DE102008036288B4 - Lift-lowering conveyor with vertically arranged lifters - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Hub-Senk-Förderer mit Erfassung der Walzenbewegung durch einen Drehgeber, zum Beispiel nach dem Induktionsprinzip oder anderen Prinzipien, der die Position der Walzen genau misst und einer zwischengeschalteten Steuerung, die diese Angaben auswertet und mit Zusatzinformationen von zwei Initiatoren an der oberen und unteren Halteposition der Hebebühne den Motor auf Befehl der übergeordneten Steuerung ein und in der erreichten Position wieder ausschaltet.The invention relates to a lifting-lowering conveyor with detection of the roller movement by a rotary encoder, for example, according to the induction principle or other principles, which measures the position of the rollers accurately and an intermediate controller that evaluates this information and with additional information of two initiators at the Upper and lower stop position of the lift on the engine on command from the higher-level control on and off again in the position reached.
Description
Die Erfindung betrifft einen Hub-Senk-Förderer mit vertikal angeordneten Hebern, die je eine Nut-Walze aufweisen, die durch einen gemeinsamen Antriebsmotor über Schaltschütze oder Frequenzumrichter synchron angetrieben sind, derart, dass eine Hebebühne, auf der ein Träger (Skid) mit angetriebener Rollenbahn angeordnet ist, nach oben und unten ruckfrei antreibbar ist, wobei die Hebebühne über Rollenbolzen in je eine Nut der betreffenden Nut-Walze eingreift, wobei die Nuten den Bewegungsablauf für die Hebebühne abbilden, derart, dass die Hebebühne in ihren jeweiligen Endlagen – oben und unten – sanft gelangt, wobei die Hebebühne durch einen Rastgang der Nuten in der jeweiligen Endposition verriegelt ist.The invention relates to a lifting-lowering conveyor with vertically arranged lifting, each having a groove roller, which are driven synchronously by a common drive motor via contactors or frequency converter, such that a lift on which a carrier (Skid) with driven Roller conveyor is arranged, can be driven without jerking up and down, the lift engages rolling pins in a respective groove of the respective groove roller, wherein the grooves depict the sequence of movements for the lift, such that the lift in their respective end positions - above and below - gently, the lift is locked by a Rastgang the grooves in the respective end position.
Stand der TechnikState of the art
Hub-Senk-Förderer der vorausgesetzten Gattung werden auch als „Heber-Türme” bezeichnet, mit denen motorisch angetriebene Rollenbahnen senkrecht von einer unteren Position über eine Mittelposition (Lastübergabe-Position) zu einer oberen Position gehoben und sukzessive auch wieder abgesenkt werden können. Häufig werden sie in einer Reihe hintereinander angeordnet und ermöglichen so in der oberen Position den Transport von sogenannten Skids, die als Träger für Karosserieteile oder dergleichen von Station zu Station dienen. Mehrere derartiger Hub-Senk-Förderer können hintereinander in einer Förderbahn angeordnet sein und die zu transportierenden Karosserieteile oder dergleichen zu den jeweiligen Bearbeitungsstationen wie Schweißroboter oder Montageroboter fördern. In der jeweiligen Station werden dann die Rollenbahnen wieder abgesenkt, das Bauteil wird auf fixen Aufnahmepunkten abgesetzt (Lastübergabe) und Rollenbahnen mit Skids werden noch weiter nach unten gefahren, um den betreffenden Montage- oder Schweißrobotern oder dergleichen den Zugang zum Bauteil zu ermöglichen.Lift-lowering conveyor of the presumed genus are also referred to as "lifter towers" with which motorized roller conveyors can be lifted vertically from a lower position over a middle position (load transfer position) to an upper position and successively lowered again. Often they are arranged in a row one behind the other and thus allow in the upper position the transport of so-called skids, which serve as a carrier for body parts or the like from station to station. Several such lift-lowering conveyor can be arranged behind one another in a conveyor track and promote the body parts or the like to be transported to the respective processing stations such as welding robots or assembly robots. In the respective station then the roller conveyors are lowered again, the component is deposited on fixed pick-up points (load transfer) and roller conveyors with skids are driven even further down to allow the respective assembly or welding robots or the like access to the component.
Eine Rollenbahn wird in der Regel von je zwei Hebern mit seitlichen Schlitten in senkrechten Längsführungen gehalten. Die Hebebühne oder Schlitten ragen mit je einem Rollenbolzen in eine Nut-Walze, deren Drehung und Nutform den Schlitten auf- und abbewegt. Die Steigung der Nut in der Walze bildet die Bewegungsform ab, insbesondere die ruckfreie Übernahme der Last durch Abbremsen bis zum Stillstand am Übernahmepunkt und erneutem Beschleunigen sowie der Verriegelung der Hebebühne oder dergleichen in der oberen Position durch einen sogenannten Rastgang (horizontaler Nutverlauf), der eine Bewegung der Walze durch die Schwerkraft der Rollenbahn verhindert. Die Bahn ist in der oberen Position quasi verriegelt. Die Nut-Walzen werden üblicherweise von einem zentralen Motor mit starr verbundenen Kardanwellen und Umlenkungen synchron gedreht. Für eine komplette Bewegung der Heber drehen sich die Nut-Walzen je nach Hubhöhe typischerweise zwei- bis fünfmal. Die Beschaltung des zentralen Motors erfolgt über Nocken an einer Schaltscheibe, die über eine geeignete Untersetzung von der Nutwalze angetrieben wird, wobei eine Scheibenumdrehung der Gesamtzahl der Umdrehungen der Walze entspricht. Nocken am Beginn und Ende der Bewegung schalten den Motor, auch ist ein Überlaufschutz durch weitere Nocken sichergestellt. Der übergeordneten Anlagensteuerung (SPS) wird zusätzlich durch oben und unten angeordnete Initiatoren separat signalisiert, in welcher Position die Heber und damit sich die Rollenbahn befindet.A roller conveyor is usually held by two jacks with lateral slide in vertical longitudinal guides. The lift or carriages each protrude with a roller bolt into a groove roller whose rotation and groove shape moves the carriage up and down. The slope of the groove in the roller forms the motion from, in particular the jerk-free transfer of the load by braking to a standstill at the takeover point and renewed acceleration and the locking of the lift or the like in the upper position by a so-called Rastgang (horizontal Nutverlauf), the one Movement of the roller prevented by the gravity of the roller conveyor. The web is virtually locked in the upper position. The groove rollers are usually synchronously rotated by a central motor with rigidly connected cardan shafts and deflections. For a complete movement of the lifters, the groove rollers typically rotate two to five times, depending on the lifting height. The wiring of the central engine via cams on a switching disc, which is driven by a suitable reduction of the grooved roller, wherein a disc rotation corresponds to the total number of revolutions of the roller. Cams at the beginning and end of the movement switch the motor, also an overflow protection is ensured by further cams. The higher-level system control (PLC) is additionally signaled separately by top and bottom initiators, in which position the lifter and thus the roller conveyor is located.
Diese vorbekannte Lösung ist relativ platzaufwendig, verschleißanfällig und empfindlich. Die übergeordnete Anlagen-SPS übernimmt die Abfrage der Schalter und steuert den Motor über Schütze oder Frequenzumformer. Dadurch ergibt sich ein erheblicher Programmieraufwand mit Nockeneinstellung. Die Inbetriebnahme ist relativ aufwendig.This previously known solution is relatively space consuming, susceptible to wear and sensitive. The higher-level system PLC takes over the interrogation of the switches and controls the motor via contactors or frequency converters. This results in a considerable programming effort with cam adjustment. Commissioning is relatively expensive.
Aus der
Die
Aus der
Die
Die
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hub-Senk-Förderer der vorausgesetzten Gattung zu vereinfachen und weniger störanfällig auszubilden.The invention has for its object to simplify a lift-lowering conveyor of the assumed genus and form less susceptible to interference.
Lösungsolution
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.The object underlying the invention is achieved by the reproduced in
Einige VorteileSome advantages
Bei der Erfindung handelt es sich im wesentlichen um die Erfassung der Nut-Walzenbewegungen durch Drehgeber, zum Beispiel nach dem Induktionsprinzip oder nach anderen Prinzipien aufgebaut, der die Position der Nut-Walze genau misst und einer zwischengeschalteten Steuerung, die diese Angaben auswertet und mit Zusatzinformationen von zwei Initiatoren oben und unten den Motor auf Befehl der zugeordneten Steuerung ein und in der erreichten Position wieder ausschaltet.The invention essentially involves the detection of the groove-roll movements by rotary encoders, constructed, for example, according to the induction principle or according to other principles, which precisely measures the position of the groove roll and an intermediate controller which evaluates these indications and with additional information of two initiators above and below the motor on command of the associated control on and off in the reached position again.
Auch können Sensoren verwendet werden, die Mehrfachumdrehungen nicht erkennen können oder diese Informationen bei abgeschalteter Stromversorgung verlieren, oder im abgeschalteten Zustand nicht erfassen können. Eine entsprechende Logik ermöglicht es in der Steuerung, den unteren Punkt anzufahren, da der untere Nullpunkt der Nullstellung des Sensors entspricht und der untere Initiator innerhalb von weniger als 360° vor der Nullstellung angeordnet wird. Die Gradzahl von dort bis zum oberen Nullpunkt wird in der Steuerung bei der Einrichtung programmiert, so dass auch dieser Punkt unmittelbar angefahren werden kann, da auch der obere Initiator innerhalb von weniger als 360° vor dem Ende der Walzennut angeordnet wird. It is also possible to use sensors which can not detect multiple revolutions or lose this information when the power supply is switched off, or can not detect this information when switched off. Corresponding logic allows the controller to approach the lower point because the lower zero corresponds to the zero position of the sensor and the lower initiator is located within less than 360 ° before zeroing. The number of degrees from there to the upper zero point is programmed in the control at the device, so that this point can be approached immediately, as well as the upper initiator is disposed within less than 360 ° before the end of the roller groove.
Als Antriebsmotor oder Motoren werden bevorzugt Asynchron-Motoren, schaltschüttgesteuert oder auch FU-gesteuert, eingesetzt.As drive motor or motors preferably asynchronous motors, Schaltschüttgesteuert or FU-controlled, are used.
Die Steuerung berücksichtigt beim Abschalten des Motors den notwendigen Bremsweg durch einen Standardwert und registriert den erreichten Anhaltepunkt. Bei jedem nächsten Vorgang wird der Bremspunkt um die Abweichung des Anhaltepunktes vom Sollwert korrigiert. Ein Bremsverschleiß wird damit ausgeglichen. Ein Vorverlegen des Bremspunktes führt bei Erreichen eines ersten Grenzwertes zu einem Warnsignal („Ende Rastwinkel” oder „Bremse erneuern”) an die übergeordnete Anlagen-SPS (Speicher Programmierbare Steuerung, wobei die Steuerung auch ein Regelungsglied enthalten kann). Bei Erreichen eines weiteren Grenzwertes wird die Ansteuerung des Antriebsmotors gesperrt, da der Betrieb des Systems nicht mehr sicher ist. Die Ansteuerung des Antriebsmotors ist erst nach einem sogenannten „Reset” an der Steuerung wieder möglich.When the motor is switched off, the controller takes into account the required braking distance through a standard value and registers the stopping point reached. At each next operation, the braking point is corrected by the deviation of the stopping point from the setpoint. Brake wear is compensated. Advancing the braking point leads to a warning signal when the first limit value is reached ("End of locking angle" or "Renew brake") to the higher-level system PLC (Programmable Logic Controller, whereby the controller can also contain a control element). When a further limit value is reached, the control of the drive motor is blocked because the operation of the system is no longer safe. The control of the drive motor is possible again only after a so-called "reset" on the controller.
Zusammengefasst besitzt der erfindungsgemäße Hub-Senk-Förderer folgende Vorteile:
- – außer Sensoren keine beweglichen Teile,
- – robust, störunempfindlich,
- – verschleißfrei, wartungsfrei, selbstüberwachend,
- – vereinfachte Inbetriebnahme, keine Nockeneinstellung notwendig,
- – Entlastung der Anlagen-SPS, Steuerung findet nur in einer Schaltbox statt,
- – geringerer Verkabelungsaufwand (Initiatoren nur bis zur Schaltbox),
- – keine Störkanten, da der Sensor anstelle des beim Stand der Technik notwendigen Zahnritzels vorhanden ist und die Schaltbox (Steuerung) seitlich am Heber angeordnet sein kann,
- – Bremsverschleißkompensation,
- – geplante Instandhaltung möglich,
- – Sensor montiert auf der Nut-Antriebwelle eines Hebers,
- – zwei Initiatoren im Hebergehäuse zur Abfrage des Schlittens,
- – Steuerung am Hebergehäuse (oder leicht zugänglich in der Nähe),
- – robuste Technik mit Intelligenz übernimmt die komplette Hebersteuerung,
- – 80% Aufwands- und Zeitersparnis bei Installation gegenüber dem Stand der Technik,
- – ersetzt die herkömmliche Beschaltung mit Untersetzungsscheibe und Nocken.
- - no moving parts except sensors,
- - robust, insensitive to interference,
- - wear-free, maintenance-free, self-monitoring,
- - simplified commissioning, no cam adjustment necessary,
- - Relief of the plant PLC, control takes place only in a switch box,
- - lower cabling effort (initiators only up to the switch box),
- No interference edges, since the sensor is present instead of the pinion required in the prior art and the switch box (control) can be arranged laterally on the lifter,
- - brake wear compensation,
- - scheduled maintenance possible,
- Sensor mounted on the groove drive shaft of a lifter,
- Two initiators in the lifter housing for interrogating the carriage,
- - control on the lifter housing (or easily accessible in the vicinity),
- - Robust technology with intelligence takes over the complete lift control,
- - 80% cost and time savings in installation over the prior art,
- - replaces the conventional wiring with reduction disc and cam.
Der Verfahrweg des Hub-Senk-Förderers kann je nach Anforderung zum Beispiel zwischen zwei 200 bis 3300 mm betragen, wobei die Nut-Walzen sich z. B. jeweils um 360 bis 3600° drehen.The travel of the lift-lowering conveyor can be, depending on the requirements, for example, between two 200 to 3300 mm, wherein the groove rollers z. B. in each case to 360 to 3600 ° turn.
Bei der Erfindung wird ein Induktivsensor mit dem Betätiger so an der betreffenden Nut-Walze montiert, dass in der unteren Nullstellung der Nut-Walze der Induktivsensor auch in der Nullstellung ist, der untere Sensor wird bei der Abwärtsbewegung ca. 270° oder weniger vor Erreichung der Null-Stellung bedampft und bleibt dies bis zum Ende der Bewegung, das Signal vom Sensor wird mit der Auswertung vom Induktivsensor (Drehgeber) verknüpft und ergibt so eindeutig die Position unten, der Ausgang „Position unten” wird gesetzt.In the invention, an inductive sensor is mounted with the actuator on the respective groove roller, that in the lower zero position of the groove roller of the inductive sensor is also in the zero position, the lower sensor is in the downward movement about 270 ° or less before reaching the zero position steams and remains this until the end of the movement, the signal from the sensor is linked to the evaluation by the inductive sensor (rotary encoder) and thus clearly gives the position below, the output "Position down" is set.
Die obere Nullstellung wird über den programmierbaren Gradverlauf definiert, wobei der obere Sensor bei der Aufwärtsbewegung ca. 270° vor Erreichen der oberen Nullstellung bedampft wird und bleibt dies bis zum Ende der Bewegung, das Signal vom Sensor wird mit der Auswertung vom Induktivsensor (Drehgeber) verknüpft und ergibt so eindeutig die Position oben, der Ausgang „Position oben” wird gesetzt.The upper zero position is defined by the programmable gradient, whereby the upper sensor is vaporized during the upward movement approx. 270 ° before reaching the upper zero position and this remains until the end of the movement. The signal from the sensor is evaluated by the inductive sensor (rotary encoder) linked and so clearly gives the position above, the output "position above" is set.
Durch die zwei induktiven Sensoren – oben und unten – wird permanent auf korrekte Funktion kontrolliert, wobei zum Beispiel Drahtbruch mit Ruhestromüberwachung, Plausibilitätskontrolle erfasst und im Fehlerfall eine Systemstörung gemeldet und die Bewegung gestoppt wird.The two inductive sensors - top and bottom - are permanently monitored for correct function, whereby, for example, wire break with quiescent current monitoring, plausibility control is detected and in the event of a fault a system fault is signaled and the movement is stopped.
Weitere erfinderische AusführungsformenOther inventive embodiments
Weitere erfinderische Ausführungsformen sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 beschrieben.Further inventive embodiments are described in the
Patentanspruch 2 beschreibt den Hebermotor mit zwei Geschwindigkeiten, wobei im Normalbetrieb schnell von einer in die andere Stellung gefahren, und bei Handbetrieb oder bei Fahrtunterbrechung langsamer gefahren wird.
Nach Patentanspruch 3 erfolgt die Optimierung der Stopp-Position nur für den Normalbetrieb, also bei schnell, bei der ersten Bewegung wird 20° oder bei einem durch Test ermittelten Wert vor der unteren/oberen Null-Stellung abgeschaltet, danach wird kontinuierlich auf die ideale Nullstellung optimiert, die Positionen oben und unten werden dabei getrennt optimiert.According to
Gemäß Patentanspruch 4 wird zunächst kontinuierlich auf die ideale Nullstellung mit einem Fenster von +/–1° optimiert, dazu wird entsprechend der Abschaltwinkel verschoben, erreicht der Abschaltwinkel 25° wird das Null-Stellungsfenster auf +/–18° erweitert, ist die Stoppposition am Ende dieses Fensters, wird die Warnung „Ende Rastgang” erzeugt und der entsprechende Ausgang gesetzt, danach darf der Abschaltwinkel weitere fünf Grad verschoben werden, hat der Abschaltwinkel den maximal zulässigen Wert von 30° erreicht, wird die „Systemstörung” und „Ende Rastwinkel” erzeugt und ein entsprechender Ausgang gesetzt, die Bewegungen werden gesperrt, ein Reset ist für den Weiterbetrieb notwendig.According to claim 4 is initially continuously optimized to the ideal zero position with a window of +/- 1 °, this is shifted according to the turn-off, reaches the turn-off 25 °, the zero position window is extended to +/- 18 °, the stop position is on At the end of this window, the warning "end of trip" is generated and the corresponding output is set, then the switch-off angle may be shifted another five degrees, if the switch-off angle has reached the maximum permissible value of 30 °, the "system fault" and "end of snap-in angle" generated and set a corresponding output, the movements are disabled, a reset is necessary for further operation.
Nach Patentanspruch 5 wird der Heber langsam gefahren, dann 10° oder gemäß einem anderen durch Test ermittelten Wert vor der unteren/oberen Nullstellung abgeschaltet, wobei davon ausgegangen wird, dass hier keine Optimierung notwendig ist.According to
Erfolgen Positionsabweichungen von größer als 30° so wird nach dem Einschalten (z. B. nach Demontage) gemäß Patentanspruch 6 eine Störung angezeigt, wobei in diesem Falle die Aufwärtsbewegung gesperrt, mit der Abwärtsbewegung und Erreichen der unteren Nullstellung die Störung automatisch gelöscht und das System wieder referenziert und betriebsbereit ist.If position deviations of greater than 30 ° are detected, a malfunction is indicated after switching on (eg after disassembly) according to
Diagnose- und Statistikdaten können erfasst und gespeichert werden.Diagnostic and statistical data can be captured and stored.
Gemäß Patentanspruch 7 haben die Antriebswalzen einen verfügbaren Rastgang von 62 bis 100°, für die Abschaltung und Optimierung der unteren/oberen Nullstellung wird diese auf +/–20° virtuell verringert, wobei innerhalb dieses Fensters die Position unten/oben gegeben und der Ausgang „Position unten/oben” gesetzt wird, wird diese Stellung überfahren, wird die Störung „Überlauf unten/oben” erzeugt und der entsprechende Ausgang gesetzt. Der Gradverlauf von der unteren zur oberen Position ist grundsätzlich bekannt, da der Verfahrweg des Hebers vierstellig in Grad im Gerät gespeichert wird und ergibt so die obere Null-Stellung. Für die Einstellung der Gradzahl muss die Steuerung in den Programmierungsmodus geschaltet werden. Dafür ist ein Schalter mit zwei Stellungen notwendig, wobei Stellung 1 dem Betriebsmodus entspricht und Stellung 2 dem Programmiermodus. Im Programmiermodus ist die Systemstörung gesetzt und alle Bewegungen sind gesperrt. Zusätzlich wird der Programmiermodus durch eine LED neben dem Schalter angezeigt. Die Programmierung kann über zwei Methoden erfolgen. Variante 1 erfordert ein separates Softwaretool und eine entsprechende Oberfläche über die Diagnoseschnittstelle (Vorzugsvariante). Sollte diese nicht zur Verfügung stehen, kann dies auch am Gerät mit Variante 2 erfolgen, und zwar mittels des vorhandenen Drehschalters wird nacheinander beginnend mit der Tausenderstellung der Gradverlauf Schritt für Schritt eingestellt. Dazu wird die Einstellung des Drehschalters für jede Stelle mit dem Drücken des Resettasters übernommen. Jede übernommene Stelle wird durch ein kurzes Verlöschen der LED angezeigt.According to
Sind alle vier Stellen programmiert, blinkt die LED mit 10 Hertz. Erst jetzt ist der neue Gradverlauf aktiv und die Programmierung kann beendet werden. Wird der Programmiermodus nicht ordnungsgemäß beendet oder vorzeitig verlassen, bleibt der alte Wert aktiv. Es ist auch Teach-In möglich. Der programmierte Wert muss sich im gültigen Bereich von 360° bis 3600° befinden, andererseits wird im Betriebsmodus die Systemstörung gesetzt und alle Bewegungen gesperrt – Patentanspruch 8.If all four digits are programmed, the LED flashes at 10 hertz. Only now is the new Gradverlauf active and the programming can be terminated. If the programming mode is not ended properly or left prematurely, the old value remains active. It is also possible to teach-in. The programmed value must be in the valid range of 360 ° to 3600 °, on the other hand, in the operating mode, the system fault is set and all movements are disabled -
Patentanspruch 9 beschreibt einen Hub-Senk-Förderer, bei welchem die als induktive Sensoren ausgebildeten unteren und oberen Sensoren Störungen wie beispielsweise Drahtbruch durch die Plausibilitätskontrolle berücksichtigen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, the invention is illustrated, for example. Show it:
Mit den Bezugszeichen
Die Hebebühne
Mit der Hebebühne
Mit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Heber, HeberturmLift, lift tower
- 22
- Heber, HeberturmLift, lift tower
- 33
- Nut-WalzeGroove roll
- 44
- Nut-WalzeGroove roll
- 55
- Antriebsmotordrive motor
- 66
- Hebebühnehydraulic ramp
- 77
- Rollenbolzenroller pins
- 88th
- Rollenbolzenroller pins
- 99
- Nutgroove
- 1010
- Nutgroove
- 1111
- Schaltelementswitching element
- 1212
- Schaltelementswitching element
- 1313
- Sensor, InitiatorSensor, initiator
- 1414
- Sensor, InitiatorSensor, initiator
- 1515
- Sensor, DrehgeberSensor, rotary encoder
- 1616
- Steuerungcontrol
- 1717
- SPS, Speicher-Programmierbare-SteuerungPLC, memory programmable controller
- XX
-
Hubrichtung der Hebebühne
6 nach untenLifting direction of thelift 6 downward - YY
-
Hubrichtung der Hebebühne
6 nach obenLifting direction of thelift 6 up
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |