DE102006061310B4 - Device for moving masses by means of a shaft or roller, which can be driven by a motor drive - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Bewegen von Massen mittels einer Welle oder Walze (10, 11), die über einen motorischen Antrieb (4) antreibbar und in vorbestimmten Winkelstellungen bis zum Stillstand abbremsbar und wieder antreibbar ist, mit einem induktiven Messsystem (16, 17), bei welchem der Welle (10, 11) ein Betätigungselement (16) zugeordnet ist, das ein induktives Ringsensorelement (17) bedämpft, das einen oder mehrere induktive Stellungsgeber bzw. Sensoren (18, 19, 20) aufweist, wobei die von dem Ringsensorelement (17) ermittelten Signale an wenigstens einen Mikroprozessor weiterleitbar sind, der bzw. die in eine Steuer- oder Regelvorrichtung (25) einbezogen ist bzw. sind, die Signale an den motorischen Antrieb (4) weiterleitet, wobei das induktive Messsystem (16, 17) durch ein- oder mehrmaliges Ansteuern einer gewünschten Drehposition selbstlernend, also programmierbar ist, wobei das induktive Messsystem (16, 17) eine Nullposition (22) aufweist, wobei das Ringsensorelement (17) die Welle (10, 11) mit dem Betätigungselement (16) mit Spaltabstand umschließt, wobei in einer der Vorrichtung zugeordneten...Device for moving masses by means of a shaft or roller (10, 11), which can be driven by a motor drive (4) and braked to a standstill in predetermined angular positions and driven again, with an inductive measuring system (16, 17), in which the shaft (10, 11) is associated with an actuating element (16) which attenuates an inductive ring sensor element (17) which has one or more inductive position sensors or sensors (18, 19, 20), which of the ring sensor element (17) detected signals can be forwarded to at least one microprocessor, which is or are included in a control or regulating device (25), which forwards signals to the motor drive (4), wherein the inductive measuring system (16, 17) by a - or repeated driving a desired rotational position self-learning, that is programmable, wherein the inductive measuring system (16, 17) has a zero position (22), wherein the ring sensor element (17) the shaft ( 10, 11) with the actuating element (16) encloses gap distance, wherein in one of the device associated with ...
Description
Gattunggenus
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen von Massen mittels einer Welle oder Walze, die über einen motorischen Antrieb antreibbar ist und in vorbestimmten Winkelstellungen bis zum Stillstand abbremsbar und wieder antreibbar ist.The invention relates to a device for moving masses by means of a shaft or roller, which is driven by a motor drive and can be braked in predetermined angular positions to a standstill and again driven.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Die Antriebswalze des Drehtisches verfährt immer im 360°-Schritt, das heißt jeweils eine Umdrehung nach vorne oder zurück. Für Drehtische mit zwei oder mehr Positionen, zum Beispiel 180°-Schritten usw., wird mit Untersetzungsgetrieben gearbeitet. Die Abfrage der verschiedenen Positionen ist sehr aufwendig und teuer, da hierzu Nocken zur Anwendung kommen und sogenannte Initiatoren und Reihengrenztaster. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die verschiedenen Abnehmer die Abfragepositionen selbst einrichten. Die Endlagenbestimmung wird also vom Endkunden eingestellt, was sehr aufwendig und auch lastabhängig ist. Bei mechanischem Verschleiß ist außerdem eine Nachjustierung erforderlich, was abermals zeit- und arbeitsaufwendig ist.The drive roller of the turntable always moves in the 360 ° step, that is one turn each forward or back. For rotary tables with two or more positions, for example 180 ° increments etc., reduction gears are used. The query of the various positions is very complicated and expensive, since this cam are used and so-called initiators and series limit switch. It should be noted that the different customers set up the query positions themselves. The end position determination is therefore set by the end customer, which is very complex and load-dependent. In case of mechanical wear, a readjustment is also required, which is again time and labor consuming.
Aus der
Aus der
Die
Die
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bewegen von Massen gemäß der im Patentanspruch 1 vorausgesetzten Art dahingehend zu verbessern, dass die Abfrage der Drehrichtung und etwaiger Schaltpunkte bzw. Endlagenkontrollen und deren kundenspezifische Einrichtung oder Programmierung problemloser zu bewerkstelligen ist.The invention is based on the object, a device for moving masses according to the type presupposed in
Lösung der AufgabeSolution of the task
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the reproduced in
Erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 20 beschrieben.Inventive embodiments are described in
Einige VorteileSome advantages
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wertet ein induktives Meßsystem die jeweilige Position aus und übermittelt entsprechende Signale an einen integrierten Mikroprozessor. Dieser Mikroprozessor ist in eine Steuerung bzw. Regelung einbezogen, durch die der motorische Antrieb die Walze entsprechend steuert. Während der Drehbewegung der Walze wird innerhalb des sogenannten Rastwinkels last- und drehzahlabhängig der motorische Antrieb ein- bzw. abgeschaltet. Dabei wird zwischen langsamen und schnellen, getrennten Schaltpunkten unterschieden. Diese Schaltpunkte werden selbst erlernt und kontinuierlich optimiert, zum Beispiel bei Lastwechsel oder Bremsverschleiß. Das Einlernen der Schaltpunkte wird durch ein- oder mehrmaliges Ansteuern der gewünschten Schaltpunkte bzw. Positionen „eingelernt” (abgespeichert, teach-in). Sollen diese Schaltpunkte verändert werden, brauchen die neuen Schaltpunkte lediglich einmalig oder mehrere Male angesteuert zu werden, um sie in den betreffenden Mikroprozessor nach der Teach-In-Methode abzuspeichern oder „einzulernen”. Für den Fall, dass die Schaltpunkte sich innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte verändern, zum Beispiel außerhalb der sogenannten Rastwinkel liegen, wird eine Störmeldung ausgegeben. Außerdem überwacht die Steuerung und/oder Regelung das Erreichen einer Nullposition und das Überfahren derselben. Dabei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl für den Reversierbetrieb als auch für den Durchlaufbetrieb verwendet werden.In the device according to the invention, an inductive measuring system evaluates the respective position and transmits corresponding signals to an integrated microprocessor. This microprocessor is included in a control or regulation by which the motor drive controls the roller accordingly. During the rotational movement of the roller load and speed dependent on the motor drive is switched on or off within the so-called locking angle. A distinction is made between slow and fast, separate switching points. These switching points are self-taught and continuously optimized, for example during load changes or brake wear. The teach-in of the switching points is "learned" (stored, teach-in) by activating the desired switching points or positions once or several times. If these switching points are to be changed, the new switching points only need to be controlled once or several times in order to store them in the relevant microprocessor according to the teach-in method or "teach in". In the event that the switching points change within the specified limits, for example outside the so-called locking angle, a fault message is output. In addition, the controller and / or controller monitors the achievement of a zero position and the crossing of the same. In this case, the device according to the invention can be used both for the reversing operation and for the continuous operation.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Ringsensorelement auf zum Beispiel Drahtbruch und Kurzschluss die Vorrichtung überwacht wird und im Fall eines Fehlers die Ausgänge abschaltet und eine Störmeldung abgibt.Another advantage is that the ring sensor element is monitored for, for example, wire break and short circuit the device and in the event of an error turns off the outputs and emits a fault message.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Mikroprozessor relevante Diagnosedaten wie Anzahl Zyklen, Taktzeiten, Drehunterbrechungen, Überläufe usw. überwacht und abspeichert. Diese Daten sind über eine serielle Schnittstelle abrufbar.It is particularly advantageous that the microprocessor monitors and stores relevant diagnostic data such as number of cycles, cycle times, rotation breaks, overflows, etc. These data can be called up via a serial interface.
Der als Ringinitiator ausgebildete Ringsensor kann dabei für alle Walzen passend ausgeführt werden und einer Blackbox funktional zugeordnet sein, die in einen Schaltschrank und damit in eine Steuerung oder Regelung einbezogen ist und kundenspezifische Applikationen aufweist. Diese Blackbox erhält Eingangssignale von dem induktiven Sensor oder den induktiven Sensoren als Analogwert oder als serielles Signal und erfasst zum Beispiel die Drehrichtung, die Nullposition und die Drehgeschwindigkeit sowie etwaige Toleranzwerte. Außerdem wird dadurch eine Optimierung des Bremspunktes ermöglicht, so dass zum Beispiel die Walze an der exakten Endlage zum Stehen kommt. Auch Notstopps, Umschaltvorgänge auf Schnell- auf Langsamfahrt usw. können dadurch erfasst werden, so dass zum Beispiel Überlastvorgänge abspeicherbar und jederzeit abrufbar sind.The ring sensor designed as a ring initiator can be designed to fit all rollers and be functionally assigned to a black box, which is included in a control cabinet and thus in a control or regulation and has custom applications. This black box receives input signals from the inductive sensor or the inductive sensors as an analog value or as a serial signal and detects, for example, the direction of rotation, the zero position and the rotational speed as well as any tolerance values. In addition, an optimization of the braking point is thereby made possible, so that, for example, the roller comes to a stop at the exact end position. Even emergency stops, switching operations on fast to slow driving, etc. can be detected, so that, for example, overload operations can be stored and retrieved at any time.
Wenn von „langsam” oder „Langsamfahrt” in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung die Rede ist, so werden darunter niedrige und höhere Drehzahlen verstanden und damit entsprechende Drehgeschwindigkeiten verstanden.Whenever "slow" or "slow travel" is mentioned in the claims and / or the description, it is understood to include lower and higher speeds and thus to mean corresponding rotational speeds.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich mit besonderem Vorteil bei Drehtischen mit Schrittantrieb anwenden mit einer durch Wälzlager drehbar in einem Gehäuse gelagerten Tischplatte, von deren Unterseite mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen versetzt auf dem gleichen Durchmesser angeordnete als Rollenbolzen ausgebildete Antriebsbolzen hervortreten, welche in einer Antriebsnut in eine in einem Gehäuse gelagerten, motorisch antreibbaren Walze eingreifen, wobei der Verlauf der Antriebsnut die Charakteristik – Beschleunigung, Drehbewegung, Stillstandposition – der Drehbewegung der Tischplatte bestimmt, wobei zum Beispiel der Walze ein Betätigungselement zugeordnet ist, das zusammen mit einem die Walze mit Ringspalt umschließenden, induktiven Ringsensor ein induktives Messsystem bildet, das durch ein oder mehrmaliges Ansteuern vorbestimmter Positionen diese Position oder Positionen in einem Mikroprozessor abspeichert, wobei diese Positionen als Signale an eine Steuer- oder Regelvorrichtung für den motorischen Antrieb der Walze des Drehtisches weiterleitbar sind. Durch dieses induktive Messsystem lässt sich zum Beispiel automatisch die Bremsposition mit automatischer Verschleißnachregelung und automatischer Lastabhängigkeitsregelung in einer Steuer- und Regelvorrichtung darstellen. Der Mikroprozessor kann auch die statistische Überwachung des Drehtisches hinsichtlich Zykluszeiten, Drehgeschwindigkeit, Anzahl von Notstopps, Anzahl der Umschaltvorgänge von Schnell- und Langsamfahrt und umgekehrt, abrufbar speichern. Da das induktive Messsystem mit dem Mikrospeicher stetig die Drehbewegung der Walze erfasst, lassen sich auch Grenzwerte vor und nach der idealen Nullposition präzise ansteuern.A device according to the invention can be used with particular advantage in turntables with step drive with a rotatably supported by rolling bearings in a housing table top, from the underside of several, arranged at equal angular intervals on the same diameter formed as a roller bolt drive bolts emerge, which in a drive groove in a engages in a housing, motor-driven roller engage, the course of the drive groove determines the characteristics - acceleration, rotation, standstill - the rotational movement of the table top, for example, the roller is associated with an actuating element, which together with a roller enclosing the roller gap, Inductive ring sensor forms an inductive measuring system which stores this position or positions in a microprocessor by one or more times driving predetermined positions, these positions as signals to a control or control device for the motor drive of the roller of the turntable are forwarded. By means of this inductive measuring system, for example, the braking position with automatic wear regulation and automatic load-dependency regulation can be automatically displayed in a control and regulating device. The microprocessor may also retrievably store the turntable statistical monitoring of cycle times, rotational speed, number of emergency stops, number of fast and slow travel shifts, and vice versa. Since the inductive measuring system with the micro memory continuously records the rotational movement of the roller, limit values can also be precisely controlled before and after the ideal zero position.
Erfinderische Ausgestaltungen Inventive embodiments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 20 beschrieben.Further inventive embodiments are described in
Einige VorteileSome advantages
Drehtische werden in der Regel mit einpoligen oder polumschaltbaren Drehstromasynchronmotoren und der Kontrolle der Nullposition angetrieben. Die Positionserfassung des Drehtisches zur selektiven Werkzeugfreigabe erfolgt dabei nicht über die Steuerung, sondern wird separat über Annäherungsschalter direkt an der Drehtischplatte abgefragt. Durch ein Betätigungselement auf der Antriebswalze wird die Position der Walze mit einem induktiven Ringsensor über die vollen 360 Grad erfasst. Die Nullposition der Drehwalze (Rastwinkel) ist für jede Teilung physikalisch immer an der gleichen Stelle. Ist die Walze in der Nullposition, wird der Ausgang „in Position” eingeschaltet. Die Nullposition ist gegeben, wenn die Walze innerhalb des Rastwinkels von zum Beispiel 30 Grad steht. Dies bedeutet, dass die ideale Nullposition in der Mitte des Rastwinkels, also bei zum Beispiel 15° liegt. In dieser idealen Nullposition soll der Drehtisch zum Stehen kommen. Die Nullposition wird durch eine LED angezeigt. Bei einer Abweichung von mehr als fünf Grad wird der Abschaltpunkt selbsttätig durch Steuerung bzw. Regelung korrigiert, um die ideale Nullposition bei der nächsten Drehung wieder zu erreichen. Würde der korrigierte Schaltpunkt außerhalb des Rastwinkels liegen, zum Beispiel durch Bremsverschleiß würde dies zu Schäden am Drehtisch führen. Dies muss verhindert werden, zusätzlich wird dies durch eine LED angezeigt (Ende des Rastwinkels). Wird die Nullposition überfahren, die Walze kommt also außerhalb des Rastwinkels zum Stehen, wird der Ausgang „Überlauf vorn” bzw. „Überlauf zurück”, eingeschaltet. Der Überlauf kann durch jeweils eine LED angezeigt werden.Rotary tables are usually driven by single-pole or pole-changing three-phase asynchronous motors and control of the zero position. The position detection of the rotary table for selective tool release does not take place via the controller, but is queried separately via proximity switch directly on the turntable plate. By an actuator on the drive roller, the position of the roller is detected with an inductive ring sensor over the full 360 degrees. The zero position of the rotary roller (locking angle) is physically always in the same place for each division. If the roller is in the zero position, the output "in position" is switched on. The zero position is given when the roller is within the locking angle of, for example, 30 degrees. This means that the ideal zero position is in the middle of the locking angle, ie at 15 °, for example. In this ideal zero position, the turntable should come to a stop. The zero position is indicated by an LED. If there is a deviation of more than five degrees, the cut-off point is automatically corrected by control to regain the ideal zero position at the next rotation. If the corrected switching point were outside the locking angle, for example due to brake wear, this would lead to damage to the turntable. This must be prevented, in addition this is indicated by an LED (end of the locking angle). If the zero position is exceeded, the roller comes to a stop outside of the locking angle, the output "overflow front" or "overflow back", is turned on. The overflow can be indicated by one LED each.
Funktionsbetrieb der DrehtischsteuerungFunctional operation of the turntable control
Die Drehtischsteuerung erhält von der übergeordneten Steuerung oder Regelung ein richtungsabhängiges Startsignal, wenn der Drehtisch drehen soll „Vorwärts Ein” bzw. „Rückwärts Ein”, und zusätzlich ein Signal, wenn der Drehtisch mit der niedrigen Drehzahl drehen soll „Langsam ein”. Daraufhin überprüft die Drehtischsteuerung oder Regelung für die jeweilige Richtung die Fahrfreigaben (kein Überlauf, Position vorn/zurück noch nicht erreicht). Ist die Fahrfreigabe in Ordnung, wird der Ausgang „Vorwärts Start” bzw. „Rückwärts Start” eingeschaltet und die Leistungsschütze des Drehtischmotors für die freigegebene Richtung eingeschaltet. Erst jetzt beginnt der Drehtisch sich zu drehen. Wird der Rastwinkel verlassen, wird der Ausgang „in Position” ausgeschaltet. Die Abschaltung der Drehtischbewegung erfolgt mit dem Erreichen des vorher berechneten Schaltpunktes, der Ausgang „Vorwärts Start” bzw. „Rückwärts Start” wird ausgeschaltet. Ist der Ausgang „Vorwärts Start” bzw. „Rückwärts Start” ausgeschaltet, die Drehtischbewegung also Null und die Walze im Rastwinkel, wird von der Drehtischsteuerung der Ausgang „in Position” eingeschaltet. Wird der Rastwinkel überfahren, wird der Ausgang „Überlauf vorn” bzw. „Überlauf zurück” eingeschaltet. Die übergeordnete Steuerung oder Regelung setzt mit dem Signal „in Position” bzw. „Überlauf vorn”, „Überlauf zurück” und das Startsignal „Vorwärts Ein” bzw. „Rückwärts Ein”, zurück. Dies wird von der Drehtischsteuerung kontrolliert. Bei erneutem Setzen des Startsignals kann eine neue Bewegung ausgelöst werden.The turntable controller receives a directional start signal from the higher-level controller when the turntable is to rotate "forward on" and "backward on", and additionally a signal when the turntable is to rotate at the low speed "slow on". The turntable controller or controller then checks the drive clearances for each direction (no overflow, forward / backward position not yet reached). If the drive enable is correct, the "Forward Start" or "Backward Start" output is switched on and the contactor of the turntable motor for the enabled direction is switched on. Only now does the turntable turn. If the locking angle is left, the output "in position" is switched off. Switching off the rotary table movement takes place when the previously calculated switching point has been reached; the "Forward Start" or "Backward Start" output is switched off. If the "Forward Start" or "Backward Start" output is switched off, the rotary table movement is therefore zero and the roller in the locking angle, the turntable control activates the output "in position". If the stop angle is overrun, the "overflow front" or "overflow back" output is switched on. The higher-level controller or control unit resets with the signal "in position" or "overflow forward", "overflow backwards" and the start signal "forward on" or "backward on". This is controlled by the turntable control. When the start signal is set again, a new movement can be triggered.
Das Startsignal „Vorwärts Ein” bzw. „Rückwärts Ein” muss während der gesamten Drehtischbewegung eingeschaltet sein. Wird das Startsignal unterbrochen, muss sofort der Ausgang „Vorwärts Start” bzw. „Rückwärts Start” ausgeschaltet werden. Bei der Erstinbetriebnahme oder nach Gerätetausch erfolgt mit dem Defaultwert von zehn Grad für „schnell” und fünf Grad für „langsam” vor der idealen Nullposition die Abschaltung. Danach wird durch die Differenz zwischen der idealen Nullposition der für jeden Drehtisch spezifische Abschaltpunkt ermittelt und gespeichert. Da der Abschaltpunkt auch durch äußere Einflüsse, zum Beispiel Last, beeinflusst wird, kann es beim erstmaligen Einschalten nach Laständerungen zum Überfahren der Nullposition kommen. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn der Drehtisch bei der Erstinbetriebnahme in der Herstellerfirma ohne Kundenlast betrieben wird und später beim Kunden mit der endgültigen Last.The start signal "forward on" or "backward on" must be switched on during the entire turntable movement. If the start signal is interrupted, the output "Forward Start" or "Backward Start" must be switched off immediately. During initial commissioning or after device replacement, the default value of ten degrees for "fast" and five degrees for "slow" before the ideal zero position causes the shutdown. Thereafter, the difference between the ideal zero position determines and stores the turn-off point specific to each turntable. Since the switch-off point is also influenced by external influences, for example load, it can come to the zero position when switching on for the first time after load changes. This is the case, for example, when the turntable is operated without customer load during initial startup at the manufacturer and later at the customer with the final load.
Störungserfassung und DiagnoseFault detection and diagnosis
Die Drehtischsteuerung gemäß der Erfindung testet kontinuierlich das eigene System, um Fehlfunktionen auszuschließen. Insbesondere ist der Ringsensor auf korrekte Funktion zu überprüfen, die Lage des Betätigungselements innerhalb des Arbeitsbereiches des Ringsensors und die Funktion des Mikroprozessors. Im Fehlerfall sind die beiden Ausgänge „Vorwärts Start” und „Rückwärts Start” sofort auszuschalten und der Ausgang „Störung” einzuschalten. Mit der Erkennung von „Überlauf vorn/zurück” und „Ende Rastwinkel” wird ebenfalls der Ausgang „Störung” eingeschaltet.The turntable controller according to the invention continuously tests its own system to eliminate malfunction. In particular, the ring sensor is to be checked for correct function, the position of the actuating element within the working range of the ring sensor and the function of the microprocessor. In the event of a fault, the two outputs "Forward Start" and "Backward Start" must be switched off immediately and the output "Fault" must be switched on. With detection of "overflow forward / backward" and "end of latching angle", the "fault" output is also switched on.
Die Drehtischsteuerung muss folgende Daten dauerhaft speichern, um diese bei Bedarf über eine serielle Schnittstelle abrufen zu können: Zähler Zyklen, Schrittzeit, Zähler „Überlauf vorn”, „Überlauf zurück”, „Zähler Ende Rastwinkel”, „Zähler Unterbrechungen Startsignal”, die 50 letzten Abschaltpunkte „schnell” und „langsam”, die 50 letzten tatsächlichen Positionswerte bei Drehzahl = Null.The rotary table control must permanently store the following data in order to be able to call it up via a serial interface: counter cycles, step time, counter "overflow forward", "overflow backwards", "counter end latching angle", "counter interruptions start signal", the 50 last switch-off points "fast" and "slow", the last 50 actual position values at speed = zero.
Elektrische Ausführung Electrical design
Die Drehtischsteuerung soll über eine 19-polige Steckvorrichtung M23 angeschlossen werden. Über die Steckvorrichtung erfolgen die Spannungsversorgung und der Signalaustausch mit der übergeordneten Steuerung oder Regelung. Im verschraubten Zustand muss die gesamte Steuerung Schutzgrad IP65 erfüllen.The rotary table control is to be connected via a 19-pin M23 plug-in device. The power supply and the signal exchange with the higher-level control or regulation takes place via the plug-in device. When bolted, the entire controller must meet IP65 protection.
Die gesamte Steuerung wird für zum Beispiel 10 Millionen Zyklen ausgelegt. Die Versorgungsspannung ist 24 VDC +/– der üblichen Toleranz. Alle Ein- und Ausgänge sind PNP schaltend. Als Schaltpegel werden 24 VDC +/– üblicher Toleranz benutzt. Das Bezugspotential ist der OV-Anschluss. Die Ausgänge „Vorwärts Start” und „Rückwärts Start” sind entweder kurzschlussfest ausgelegt oder gegen Kurzschluss zu überwachen. Sie sind für einen Dauerstrom von 0,5 A bei 24 VDC mit induktiver Belastung und für 10 Millionen Zyklen ausgelegt. Werden die Ausgänge gegen Kurzschluss überwacht, wird dies im Fehlerfall zum Beispiel mit einer LED angezeigt und der Ausgang „Störung” eingeschaltet. Die Ausgänge „in Position”, „Überlauf vorn”, „Überlauf zurück” und „Störung” sind für einen Dauerstrom von zum Beispiel 250 mA bei 24 VDC ausgelegt. Die serielle Schnittstelle befindet sich zum Beispiel hinter einer verschraubten Abdeckung.The entire controller is designed for, for example, 10 million cycles. The supply voltage is 24 VDC +/- the usual tolerance. All inputs and outputs are PNP switching. The switching level uses 24 VDC +/- usual tolerance. The reference potential is the OV connection. The outputs "Forward Start" and "Backward Start" are either designed short-circuit-proof or to monitor against short circuits. They are designed for a continuous current of 0.5 A at 24 VDC with inductive load and for 10 million cycles. If the outputs are monitored for a short circuit, this is indicated, for example, with an LED in the event of an error, and the "Fault" output is switched on. The outputs "in position", "overflow forward", "overflow back" and "fault" are designed for a continuous current of, for example, 250 mA at 24 VDC. The serial interface is located behind a bolted cover, for example.
Mechanische AusführungMechanical design
Der Ringsensor und die Steuerung bzw. Regelung sind in einem Gehäuse untergebracht. Das Gehäuse wird für den Einsatz in einer mit Ölen, Fetten, Schmutz- und Schweißrückständen belasteten Umgebung ausgelegt um zum Beispiel die gültigen Vorschriften für den Einsatz in der Automobilbranche zu erfüllen. Die gesamte Steuerung oder Regelung muss resistent gegen Vibrationen und Schwingungen sein und entsprechend ausgelegt sein und wird deshalb eventuell mit Giesharz vergossen.The ring sensor and the controller or regulation are housed in a housing. The housing is designed for use in an environment contaminated with oils, greases, dirt and welding residues, for example to comply with the applicable regulations for use in the automotive industry. The entire control or regulation must be resistant to vibration and vibration and designed accordingly and may therefore be cast with Giesharz.
Werkzeug Positionsabfrage an der DrehtischplatteTool position query on the turntable plate
Die Positionsabfrage an der Drehtischplatte soll in zwei verschiedenen Arten dem Kunden als Option angeboten werden und zwar „Standard” oder „Sicherheit”. Diese Abfragen werden durch die „übergeordnete” Steuerung oder Regelung und entsprechenden Auswertegeräten direkt abgefragt und kontrolliert. Die Positionsabfrage hat keinerlei Verbindung zum Drehtischsteuergerät und ist eine eigenständige Option, die dem Kunden eine serienmäßig ausgereifte und kostengünstige Lösung zur Stellungsabfrage bieten soll. Bei der Auswahl der Sensoren können handelsübliche Standardprodukte verwendet werden. In der Ausführung „Standard” erfolgt die Abfrage mittels üblichen Annäherungsschaltern. Eingesetzt werden hierfür Doppel- und Mehrfachsensoren mit M12 Steckanschluss, die dann entsprechend den Drehtischteilen angebaut werden. In der Ausführung „Sicherheit” erfolgt die Abfrage mittels Sicherheitssensoren der Kategorie 4. Auch diese sollten über einen M12 Steckanschluss verfügen und werden entsprechend der Drehtischteilung angebaut. Die Sicherheitssensoren sollten ohne speziell kodiertes Betätigungselement arbeiten, um die Kosten und die Montage zu erleichtern. Die Abfragen sollten räumlich so voneinander angebracht werden, dass eine Verwechslung der Anschlussstecker ausgeschlossen ist.The position inquiry on the turntable plate is to be offered to the customer in two different ways as an option, namely "standard" or "security". These queries are queried and controlled directly by the "higher-level" control or regulation and corresponding evaluation devices. The position inquiry has no connection to the turntable control unit and is a stand-alone option, which should offer the customer a standard sophisticated and cost-effective solution for position inquiry. When selecting the sensors standard commercial products can be used. In the "Standard" version, the query is made using standard proximity switches. Used for this are double and multiple sensors with M12 plug-in connection, which are then mounted according to the turntable parts. In the "safety" version, the query is made using
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung – teils schematisch – beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigen:Further features and advantages will become apparent from the following description of the drawing, in which the invention - partly schematically - is illustrated, for example. Show it:
Mit dem Bezugszeichen
Selbstverständlich kann die Anzahl der Rollenbolzen
Das Gehäuse
Die Erfindung ist nicht auf Drehtische beschränkt. Statt einer Bauart mit Schneckenradgetriebe können auch Drehtische mit Stirnradgetrieben oder Globoid-Präzisions-Schrittgetriebe, aber auch Hubtische, bei welchen die Drehwalze vertikal angeordnet ist und die zum ruck- und stoßfreien Verfahren und Positionieren einer Nutzlast ausgelegt sind, zur Anwendung gelangen. Die Erfindung ist nicht auf Drehtische beschränkt. Derartige Hubtische werden zum Beispiel als sogenannte Hub-Shuttle-Systeme eingesetzt, um mehrere Bauteile, zum Beispiel Karosserien im Kfz-Bau, synchron, ruck- und stoßfrei von einer Station zur nächsten zu transportieren. Dabei werden die Bauteile synchron angehoben und nach einem Horizontalhub positionsgenau in der nächsten Station wieder abgelegt. Der Horizontal-Hub kann hierbei über einen Kulissenantrieb und der Vertikal-Hub durch einen Längsantrieb über eine Drehwelle erfolgen, die ebenfalls entsprechend der Bewegungscharakteristik eine Nut aufweist, in die Rollenbolzen
Wie aus
Das so geschaffene induktive Meßsystem wertet die Positionen aus und übergibt diese aus dem integrierten Mikroprozessor an die Steuer- oder Regelvorrichtung. Der Prozessor steuert zum Beispiel den motorischen Antrieb
Im übrigen ist eine einfache Montage und dadurch sehr geringe Montagekosten im Vergleich zum Stand der Technik gegeben.Moreover, a simple assembly and therefore very low installation costs compared to the prior art is given.
Durch die Verlagerung von Drehtischfunktionen von der SPS in das Steuergerät ergibt sich eine Reduzierung des Programmieraufwandes in der SPS, die sonst übliche Anlaufüberbrückung im Durchlaufbetrieb enthält.The shift of rotary table functions from the PLC to the control unit results in a reduction of the programming effort in the PLC, which otherwise includes the usual startup bypass in continuous operation.
Die Steuerung ist praktisch wartungs- und verschleißfrei, wodurch sich die Verfügbarkeit der gesamten Anlage erhöht.The control is virtually maintenance- and wear-free, which increases the availability of the entire system.
Der Drehtischtyp, zum Beispiel, Zweier-, Dreier-, Vierer-, Fünfer- oder Sechser-Teilung kann über die Programmschnittstelle eingestellt werden. Über die Programmschnittstelle können statistische Daten ausgelesen werden und ermöglichen so eine Auswertung der Betriebsparameter, zum Beispiel Betriebsstunden, Anzahl der Zyklen, Taktzeiten, Unterbrechungen, Anzahl der Überläufe oder falsche Bedienungen, zum Beispiel durch zu schnelles Bewegen von Massen.The turntable type, for example, two, three, four, five or six pitch, can be set via the program interface. Statistical data can be read out via the program interface and thus enable an evaluation of the operating parameters, for example operating hours, number of cycles, cycle times, interruptions, number of overflows or incorrect operations, for example due to masses being moved too fast.
Durch die Stellungsabfrage an der Drehtischplatte kann dem Kunden eine Werkzeugabfrage der Kategorie 4 zur Freigabe der einzelnen Werkzeuge angeboten werden, was zu einer weiteren Optimierung beiträgt.The position inquiry on the turntable plate enables the customer to be offered a
Diese Abfragen können vom Kunden direkt auf Sicherheitsrelais oder SPS-Sicherheitseingänge verdrahtet und ausgewertet werden.These queries can be wired and evaluated by the customer directly to safety relays or PLC safety inputs.
Alles in allem lässt sich die Erfindung auch für zum Beispiel Säulenheber einsetzen, bei welchen ebenfalls Antriebswalzen mit Antriebsnuten und Rastbolzen zur Anwendung gelangen.All in all, the invention can also be used for example for column lifters, in which also drive rollers with drive grooves and locking bolts are used.
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features described in the summary, in the patent claims and in the description and apparent from the drawing features, both individually and in any combination for the realization of the invention may be essential.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehtischturntable
- 22
- Tischplattetabletop
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- Antrieb, elektrischerDrive, electric
- 55
- Keilriemenscheibepulley
- 66
- Keilriemenfan belt
- 77
- Keilriemenscheibepulley
- 88th
- Wellewave
- 99
- Schneckeslug
- 1010
- Antriebswalzedrive roller
- 1111
- Antriebswalzedrive roller
- 1212
- Antriebsnutdrive groove
- 1313
- Rollenbolzenroller pins
- 1414
- Lagerabschnittbearing section
- 1515
- Lagerkugelnbearing balls
- 1616
- Betätigungselementactuator
- 1717
- Ringsensorelement, RingsensorRing sensor element, ring sensor
- 1818
- Sensorsensor
- 1919
- Sensorsensor
- 2020
- Sensorsensor
- 2121
- Leitungmanagement
- 2222
- Null-PositionNull position
- 2323
- Schnell-AusQuick-off
- 2424
- Langsam-AusSlow-off
- 2525
- Drehtischsteuer- oder RegelgerätTurntable control or regulating device
- αα
- RastwinkelRest angle
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