-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Optimieren
von Querbearbeitungsvorgängen,
ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
-
Stand der Technik
-
Querbearbeitungsanwendungen,
d. h. Anwendungen, bei denen beispielsweise eine Materialbahn mittels
eines Querschneiders rotativ durchtrennt wird, sind allgemein bekannt.
Weiteres Beispiel für
Querbearbeitungsanwendungen bzw. entsprechend Querbearbeitungsvorrichtungen
sind Quersiegelvorrichtungen, Querperforationsvorrichtungen und
Querstanzvorrichtungen.
-
Eine
hierbei bearbeitete, beispielsweise durchtrennte Abschnittslänge ist
nicht notwendigerweise identisch mit dem Umfang der verwendeten Querbearbeitungswalze.
Durch geeignete Wahl von Bewegungsgesetzen für die Querbearbeitungswalze kann
erreicht werden, dass im Schnitt ein typischerweise materialbahnsynchroner
Bearbeitungsvorgang ausgeführt
wird, und im restlichen Zeitbereich eine sogenannte Aus gleichsbewegung
ausgeführt
wird. Diese Ausgleichsbewegung dient dazu, ein kürzeres oder längeres Format
(Abschnittslänge)
als die sogenannte Synchronlänge,
welche dem Umfang der Querbearbeitungswalze entspricht, zu erreichen.
-
Das
Bewegungsprofil der Querbearbeitungswalze sieht dabei je nach Verhältnis von
Formatlänge und
Synchronlänge
unterschiedlich aus. Bei einer Formatlänge, die kleiner als die Synchronlänge ist, muss
die Drehachse der Querbearbeitungswalze während der Ausgleichsbewegung
schneller werden, im umgekehrten Fall, d. h. größerer Formatlänge, langsamer.
-
Zur
Durchführung
der Ausgleichsbewegung wird typischerweise ein Polynom fünfter Ordnung, oder
gegebenenfalls auch höherer
Ordnung nach VDI Vorschrift 2143 "Bewegungsgesetze für Kurvengetriebe" verwendet.
-
Im
Falle von Formatlängen,
die wesentlich größer sind
als die Synchronlänge,
beispielsweise zweieinhalbmal so groß, kann es zweckmäßig sein, dass
die Querbearbeitungswalze sich teilweise mit negativer Geschwindigkeit
dreht, d. h. entgegengesetzt zur Transportrichtung der zu transportierenden und
zu bearbeitenden, z. B. zu schneidenden Materialbahn. Dies kommt
einer Rückwärtsbewegung gleich.
-
Die
Rückwärtsbewegung
wird dabei je nach Format immer größer, und würde bei längeren Formaten irgendwann
so groß werden,
dass das auf der Querbearbeitungswalze vorgesehene Messer wieder in
die Schnittzone und damit gegebenenfalls auch in das Material eintauchen
würde.
Dies gilt es selbstverständlich
zu vermeiden.
-
In
diesem Zusammenhang sind aus dem Stand der Technik Möglichkeiten
bekannt, derartige Rückwärtsdrehungen
zu verhin dern. Typischerweise wird hierbei jegliche negative Geschwindigkeit
ausgeschlossen.
-
Hiermit
wird gewährleistet,
dass die Drehgeschwindigkeiten der Querbearbeitungswalze jederzeit
positives Vorzeichen oder wenigstens eine Stillstandszone einnehmen,
d. h. negative Geschwindigkeiten werden vermieden, es wird maximal
auf Stillstand begrenzt. Je nach gewünschtem Format kann es aufgrund
von antriebstechnischen Begrenzungen, z. B. maximaler Geschwindigkeit
oder maximalem Drehmoment bzw. maximaler Beschleunigung der Querbearbeitungswalze,
dazu kommen, dass eine maximale Geschwindigkeit nicht überschritten
werden kann. Diese Maximalgeschwindigkeit ist abhängig vom
verwendeten Bewegungsgesetz der Ausgleichsbewegung. Im Stand der
Technik wird eine derartige Maximalgeschwindigkeit einmalig ausgemessen,
und dann als feste Wertetabelle in der Maschinensteuerung bzw. der
HMI (Human-Machine-Interface)
hinterlegt.
-
Im
Falle eines Formatwechsels muss bei herkömmlichen Vorrichtungen der
Bediener die Maschinengeschwindigkeit an die Maximalgeschwindigkeit
des neuen Formates anpassen. D. h., er muss gegebenenfalls vor einem
sogenannten fliegenden Formatwechsel die Maschinengeschwindigkeit
reduzieren, damit beim neuen Format eventuelle Begrenzungen des
Antriebs nicht überschritten
werden. In einem solchen Fall würde
z. B. der Antrieb einen Überlastfehler
melden und eine Fehlerreaktion einleiten, welche zum Abbruch der
Produktion führen
würde.
Eine Erhöhung
der Maschinengeschwindigkeit nach einem Formatwechsel ist ebenfalls
denkbar, muss jedoch bei herkömmlichen
Vorrichtungen auch manuell durch den Bediener ausgeführt werden.
-
Gemäß dem Stand
der Technik verwendete Bewegungsgesetze sind dazu ausgelegt, eine
möglichst
hohe Bearbeitungsleistung (Maschinengeschwindigkeit) zu erreichen.
Auf energetische Belange wird hierbei keine Rücksicht genommen.
-
Im
Stand der Technik werden ferner nur feste Bewegungsgesetze für jedes
Format verwendet. Es wird maximal eine Umschaltung auf ein Bewegungsgesetz
ohne Rückwärtsbewegung
durchgeführt.
Neben der Berücksichtigung,
ob eine Rückwärtsbewegung
zulässig
ist oder nicht, sind weitere Bewegungsgesetze zur Optimierung der
Beschleunigung, der maximalen Geschwindigkeit und/oder der Verlustenergie
möglich.
Es werden keinerlei formatabhängige
Umschaltungen auf verschiedene Bewegungsgesetztypen, wie z. B. Polynom
fünfter
Ordnung, Polynom siebter Ordnung, modifizierte Sinuslinie, modifiziertes
Beschleunigungstrapez usw. durchgeführt.
-
Bei
herkömmlichen
Vorrichtungen bzw. Verfahren wird ferner die erzielte Genauigkeit
im Bearbeitungs- bzw. Schnittbereich von dem Antriebssystem nicht überwacht.
Insbesondere bei höheren
Geschwindigkeiten bzw. höher
dynamischen Ausgleichsbewegungen können Schleppabstände (Abweichung
zwischen Lageistwert und Lagesollwert) auftreten, welche die Bearbeitungsgenauigkeit
verringern.
-
Insbesondere
wird bei herkömmlichen
Vorrichtungen bzw. Verfahren als nachteilig angesehen, dass die
Ausgleichsbewegung stets als identisches Bewegungsgesetz gerechnet
wird. Hierdurch können Optimierungen
beispielsweise bezüglich
Maximalgeschwindigkeit oder Energieverbrauch kaum erreicht werden.
-
Gemäß dem Stand
der Technik wird eine Rückwärtsdrehnung
einer Querbearbeitungswalze nicht eingesetzt, da auf jeden Fall
vermieden werden soll, dass ein Bearbeitungselement, etwa das Schneidemesser,
rückwärts in das
Material eintaucht. Dadurch, dass die Möglichkeiten einer Rückwärtsdrehung
nicht ausgenutzt werden, wird der Antrieb bezüglich realisierbarer Maximalgeschwindigkeiten
bzw. Energieverbrauch jedoch nicht optimal betrieben. Ähnliches
gilt für
eine Begrenzung der Walzengeschwindigkeit einen Wert größer oder gleich
Null.
-
Ferner
kann im Falle eines Formatwechsels bei herkömmlichen Vorrichtungen die
neue, an das nun zu realisierende Format angepasste Maximalgeschwindigkeit
nicht automatisiert berechnet werden. Dies führt zu aufwendigen Messfahrten
und Hinterlegung fester Kennlinien in der Steuerung.
-
Insgesamt
ist festzustellen, dass bei Formaten, für welche das maximale Antriebsmoment
nicht erreicht wird, ein optimierter Energieverbrauch nicht erreicht
werden kann.
-
Aufgabenstellung
-
Mit
der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, die oben beschriebenen
Nachteile zu überwinden,
d. h. insbesondere eine Ausnutzung eines maximalen Antriebsmoments
zu ermöglichen,
dies insbesondere unter Optimierung des Energieverbrauchs.
-
Die
Erfindung schlägt
daher ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vor.
-
Vorteile der Erfindung
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist eine Optimierung des Durchsatzes einer Querbearbeitungsvorrichtung
reali sierbar, wobei insbesondere durch eine vorausberechnende Ermittlung
erreichbarer Maschinengeschwindigkeiten verlustoptimale Kurven zur
Energieeinsparung wählbar
sind. Ferner ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine große Bearbeitungsgenauigkeit
erzielbar. Durch Kenntnis von Antriebsbegrenzungen, beispielsweise
Maximalgeschwindigkeit, Maximalbeschleunigung oder auch thermische
Grenzen, kann die maximal erreichbare Maschinengeschwindigkeit bzw.
Materialbahngeschwindigkeit vorausberechnet werden.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand
der Unteransprüche.
-
Es
ist besonders bevorzugt, dass das Verfahren zum Betreiben einer
Querschneidewalze, einer Quersiegelwalze, einer Querperforationswalze, einer
Querstanzwalze einer der Schneidervorrichtung, einer Quersiegelvorrichtung,
einer Querperforationsvorrichtung bzw. einer Querstanzvorrichtung dient.
Bei derartigen Vorrichtungen werden entsprechend zugeschnittene,
versiegelte, perforierte oder gestanzte Warenbahn-Abschnitte bereitgestellt.
-
Es
ist bevorzugt, dass die Parameter des Antriebs, welche in die Berechnung
der zulässigen
maximalen Warenbahngeschwindigkeit eingehen, ein maximales Antriebs-
bzw. Motormoment, eine maximale Antriebs- bzw. Motor-Temperatur,
eine maximale Antriebs- bzw. Motordrehzahl, eine Abschätzung auftretender
Schnittkräfte
und mechanische Gegebenheiten, wie etwa Trägheitsmomente oder mechanische Übersetzungen,
umfassen.
-
Ferner
ist es möglich,
insbesondere online, die Maschinengeschwindigkeit über Auswertung thermischer
Dauerleistungsgrenzen, wie etwa Motor-Temperatur oder Temperatur
eines Antriebsregelgerätes,
zu überwachen,
und hierdurch gegebenenfalls eine Optimierung der Schnittleistung
zu erreichen. Insbesondere das Schnittmoment, welches abhängig von
dem Material der Warenbahn ist, kann im Stand der Technik bisweilen
nicht genau angegeben werden, so dass dieser Aspekt durch die Online-Überwachung
optimiert und gegebenenfalls für spätere identische
oder ähnliche
Produktionen erlernt werden kann. Unter Online-Überwachung wird insbesondere
eine Überwachung
während
des Prozesses durch einen Vergleich mit gerechneten Modellen verstanden.
-
Eine
derartige Online-Berechnung bzw. -Überwachung ist auch bei Änderung
eines zu verwendenden formatabhängigen
Bewegungsgesetzes bzw. eines entsprechenden Algorithmus weiter anwendbar.
Es sind keine aufwendigen Messfahrten über den gesamten Formatbereich
notwendig. Die Produktivität
kann aufgrund der maximal darstellbaren Maschinengeschwindigkeit
optimiert werden. Es ist ferner eine dynamische Berücksichtigung
thermischer Modelle für
den Motor und/oder das Antriebsregelgerät berücksichtbar.
-
Erfindungsgemäß ist es
insbesondere möglich,
bei einem Formatwechsel die aktuelle Maschinengeschwindigkeit an
eine neue maximale Maschinengeschwindigkeit für ein neues Format anzupassen.
-
Im
Stand der Technik wird dies durch Anpassung der Maschinengeschwindigkeit über die
HMI (Eingabe durch den Maschinenbediener) durchgeführt.
-
Sofern
die maximale Maschinengeschwindigkeit aufgrund einer erfindungsgemäßen Berechnung
oder Bereitstellung (abgelegte Kennlinie) bekannt ist, kann in automatisierter
Weise die Maschinengeschwindigkeit von der Steuerung im Falle eines Formatwechsels
in geeigneter Weise reduziert und/oder erhöht werden. Insbesondere ist
es hierbei zweckmäßig, vor
dem Formatwechsel eine Reduktion der Maschinengeschwindigkeit, oder
anschließend
an den Formatwechsel eine Erhöhung
der Maschinengeschwindigkeit vorzusehen.
-
Sofern
die maximale Maschinengeschwindigkeit durch thermische Grenzen,
beispielsweise maximale Dauerstrombelastung von Motor oder Antreibsregelgerät, begrenzt
wird, kann die Reduktion der Maschinengeschwindigkeit auch nach
dem Formatwechsel erfolgen, sofern das thermische Verhalten mit
berücksichtigt
wird. Es wird dabei eine kurzzeitige Überhöhung der Maschinengeschwindigkeit über eine
dauerhaft zulässige
maximale Geschwindigkeit zugelassen, solange die thermischen Grenzen
nicht überschritten
werden.
-
Hierdurch
verringert sich der Eingabeaufwand für den Anwender im Falle eines
Formatwechsels. Ferner ermöglicht
dies eine Optimierung der Produktivität, d. h. der maximalen Maschinengeschwindigkeit,
durch thermische Optimierung.
-
Insbesondere
für den
Fall, dass längere
Formate, d. h. Formate, welche länger
sind als der Umfang der Querbearbeitungswalze, gewünscht werden,
wird die maximale Maschinengeschwindigkeit nicht mehr durch das
Antriebssystem begrenzt, sondern typischerweise durch den Prozess
an sich. Hier beispielsweise auf maximale Zuführgeschwindigkeiten von Materialbahnen
zu verweisen. Dies bedeutet, dass das Antriebssystem prinzipiell
beliebige Ausgleichsbewegungsgesetze ausführen kann. Diese können nun
erfindungsgemäß derart
gewählt
werden, dass ein möglichst
geringer Energieverbrauch entsteht. Der Energieverbrauch kann dabei
beispielsweise anhand des Quadrates der Beschleunigung des Antriebs
und/oder der Querbearbeitungswalze ermittelt bzw. abgeschätzt werden.
Hierdurch ist es möglich,
Verlustenergie zu minimieren, wodurch die Energiekosten für das erfindungsgemäße Betreiben einer
Querschneidervorrichtung minimiert werden. Ferner erweist sich die
thermische Anpassung von Motor und Antriebsregelgerät bzw. Antriebsregler
aneinander als vorteilhaft.
-
Durch
die erfindungsgemäße Bereitstellung formatabhängiger unterschiedlicher
Bewegungsgesetze können
diese auch nach verschiedenen Kriterien optimiert werden. Als Kriterien
sind beispielsweise zu nennen der Energieverbrauch der Ausgleichsbewegung,
welcher beispielsweise bei der Beschreibung der Bewegung der Querbearbeitungswalze
mittels eines Polynoms 3. Grades besonders klein ist.
-
Auch
zur Optimierung der Maximalgeschwindigkeit erweisen sich beispielsweise
Polynome 3. Grades oder Sinoiden als vorteilhaft.
-
Es
ist ebenfalls möglich,
die Bewegungsgesetze bezüglich
einer Schonung der Mechanik, insbesondere von Antrieb und/oder Querbearbeitungswalze,
insbesondere verwendeter Zahnräder,
zu optimieren. Hierzu bieten sich modifizierte Sinuslinien, beispielsweise
Bestehorn-Sinuslinien mit niedrigen Ruckkennwerten, an. Es ist beispielsweise
auch möglich,
die Bewegungsgesetze bezüglich
einer Minimierung der maximal auftretenden Beschleunigungen auszuwählen. Hierzu
bieten sich Polynome 2. Grades an.
-
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
mittels eines formatabhängigen
Bewegungsgesetzes eine Ausgleichsbewegung der Querbearbeitungswalze
berechnet, welche insbesondere eine zulässige Rückwärtsdrehung der Querbearbeitungswalze
in einer Richtung entgegengesetzt zur Transportrichtung der Materialbahn
umfasst.
-
Eine
derartige Rückwärtsdrehung
ist insbesondere als Winkelwert vorgebbar, wobei die Ausgleichsbewegung
auf diesen Wert begrenzt wird. Je nach Mechanik kann dabei die Weite
der Rückwärtsbewegung
angegeben werden. Die Rückwärtsbewegung
kann somit (im Grenzfall) exakt bis an den Schnittbereich erfolgen.
Dies ermöglicht
maximale Anhalte- und Beschleunigungswege, was zu einer erheblichen
Reduktion der maximal auftretenden Beschleunigungen führt.
-
Mittels
dieser Maßnahmen
können
die einsetzbaren Bewegungsgesetze energieoptimiert gewählt werden,
wobei hier insbesondere Erwärmung, Energieverbrauch
sowie Motor- bzw. Verstärkerbaugröße berücksichtigt
werden können.
Die verwendeten Bewegungsgesetze können auf das maximale Moment
optimiert werden, z. B. die Maximalgeschwindigkeit des Vorschubs
oder die Antriebs- bzw. Motor- oder Verstärkerbaugröße. Das gewählte Bewegungsgesetz kann ebenfalls
zur Schonung der Mechanik optimiert werden, wodurch beispielsweise eine
geringere Lärmentwicklung
realisierbar ist.
-
Es
erweist sich ferner als zweckmäßig, eine Überwachung
der Schnittgenauigkeit im Schnittbereich der Querbearbeitungswalze
bereitzustellen. Hierbei hat sich insbesondere eine Online-Überwachung
als vorteilhaft erwiesen.
-
Ein
Ziel eines Querbearbeiters, z. B. eines Querschneiders ist es, im
Bearbeitungs- bzw. Schnittbereich möglichst genau linear bzw. möglichst genau
nach einem vorgebbaren Profil (sogenannte Pushout-Funktion bzw.
sogenannte cosβ-Korrektur) zu fahren,
um den Schnitt mit optimaler Genauigkeit auszuführen. Moderne Antriebssysteme
bieten die Mög lichkeit,
den Schleppabstand, d. h. den Winkelfehler zwischen Soll-Lage und
Ist-Lage der Querbearbeitungswalze zu messen. Dieser Schleppabstand kann
nun erfindungsgemäß überwacht
werden. Gegebenenfalls kann auch eine Meldung ausgegeben werden,
oder die Maschinengeschwindigkeit derart angepasst werden, um zu
gewährleisten,
dass eine vorgegebene Grenze nicht überschritten wird.
-
Diese
Maßnahme
ermöglicht
eine Überwachung
einer geforderten Genauigkeit bzw. Optimierung der maximalen Geschwindigkeit
durch Zulassen einer Abweichung. Ferner ist eine gezielte Optimierung
von Korrekturbewegungen möglich.
Die erfindungsgemäße Überwachung
der Genauigkeit ermöglicht
insgesamt bessere Schnittkanten, sauberere Schnitte und eine insgesamt
höhere
Qualität
der geschnittenen Warenbahnabschnitte.
-
Figurenbeschreibung
-
Die
Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Zeichnung weiter beschrieben.
In dieser zeigt bzw. zeigen
-
1 eine
schematische Darstellung wesentlicher Komponenten einer Querschneidervorrichtung,
bei der die Erfindung vorteilhaft einsetzbar ist,
-
2 Schnittkurven
einer typischen Querbearbeitungswalzenanwendung gemäß dem Stand
der Technik,
-
3 Schnittkurven
einer erfindungsgemäßen Querschneideranwendung,
und
-
4a, 4b, 4c weitere
erfindungsgemäße verwendbare
Schnittlinien für
einen Querschneider.
-
In 1 ist
eine Querschneidereinrichtung schematisch dargestellt und insgesamt
mit 100 bezeichnet. Eine derartige Querschneideeinrichtung stellt
ein bevorzugtes Beispiel der erfindungsgemäßen Querbearbeitungsvorrichtung
dar.
-
Die
Querschneidereinrichtung weist eine Querbearbeitungswalze 110 und
eine mit dieser zusammen wirkende Gegendruckwalze 120 auf.
-
Die
Querbearbeitungswalze 110 sowie optional auch die Gegendruckwalze 120 sind
mittels eines Antriebs 140 antreibbar.
-
Der
Antrieb wird mittels einer Steuereinrichtung 150 gesteuert,
welche insbesondere eine HMI 155 umfasst.
-
Zwischen
der Querbearbeitungswalze 110 und der Gegendruckwalze 120 wird
eine Materialbahn 130 in Transportrichtung T transportiert.
-
Mittels
einer auf der Querbearbeitungswalze 110 vorgesehenen Schneideeinrichtung 115,
welche insbesondere als Schneidemesser ausgebildet ist, erfolgt
eine Trennung der Materialbahn 130 in jeweilige Abschnitte.
Wenn die Länge
der abgeschnittenen Bahnabschnitte der Umfangslänge der Querbearbeitungswalze 110 entspricht
(2 πr) spricht
man von Synchronlänge.
Die Synchronlänge
ist in 1 mit f bezeichnet.
-
Je
nach gewünschter
Formatlänge
erfolgt eine bezüglich
der Transportgeschwindigkeit der Bahn 130 in Transportrichtung
T schnellere oder langsamere Bewegung der Querbearbeitungswalze 110,
d. h. eine schnellere oder langsamere Rotation um ihre Drehachse
A. Diese Bewegungsabläufe
werden mittels der Steuereinrichtung 150 gesteuert, wobei
entsprechende Steuerbefehle an den Antrieb 140 gegeben
werden. Steuerbefehle sind insbesondere über die HMI 155 in
die Steuereinrichtung einbringbar. Ferner ist durch Eingabe entsprechender
Formatvorgaben mittels der HMI eine automatische Wahl bzw. Berechnung
von Bewegungsgesetzen mittels der Steuereinrichtung 150 möglich.
-
Typische
Bewegungsabläufe,
wie sie erfindungsgemäß mit einer
Querschneidereinrichtung, wie sie in 1 dargestellt
ist, ausführbar
sind, werden nun unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
-
2,
oben, zeigt Schnittkurven für
eine Ausgleichsbewegung der Querbearbeitungswalze 110,
bei der die Formatlänge
kürzer
als die Synchronlänge
sein soll. Es sind einzelne Graphen für die (Winkel-) Position der
Walze (α),
ihre Geschwindigkeit (v) und ihre Beschleunigung (a) dargestellt.
Wesentlich ist im vorliegenden Fall die Geschwindigkeit v. Ein Schnittbereich,
d. h. Bereich in dem der Schnitt der Materialbahn mittels des Schneidmessers 115 erfolgt,
ist mit s bezeichnet. Man erkennt, dass die Ausgleichsbewegung mit
höherer
Geschwindigkeit ausgeführt
wird als die Geschwindigkeit im Schnittbereich. D. h., solange sich
das Schneidmesser 115 nicht im Schnittbereich befindet,
erfolgt die Drehung der Querbearbeitungswalze 110 mit höherer Geschwindigkeit
relativ zu der Drehung im Schnittbereich. Die Position α sowie die
Beschleunigung a der Querbearbeitungswalze ergeben sich unmittelbar aus
der gewählten
Geschwindigkeit.
-
In 2 ist
die entsprechende Situation für eine
Formatlänge,
welche länger
als die Synchronlänge
sein soll, dargestellt. Man erkennt, dass die Ausgleichsbewegung
(außer halb
des Schnittbereichs) mit niedrigerer Geschwindigkeit ausgeführt wird
als die Geschwindigkeit im Schnittbereich. Die Geschwindigkeit besitzt
jedoch auch hierbei stets positives Vorzeichen.
-
Die 2 zeigt
im wesentlichen Schnittkurven gemäß dem Stand der Technik.
-
In 3 sind
entsprechende Schnittkurven gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt, welche auch eine Rückwärtsbewegung gestatten.
-
Erfindungsgemäß wird die
Rückwärtsbewegung
bzw. -drehung der Querbearbeitungswalze 110 auf einen bestimmten
Winkel begrenzt. In 3, oben, erkennt man zwei Begrenzungslinien 310, 320, mittels
der dargestellt wird, dass hier die Rückwärtsbewegung der Querbearbeitungswalze 110 auf
20 Grad begrenzt ist. Die entsprechende Geschwindigkeit v der Querbearbeitungswalze 110 ist
entsprechend über
einen bestimmten Bereich b kleiner Null.
-
In 3 ist
die entsprechende Situation für eine
Ausgleichsbewegung mit einer Begrenzung auf eine Rückwärtsbewegung
von 120 Grad dargestellt. Die negative Geschwindigkeit v wird entsprechend über einen
längeren
Bereich b' aufrechterhalten.
-
In 4 sind schließlich unterschiedliche Bewegungsgesetze
dargestellt, welche formatabhängig
bzw. je nach konkreten Vorgaben einsetzbar sind.
-
In 4a ist
eine Ausgleichsbewegung mittels eines Bewegungsgesetzes entsprechend
einem Polynom 5. Grades dargestellt.
-
4b zeigt
entsprechende Ausgleichsbewegungen auf der Grundlage eines Polynoms
3. Grades, welche zur Energieoptimierung einsetzbar sind.
-
4c zeigt
entsprechende Ausgleichsbewegungen auf der Grundlage einer modifizierten
Sinuslinie.
-
Die
jeweils drei oberen Diagramme zeigen Winkelstellung α, Geschwindigkeit
v und Beschleunigung a. Das jeweils untere Diagramm zeigt das Quadrat
der Beschleunigung a2. Dies ist die Grundlage für eine Verlustenergiebetrachtung.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
und aufgrund von spezifischen Vorgaben eines Benutzers, beispielsweise
bezüglich
gewünschter
Formatlänge
und/oder zulässiger
Rückwärtsdrehung
der Querbearbeitungswalze, ist es in flexibler Weise möglich, auf
der Grundlage unterschiedlicher Bewegungsgesetze die für die jeweiligen
Vorgaben optimale Ausgleichsbewegung zu berechnen. Wird beispielsweise
vorgegeben, dass eine Rückwärtsdrehung 20 Grad
oder einen anderen vorgebbaren Winkel nicht überschreiten soll, berechnet
das System unter Zugrundelegung einer Vielzahl von möglichen Bewegungsgesetzen
die optimale Ausgleichsbewegung.
-
- 100
- Querschneidereinrichtung
- 110
- Querbearbeitungswalze
- 115
- Schneideeinrichtung
- 120
- Gegendruckwalze
- 130
- Materialbahn
- 140
- Antrieb
(Motor)
- 150
- Steuerung
- 155
- HMI
- A,
310, 320
- Begrenzungslinien
- A
- Achse
Querbearbeitungswalze
- f
- Synchronlänge
- r
- Radius
Querbearbeitungswalze
- T
- Transportrichtung
- α
- Winkelposition
Querbearbeitungswalze
- v
- Geschwindigkeit
Querbearbeitungswalze
- a
- Beschleunigung
Querbearbeitungswalze
- s
- Schnittbereich
- b,
b'
- Bereiche
negativer Geschwindigkeit