DE10242107A1

DE10242107A1 - Fördertechnische Vorrichtung

Info

Publication number: DE10242107A1
Application number: DE2002142107
Authority: DE
Inventors: Jürgen Röckle; Werner Dr. Swoboda
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: DE10242107B4

Abstract

Eine fördertechnische Vorrichtung umfasst einen lasttragenden Teil (2), welcher entlang eines bestimmten Bewegungsweges geführt werden kann und an dem mindestens ein elektrischer Verbraucher angeordnet ist. Parallel zum Bewegungsweg erstreckt sich eine Stromschieneneinrichtung (5), die mindestens eine stromführende Schleifleitung (7 bis 16) aufweist. Mit dem bewegbaren Teil (2) wird eine Kontakteinrichtung (17) mitgeführt, die mit der mindestens einen Schleifleitung (7 bis 16) zusammenwirkt. Entlang des gesamten Bewegungsweges des bewegbaren Teiles (2) erstreckt sich, ebenfalls zur Stromschieneneinrichtung (5) gehörend, ein Positionscodeträger (18). Dieser ist an jeder Stelle entlang des Bewegungsweges mit einem Code versehen, der für die Position der fraglichen Stelle repräsentativ ist. Ein Lesekopf (19) des bewegbaren Teiles (2) ist so ausgestaltet, dass er aus dem Positionscodeträger (18) die jeweilige Lage des beweglichen Teiles (2) als Absolutwert auslesen kann. Diese Positionsbestimmung ist einfach und robust und erfordert nur einen geringen Steuerungsaufwand.

Description

Die Erfindung betrifft eine fördertechnische Vorrichtung mit

a) einem lasttragenden Teil, welches entlang eines bestimmten Bewegungsweges bewegbar geführt ist;
b) mindestens einem an dem bewegbaren Teil angeordneten elektrischen Verbraucher;
c) einer Stromschieneneinrichtung, die sich entlang des Bewegungsweges des bewegbaren Teiles ertreckt und mindestens eine stromführende Schleifleitung aufweist;
d) einer an dem bewegbaren Teil angeordneten, mit der mindestens einen Schleifleitung zusammenwirkenden Kontakteinrichtung.

Fördertechnische Einrichtungen dieser Art sind vom Markt her beispielsweise in Form von Hubvorrichtungen bekannt, bei denen ein Hubschlitten entlang einer vertikalen Säule verschiebbar geführt ist. Um bestimmte vertikale Positionen exakt anfahren zu können, ist es erforderlich, die jeweilige momentane Istlage des Hubschlittens zu messen. Dies geschieht bisher mit Seilzuggebern oder Lasermesseinrichtungen, also mit Vorrichtungen, die vergleichsweise kompliziert und wenig robust sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine fördertechnische Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Bestimmung der Position des bewegbaren Teiles auf einfache, störungsarme Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

e) die Stromschieneneinrichtung einen sich entlang des gesamten Bewegungsweges des bewegbaren Teiles erstreckenden Positionscodeträger aufweist, der an jeder Stelle entlang des Bewegungsweges einen für die Position der fraglichen Stelle repräsentativen Code trägt;
f) an dem bewegbaren Teil ein Lesekopf angeordnet ist, der mit dem Positionscodeträger zusammenwirkt und in der Lage ist, aus dessen Code die jeweilige Lage des beweglichen Teiles als Absolutwert auszulesen.

Das erfindungsgemäße Positionsbestimmungssystem ist außerordentlich einfach und sehr robust, was gerade im Bereich der Fördertechnik von großer Bedeutung ist. Da Stromschienen im allgemeinen bei derartigen Vorrichtungen ohnehin vorhanden sind, wird durch die Integration des Positionscodeträgers in die Stromschiene keine weitere mechanische Konstruktion für die Positionsbestimmung erforderlich.

Die Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen fördertechnischen Vorrichtung ist vergleichsweise einfach: Es braucht nur im Handbetrieb das bewegliche Teil in diejenigen Positionen gefahren zu werden, an denen ein Steuervorgang veranlasst werden soll; die in diesen Positionen ausgelesenen Werte der Positionsmesseinrichtung werden in eine Wertetabelle der maschineneigenen zentralen Steuerung (SPS) eingetragen. Dann ist es möglich, im späteren Betrieb die Positionierung des bewegbaren Teiles ausschließlich über die zentrale Steuerung durchzuführen; eine weitere Programmierung ist nicht erforderlich.

Mit Positionscodeträgern, wie sie in der erfindungsgemäßen fördertechnischen Vorrichtung eingesetzt werden, lassen sich Ortsauflösungen erzielen, die bei der Anwendung in der Fördertechnik zu einer befriedigenden Positioniergenauigkeit führen. Wird eine gewünschte Position mit langsamer Geschwindigkeit angefahren, läßt sich eine Positioniergenauigkeit von ± 1 mm ohne weiteres realisieren.

Der Positionscodeträger kann eine magnetisch codierte Schiene oder ein magnetisch codiertes Stahlband sein. Derartige Positionscodeträger sind handelsüblich und vergleichsweise preiswerte Teile.

Im allgemeinen weist der Stromschienenträger mindestens eine hohe Betriebswechselspannung für ein Kraftglied, z. B. einen Motor, führende Schleifleitung auf. Darüber hinaus kann die Stromschieneneinrichtung jedoch mindestens eine Erdpotential führende Schleifleitung, mindestens eine niedrige Gleichspannung zur Versorgung von Steuerungen und/oder Sensoren und/oder Initiatoren führende Schleifleitung und mindestens eine der Datenübertragung führende Schleifleitung aufweisen. Dies bedeutet, daß im wesentlichen alle zum Betrieb, zur Steuerung und zur Datenübertragung auf das bewegliche Teil und von dem beweglichen Teil erforderlichen Spannungen und elektrischen Signale über die Stromschieneneinrichtung geführt werden.

Die fördertechnische Vorrichtung kann insbesondere eine Hubvorrichtung sein, die hierzu einen an einer vertikalen Säule verschiebbar geführten Hubschlitten aufweist, der ein Fördersystem trägt, dessen Antriebsmotor von wenigstens einer hohe Betriebswechselspannung führenden Schleifleitung aus versorgt wird.

Die Erfindung eignet sich jedoch gut auch für eine Ausgestaltung der fördertechnischen Vorrichtung als Verschiebewagen oder als Dreh- oder Schwenktisch.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
1: schematisch die Seitenansicht einer Hubvorrichtung, teilweise mit zugehöriger Schaltungsanordnung;
2: als Detailvergrößerung aus 1 einen Ausschnitt aus einer in der Hubvorrichtung von 1 verwendeten Stromschieneneinrichtung.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine vertikale Säule bezeichnet, an der ein Hubschlitten 2 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt ist. Die Führungselemente sind im einzelnen nicht dargestellt. Die Hubbewegung des Hubschlittens 2 wird mithilfe zweier in der Zeichnung nicht dargestellter Seile oder Ketten bewirkt, die an ihren oberen Enden auf ebenfalls nicht dargestellten Antriebshaspeln aufgewickelt sind, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle 3 sitzen. Die Antriebswelle 3 kann von einem Elektromotor 4 in Drehung versetzt werden.
Parallel zur vertikalen Säule 1 erstreckt sich eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 versehene Stromschieneneinrichtung über die ganze Höhe des Verfahrweges des Hubschlittens 2.
Wie die Ausschnittvergrößerung in 2 zeigt, umfaßt die Stromschieneneinrichtung 5 auf einem isolierenden Träger 6 insgesamt neun parallel in vertikaler Richtung verlaufende Schleifleitungen 7 bis 16, über die sämtliche zum Betrieb des Hubschlittens 2 erforderliche Betriebs-, Steuerspannungen und Daten geleitet werden. Im einzelnene führen die Schleifleitungen 7, 8, 9 die Phasen von Drehstrom, mit dem ein auf dem Hubtisch 2 befindliches Rollenfördersystem (nicht dargestellt) und ggfs. auch der Elektromotor 4 versorgt werden. Die Schleifleitung 10 dient als zugehöriger Null-Leiter; die Schleifleitung 11 führt Erdpotential. Auf der Schleifleitung 12 liegt eine niedrige Gleichspannung von beispielsweise 24 V zur Versorgung verschiedener Steuerelemente, Sensoren und Aktuatoren, die sich an der Hubvorrichtung, insbesondere an dem Hubschlitten 2, befinden. Die Schleifleitung 13 stellt den auf 0 Volt liegenden Gegenpol zur Gleichspannung auf der Schleifleitung 12 dar.
Die Schleifleitungen 15 und 16 schließlich dienen als AS-i+-Bus bzw. AS-i-Bus, also zur Übermittlung von Daten zu dem Hubschlitten 2 bzw. von dem Hubschlitten 2.
Die verschiedenen elektrisch betriebenen Einrichtungen, die mit dem Hubschlitten 2 mitgeführt werden, stehen über eine Kontakteinrichtung 17 mit den entsprechenden Schleifleitungen 7 bis 16 ständig in Verbindung.
Parallel zu den verschiedenen Schleifleitungen 7 bis 16 ist auf dem Träger 6 der Stromschieneneinrichtung 5 ein Positionscodeträger 18 verlegt, der die Form einer Schiene oder eines Bandes aufweist. Der Positionscodeträger 18 ist entlang seiner gesamten Längsabmessung an jeder Stelle mit einem Code für die jeweilige Position, gemessen beispielsweise vom oberen Ende der Stromschie neneinrichtung 5, versehen. Dieser Code kann insbesondere durch eine Magnetisierung des Positionscodeträgers 18 gebildet sein. Jede Art der Codierung, die eine hinreichende Ortsauflösung besitzt und eine Absolutwertmessung der jeweiligen Position gestattet, ist geeignet.
In die Kontakteinrichtung 17, die sich gemeinsam mit dem Hubschlitten 2 bewegt, ist ein Lesekopf 19 integriert, der in Wechselwirkung mit dem Positionscodeträger 18 treten und den auf diesem enthaltenen Ortscode auslesen kann.
Die von dem Lesekopf 19 ausgelesenen, für die Absolutposition des Hubschlittens 2 repräsentativen Signale werden einem ebenfalls mit dem Hubschlitten 2 mitfahrenden Umsetzer 20 zugeführt und von diesem über eine ASi-Leitung 21 und die Kontakteinrichtung 17 auf einen der AS-i-Busse 15, 16 der Stromschieneneinrichtung 5 gelegt. Die AS-i-Busse 15, 16 sind permanent über eine AS-i-Leitung 22 mit einem AS-i-Profibus Gateway 23 verbunden, der seinerseits über einen Profibus 24 mit der Zentralsteuerung SPS 26 der Vorrichtung in Verbindung steht.
Das Anheben und Absenken des Hubschlittens 2 und ggfs.
das Ansteuern der von dem Hubschlitten 2 mitgeführten elektrischen Einrichtungen geschieht auf folgende Weise:
Die jeweilige Lage des Hubschlittens 2 wird mit Hilfe des Lesekopfes 19 aus dem Positionscodeträger 18 ausgelesen und über die oben beschriebenen Datenverbindungen der Zentralsteuerung 26 zugeführt. In der Zentralsteuerung 26 findet ein Soll-Ist-Vergleich der Lage des Hubschlittens 2 mit in einer Wertetabelle abgespeicherten Werten statt. In dieser Wertetabelle sind die Haltepositionen, die Umschaltpositionen von schneller auf langsame Fahrt und von langsamer auf schnelle Fahrt sowie alle andere Positionen, an denen ein bestimmter Vorgang veranlaßt werden soll, abgelegt. Je nach dem Ergebnis des Soll-Ist-Vergleiches gibt die Zentralsteuerung 26 nunmehr an den Elektromotor 4 die jeweiligen Vorgaben, die im Befehl "Heben", "Senken", "schnelle Drehzahl", "langsame Drehzahl", "Anhalten" bestehen können.
Entsprechende Befehle sendet die Zentralsteuerung 26 für alle ortsabhängig einzuleitenden Vorgänge aus.

Claims

Fördertechnische Vorrichtung mit a) einem lasttragenden Teil, welches entlang eines bestimmten Bewegungsweges bewegbar geführt ist; b) mindestens einem an dem bewegbaren Teil angeordneten elektrischen Verbraucher; c) einer Stromschieneneinrichtung, die sich entlang des Bewegungsweges des bewegbaren Teiles erstreckt und mindestens eine stromführende Schleifleitung aufweist; d) einer an dem bewegbaren Teil angeordneten, mit der mindestens einen Schleifleitung zusammenwirkenden Kontakteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß e) die Stromschieneneinrichtung (5) einen sich entlang des gesamten Bewegungsweges des bewegbaren Teiles (2) erstreckenden Positionscodeträger (18) aufweist, der an jeder Stelle entlang des Bewegungsweges einen für die Position der fraglichen Stelle repräsentativen Code trägt; f) an dem bewegbaren Teil (2) ein Lesekopf (19) angeordnet ist, der mit dem Positionscodeträger (18) zusammenwirkt und in der Lage ist, aus dessen Code die jeweilige Lage des beweglichen Teils (2) als Absolutwert auszulesen.
Fördertechnische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionscodeträger (18) eine magnetisch codierte Schiene ist.
Fördertechnische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionscodeträger (18) ein magnetisch codiertes Stahlband ist.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschieneneinrichtung (5) mindestens eine hohe Betriebswechselspannung für ein Kraftglied, z. B. einen Motor, führende Schleifleitung (7, 8, 9) aufweist.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschieneneinrichtung (5) mindestens eine Erdpotential führende Schleifleitung (11) aufweist.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschieneneinrichtung (5) mindestens eine niedrige Gleichspannung zur Versorgung von Steuerungen und/oder Sensoren und/oder Initiatoren führende Schleifleitung (12, 13) aufweist.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschieneneinrichtung (5) mindestens eine der Datenübertragung dienende Schleifleitung (15, 16) aufweist.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Hubvorrichtung ist und hierzu eine an einer vertikalen Säule (1) verschiebbar geführten Hubschlitten (2) aufweist, der ein Fördersystem trägt, dessen Antriebsmotor von mindestens einer hohe Betriebswechselspannung führenden Schleifleitung (7, 8, 9) aus versorgt wird.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Verschiebewagen ist.
Fördertechnische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Dreh- oder Schwenktisch ist.