DE10051758A1 - Positioning system of transport carriage moved using tension medium esp. for quick travel and positioning of heavy transport carriage across wide travel path - Google Patents
Positioning system of transport carriage moved using tension medium esp. for quick travel and positioning of heavy transport carriage across wide travel pathInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung und ein damit durchführ bares Arbeitsverfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9.The invention relates to a positioning device and to perform it cash working method according to the preambles of claims 1 and 9.
Als Zugmittel bekannter Positioniervorrichtungen sind Kettenantriebe bekannt, die jeweils von einem Antriebsmotor über Antriebsritzel bewegt werden.Chain drives are known as traction means known, each of which is driven by a drive motor via drive pinion become.
Nachteilig an diesen bekannten Positioniervorrichtungen ist insbesondere das große Gewicht der Ketten sowie deren Dehnungs- und Schwingungs verhalten. Beim schnellen Transport schwerer Lasten über einen weiten Verfahrweg von mehreren Metern mit einer großen positiven und negati ven Beschleunigung werden zum einen sehr hohe Motorleistungen benö tigt und zum anderen tritt im Bereich einer End- oder Zwischenposition ei ne Schwingung des mit einer Last beladenen Transportwagens auf, die unter anderem von dem durchhängenden und schwingenden Leer-Trum des Zugmittels erzeugt wird. Vor dem Absetzen einer Last an einer exakt vorherbestimmten Position muss jedoch das Abklingen dieser Schwingung abgewartet werden, wodurch sich der gesamte Prozessablauf unnötig ausdehnt.A disadvantage of these known positioning devices is in particular the great weight of the chains as well as their stretching and vibration behavior. When transporting heavy loads quickly over a wide area Travel of several meters with a large positive and negati On the one hand, very high engine outputs are required for acceleration tig and on the other occurs in the area of a final or intermediate position ne vibration of the transport vehicle loaded with a load, the among other things from the sagging and swinging empty run of the traction device is generated. Before placing a load on one However, the predetermined position requires the decay of this vibration be waited, which makes the entire process unnecessary expands.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine optimierte Positioniervorrichtung und ein damit durchführbares Arbeitsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen über einen langen Verfahrweg eine schnelle Positionierung mit sehr hoher Positioniergenauigkeit ohne Endpositionierschwingungen durchführgeführt werden kann.The object of the invention is an optimized positioning device and to provide a work process that can be carried out with over a long travel distance with a quick positioning very high positioning accuracy without end positioning vibrations can be carried out.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in Verbindung mit den Oberbegriffs merkmalen erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Merk male der Ansprüche 1 und 9 angegebenen technischen Lehren.This problem is solved in connection with the generic term Features according to the invention by the in the characterizing note male of claims 1 and 9 specified technical teachings.
Das Zugmittel der erfinderischen Positioniervorrichtung besteht aus ei nem Zahnriemen der im Bereich seiner Umlenkung über separate An triebsräder und zwei separate Antriebsmotoren angetrieben wird, wobei jeder Antriebsmotor eine Leistung aufweist, die größer ist als die halbe zur Gewährleistung einer geforderten Beschleunigung eines maximal be ladenen Transportwagens benötigte Leistung.The traction means of the inventive positioning device consists of egg nem timing belt in the area of its deflection via separate An drive wheels and two separate drive motors is driven, wherein each drive motor has an output that is greater than half to ensure a required acceleration of a maximum be loaded trolley required performance.
Vorteilhaft an dieser Konstruktion ist zum einen die Verwendung eines Zahnriemens als Zugmittel, welcher ein wesentlich geringeres Eigenge wicht aufweist als eine Kette und somit einer Beschleunigung weniger Trägheitskräfte entgegensetzt, sodass die erforderliche Motorleistung der Antriebsmotoren entsprechend geringer dimensioniert werden kann. Des weiteren ist ein solcher Zahnriemen nahezu wartungsfrei, da er nicht ge schmiert werden muss und über seine Lebensdauer nur eine geringfügi ge Dehnung aufweist. Durch die Anordnung zweier separater Antriebs motoren kann die erforderliche Antriebsleistung zunächst aufgeteilt wer den und zum anderen kann durch eine Momentenvorsteuerung über die eingesetzten Regler das Schwingungsverhalten der Positioniervorrichtung in vorteilhafter Weise beeinflusst werden. One advantage of this construction is the use of a Timing belt as a traction device, which has a much lower Eigenge weight than a chain and therefore less acceleration Opposed inertia forces, so that the required motor power of the Drive motors can be dimensioned correspondingly smaller. Of further such a toothed belt is almost maintenance-free because it is not ge must be lubricated and only slightly over its lifespan ge has elongation. By arranging two separate drives engines can first divide the required drive power the one and the other can by a torque pre-control via the used controller the vibration behavior of the positioning device be influenced in an advantageous manner.
Mit der erfinderischen Positioniervorrichtung und dem mit diesem durch führbaren Arbeitsverfahren wird es bei der Verwendung zweier voneinan der beabstandet angeordneten parallelen Zahnriemen ermöglicht, eine Last von ca. 6000 Kilogramm über einen Verfahrweg von über 15 Metern innerhalb von wenigen Sekunden durchzuführen und das Transportgut am Ende des Verfahrweges sofort ohne Wartezeit exakt an einen vorbe stimmten Ort positionieren zu können. Eine solche Positioniervorrichtung und das damit ausführbare Arbeitsverfahren lässt sich für Transportwagen verwirklichen die nur zwei oder aber mehrere Positionen zum Aufnehmen und Absetzen von Lasten anfahren können, beispielsweise für einen Be legerwagen einer Presse oder aber für einen Portalstapler zum Versetzen von Werkstücken oder Containern auf unterschiedliche Stapel. Die Lage rung des Transportwagens kann dabei wahlfrei, insbesondere aber über auf einer Rollenbahn geführten Rollen erfolgen.With the inventive positioning device and with this It becomes feasible working procedures when using two of one another the spaced parallel toothed belt enables one Load of approx. 6000 kg over a travel distance of over 15 meters perform within a few seconds and the cargo at the end of the traversing path, exactly past one without waiting to be able to position the right place. Such a positioning device and the working method that can be carried out with it can be used for transport trolleys realize the only two or more positions for shooting and setting off loads, for example for a loading lay wagons for a press or for a portal stacker to move of workpieces or containers on different stacks. The location tion of the trolley can be optional, but in particular via Rollers are guided on a roller conveyor.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the subject matter of the invention result from the following subclaims.
Vorzugsweise ist ein geschlossener Zahnriemen geringfügig länger aus geführt als der maximale Verfahrweg lang ist, wobei die endseitigen Umlenkrollen des Zahnriemens als Antriebsräder ausgebildet sind, die jeweils über ein Getriebe von einem separaten Antriebsmotor angetrie ben werden. Dies ermöglicht einen extrem einfachen Aufbau der Positio niervorrichtung ohne weitere Andruck- oder Umlenkrollen für den oder die Zahnriemen. A closed toothed belt is preferably slightly longer guided as the maximum travel distance is long, the end Deflection pulleys of the toothed belt are designed as drive wheels each driven by a separate drive motor via a gearbox be. This enables an extremely simple construction of the position kidney device without further pressure or deflection rollers for the or the timing belt.
Die Antriebsmotoren selber sind mit Inkrementalgebern versehen, sodass über die elektronische Steuerung eine exakte Positionierung eines Trans portwagens gewährleistet werden kann.The drive motors themselves are provided with incremental encoders so that exact positioning of a trans port wagon can be guaranteed.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Positionier vorrichtung ist der Zahnriemen unmittelbar am Transportwagen festge legt, sodass ein schwingungsanregendes Spiel zwischen den Bauteilen ausgeschlossen ist.According to a particularly preferred embodiment of the positioning device, the toothed belt is fixed directly to the trolley so that a vibration-stimulating play between the components is excluded.
Um ein optimiertes Beschleunigen und Abbremsen der Antriebsmotoren zu gewährleisten, ist in der elektronischen Steuerung eine Leitfrequenz für jeden Antriebsmotor abgespeichert, sodass in jeder Position, vor allen Dingen aber in einer Endposition eines Transportwagens einem Schwin gen des Zahnriemens wirksam entgegen gearbeitet werden kann. In der elektronischen Steuerung können des weiteren für unterschiedliche Last fälle, wie z. B. unterschiedlich lange Transportwege, variierende Last, unterschiedliche Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen des Trans portwagens unterschiedliche Leitfrequenzen abgespeichert sein. Solche Leitfrequenzen sind bevorzugterweise über eine Computersimulation er zeugt, sodass aufwendige Versuche zur Optimierung des Arbeitsverfah rens entfallen können. Die endgültig verwendeten Leitfrequenzen kön nen anschließend durch einige wenige Versuche oder auch während des Betriebs an Hand der tatsächlichen Bedingungen über die elektronische Steuerung optimiert werden, wobei auch ständig ein Abgleich mit dem geforderten Arbeitsergebnis erfolgen kann, sodass durch die Anpassung der Leitfrequenz beispielsweise temperatur- oder verschleißabhängige Beeinflussungsgrößen sofort von der elektronischen Steuerung kompen siert werden können. For optimized acceleration and deceleration of the drive motors To ensure that there is a master frequency in the electronic control stored for each drive motor, so that in every position, in front of everyone But things in a final position of a dolly a pig against the timing belt can be effectively counteracted. In the electronic control can furthermore for different load cases such as B. transport routes of different lengths, varying loads, different speeds or accelerations of the trans different guide frequencies can be stored. Such Guide frequencies are preferably via computer simulation testifies so that complex experiments to optimize the work process rens can be omitted. The master frequencies finally used can then by a few trials or during the Operating based on the actual conditions on the electronic Control can be optimized, with a constant comparison with the required work result can take place, so by the adjustment the master frequency, for example, temperature or wear-dependent Influencing variables immediately from the electronic control can be settled.
Bei dem erfinderischen Arbeitsverfahren der Positioniervorrichtung wer den die beiden Antriebsmotoren gemeinsam über Regler und die elekt ronische Steuerung betrieben, in der die Leitfrequenzen für die Motoren abgespeichert sind und die die erforderlichen Positionier- und Drehzahl werte sowie die Drehmomentvorsteuerung vorgibt.In the inventive method of working the positioning device the two drive motors together via controller and the elect ronic control operated in which the master frequencies for the motors are stored and the required positioning and speed values and the torque pre-control.
Bevorzugterweise wird jeder Antriebsmotor mit einer eigenen Leitfrequenz betrieben, die gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfinderischen Arbeitsverfahrens über die im Betrieb realisierten Positio nier- und Drehzahlwerte permanent oder zeitweise überprüft, angepasst und abgespeichert wird.Each drive motor is preferably with its own master frequency operated, which according to a further preferred embodiment of the inventive working method on the position realized in the company Kidney and speed values checked permanently or temporarily, adjusted and saved.
Nachfolgend ist das Antriebskonzept der Erfindung an Hand einer Skizze näher beschrieben.The following is the drive concept of the invention based on a sketch described in more detail.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze des Antriebskonzepts. Fig. 1 shows a schematic diagram of the drive concept.
Die Positioniervorrichtung weist einen Zahnriemen 1 auf, der zwei An triebsräder 5 umschlingt, die über Getriebe 6 mit den Antriebsmotoren 3 verbunden sind, wobei die Antriebsmotoren 3 als Gleichstrommotoren und die Getriebe 6 als Stirnradgetriebe ausgebildet sind. Jeder An triebsmotor 3 ist mit einem Regler 4 und einem Inkrementalgeber 10 versehen, wobei die elektronische Steuerung 7 einen Leitfrequenz- Sollwert 12 und eine Momentenvorsteuerung 11 vorgibt, und über einen inkrementellen Lage-Istwert 13 den jeweiligen Betriebszustand detektiert, mit dem Sollwert vergleicht und erforderlichenfalls über eine Beeinflus sung der Regler 4 oder der Momentenvorsteuerung 11 Abweichungen vom Sollwert nachregelt.The positioning device has a toothed belt 1 , which wraps around two drive wheels 5 , which are connected via gears 6 to the drive motors 3 , the drive motors 3 being designed as DC motors and the gears 6 as spur gears. Each drive motor 3 is provided with a controller 4 and an incremental encoder 10 , wherein the electronic control 7 specifies a master frequency setpoint 12 and a torque precontrol 11 , and detects the respective operating state via an incremental actual position value 13 , compares it with the setpoint value and, if necessary Via an influence on the controller 4 or the torque precontrol 11, readjustments of the setpoint.
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