanten Produktivitätsverluste auftreten. Der Grund dafür ist einmal der Stillstand der Maschine beim Ausfall der Wechseleinrichtung und zum anderen der Ausschuß, der durch den Verpackungsmittelwechsel bedingt ist. In dieser Phase kommt es funktionsbedingt zu doppelt verpackte Produkte bzw. werden durch Störungen unverpackte Produkto ausgestoßen.The automatic change of packaging material proves to be a processing stage in which significant productivity losses occur. The reason for this is once the standstill of the machine in case of failure of the changing device and on the other hand the Committee, which is due to the change of packaging means. In this phase, due to the function, double-packaged products or unpackaged products are ejected due to malfunctions.
Die Ausfallwahrscheinlichkeiten der Wechseleinrichtung sowie die Anzahl der ausgesonderten Produkte und die damit auftretenden Produktiv>tätsverluste folgen einem nachgewiesenen funktionell Zusammenhang zur eingestellten Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine, "er gleiche Zusammenhang gilt bezüglich der Steuerung einer Produktweiche zum Aussondern der Ausschußprodukte für das Verhältnis der Anzahl qualitätsgerechter und damit unnötig ausgesonderter Produkte zur Anzahl der notwendigerweise wegen doppelter Verpackung oder anderen Ausschuß hervorrufenden Gründen auszusortierenden Produkte. Damit finden diese Produktivitätsverluste als arbeitsgeschwindigkeitsabhängige Größe Berücksichtigung. Das gilt sowohl bei der Berechnung globaler Optimalwerte als auch bei der Auswahl der vorzugebenden Arbeitsgeschwindigkeit no der Verpackungsmaschine auf Grund von Erfahrungswerten. Auf diese Weise beeinflussen sie in ihrer von den jeweiligen Verarbeitungsbedingungen abhängigen konkreten Wertigkeit die berechnete tatsächliche Produktivität für die gesamte Laufzeit der Verpackungsmaschine.The failure probabilities of the change device as well as the number of rejected products and the resulting loss of productivity following a proven functional relationship to the set operating speed of the processing machine, "he same context applies with respect to the control of a product diverter to separate the rejects for the ratio of the number of quality and thus of unnecessarily sorted out products for the number of products necessarily to be sorted due to duplicate packaging or other rejects, thus accounting for these productivity losses as a work rate dependent quantity, both in calculating global optimum values and in selecting the desired operating speed of the packaging machine based on experience In this way, they influence in their depending on the particular processing conditions concrete value the calculated actual productivity for the entire life of the packaging machine.
Die Öffnungsdauer der in der Verpackungsmaschine vorgesehenen Weiche zum Aussortieren der während des automatischen Verpackungsmittelwechsels hergestellten Produkte wird durch die maximale Zeitdauer bestimmt, inneihalb der doppelt verpackte Produkte auftreten können und die für den Weg von der Station des letzten Faltvorganges bis zur Weiche benötigtThe opening time of the switch provided in the packaging machine for sorting out the products produced during the automatic change of packaging means is determined by the maximum period within which double packaged products can occur and which is needed to travel from the station of the last folding operation to the switch
Nach der gegenwärtigen Lösung wird eine konstante Öffnungsdauer vorgegeben. Dadurch werden im normalen Botrieb, wo diese Zeitdauer drehzahlabhängig kleiner als die maximale Zeitdauer ist. eine größere Menge qualitätsgerecht hergestellte Produkte unnötigerweise aussortiert.According to the current solution, a constant opening duration is specified. As a result, in normal Botrieb, where this time is speed dependent less than the maximum time duration. a larger quantity of quality produced products unnecessarily sorted out.
Die vorgeschlagene Lösung besteht darin, den Zeitpunkt für den Beginn des Verpackungsmittelwechsels durch einen entsprechenden Sensor zu identifizieren. In der Regel kann das durch Feststellen des Zeitpunktes t,, eines Grenzwertes zum Füllungsgrad, oder des Zeitpunktes t2, dem Zeitpukt des Erreichens des ungefüllten Zustandes im jeweils aktiven Speicher PM 1 erfolgen. Damit wird der Beginn eines Verarbeitungsabschnittes definiert, für den eine determiniert veränderte Arbeitsgeschwindigkeit nB* gegenüber dem global vorgegebenen Wert nB einzustellen ist.The proposed solution is to identify the point in time for the beginning of the change of packaging means by a corresponding sensor. In general, this can be done by determining the time t ,, a limit to the degree of filling, or the time t 2 , the Zeitpukt reaching the unfilled state in each active memory PM 1. This defines the beginning of a processing section for which a deterministically changed operating speed n B * must be set in relation to the globally predetermined value n B.
Die Funktionssicherheit der Verarbeitungsmaschine nimmt mit steigender Drehzahl bzw. steigender Arbeitsgeschwindigkeit ab.The reliability of the processing machine decreases with increasing speed or increasing operating speed.
Diese wird auf einen Wert verringert, der gerade noch die Erfüllung der Funktion unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert. Dabei bedeutet Funktionserfüllung die unter Anwenderbedingungen ökonomisch vertretbare Wahrscheinlichkeit der Funktionserfüllung. Es gilt na* < ng.This is reduced to a value that just barely guarantees the fulfillment of the function under the given processing conditions. Functional fulfillment means the probability of functional fulfillment that is economically justifiable under user conditions. It applies n a * ng.
Nachdem die Zuführung des Verarbeitungsgutes vom aktiven Speicher PM 1 auf den bis dahin passiven gefüllten Speicher PM 2 gewechselt wurde (Zeitpunkt tj), sowie die Produktweiche zum Aussondern doppelt verpackten Gutes (z. B. kleinstückiger Süßwaren) geöffnet (Zeitpunkt t3) wurde, das letzte abgezogene Verpackungsmittel aus dem bis dahin aktiven Speicher PM 1 das zu verpackende Gut erreicht hat (Zeitpunkt t4) und die Produktwaiche wieder geschlossen wurde (Zeitpunkt I6), wird dio Arbeitsgeschwindigkeit wieder von nB* auf den globalen Wert nB erhöht.After the feed of the processed material from the active storage PM 1 to the hitherto passive filled storage PM 2 has been changed (time tj), and the product diverter for sorting out double-packaged goods (eg small pieces of confectionery) was opened (time t 3 ), the last withdrawn packaging material from the hitherto active memory PM 1 has reached the good to be packaged (time t 4 ) and the product shaft was closed again (time I 6 ), the operating speed is again increased from n B * to the global value n B ,
Damit wird erreicht, daß die Wahrscheinlichkeit der Funktionserfüllung der Einrichtung zum Verpackungsmittelwechsel berechenbar ist und einen Wert erreicht, der größer als der bisher einstellbare ist. Der automatische Verpackungsmittelwechsel kann ohne oder mit einer wesentlich geringeren Anzahl Störungen erfolgen.This ensures that the probability of functional fulfillment of the means for changing the packaging means is calculable and reaches a value which is greater than the previously adjustable. The automatic change of packaging can be done without or with a much lower number of disturbances.
Dadurch können außerhalb der Zeit des Verpackungsmittelwechsels größere Werte für die Arbeitsgeschwindigkeit vorgegeben werden. Das heißt, die global vorgegebene Arbeitsgeschwindigkeit kann von n0 auf nB gebracht werden. Da diese Zeit den überwiegenden Teil der Verarbeitungszeit ausmacht, kommt es insgesamt zu einem höheren Niveau der tatsächlichen Produktivität der Verpackungsmaschine.As a result, larger values for the operating speed can be predefined outside the time of the change of packaging material. That is, the global default operating speed can be brought from n 0 to n B. Since this time accounts for most of the processing time, there is an overall increase in the actual productivity of the packaging machine.
Weiterhin kann die notwendige Öffnungsdauer der Weiche zum Aussondern des anfallenden Ausschusses genau vorgegeben werden so daß nur roch doppelt verpackte Süßwaren ausgeschieden werden.Furthermore, the necessary opening period of the switch to discard the resulting committee can be precisely specified so that only smells doubly packed confectionery are eliminated.
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