DE10342561B4 - Elektronisches Nockensteuerwerk sowie Verfahren zur Generierung einer Nocke - Google Patents

Elektronisches Nockensteuerwerk sowie Verfahren zur Generierung einer Nocke Download PDF

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Abstract

Elektronisches Nockensteuerwerk (1), welches eine Berechnungseinheit (3) zumindest zur Ermittlung zumindest eines Zeitwertes (50) einer Nocke (11, 12, 13) und eine Ausgabeeinheit (15) zur Ausgabe zumindest dieses Zeitwertes (50) der Nocke (10, 11) aufweist, wobei die Berechnungseinheit mit der Ausgabeeinheit (15) mittels eines Datenbusses (5) datentechnisch verbunden ist, wobei an den Datenbus (5) ein Antrieb und/oder eine Geberschnittstelle anschließbar sind und wobei der Zeitwert (50) zur Ausgabe der Nocke (10, 11) mittels des Datenbusses (5) an die Ausgabeeinheit (15) übermittelbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Nockensteuerwerk und auf ein Verfahren zur Generierung einer Nocke.
  • Elektronische Nockensteuerwerke sind beispielsweise bei Werkzeugmaschinen bei Produktionsmaschinen bei Handhabungsautomaten bzw. bei Robotern verwendet. Ein Beispiel der Verwendung eines elektronischen Nockensteuerwerkes ist aus der DE 101 39 808 bekannt. Dort wird ein Nockensteuerwerk zur Steuerung einer Glasformungsmaschine verwendet.
  • Insbesondere bei der Automatisierung von Produktions- und/oder Werkzeugmaschinen werden hohe Anforderungen an eine Ausgabe von digitalen Signalen insbesondere von Nockensignalen gestellt. Die Nocken sind insbesondere Schaltnocken. Die geforderte Genauigkeit liegt dabei beispielsweise bei etwa 10 µsek. Dabei ist beispielsweise ein Signal Jitter von ca. 1 µsek einzuhalten. Diese Genauigkeiten liegen in der Regel um ein Vielfaches unter dem Bearbeitungszyklus einer Steuerung.
  • Genaue elektronische Nockensteuerwerke werden durch spezielle Hardwarekomponenten/-Baugruppen realisiert, die eine direkte Vorverarbeitung von Eingangssignalen durchführen. Dabei werden Gebersignale direkt an das Nockensteuerwerk angeschlossen. Die Anzahl verfügbarer Gebereingänge ist jedoch im allgemeinen begrenzt.
  • Durch eine zunehmende Verteilung bzw. Dezentralisierung von Steuerungsfunktionalitäten bei einer Werkzeugmaschine bzw. einer Produktionsmaschine bzw. einem Handhabungsautomaten wie einen Roboter stehen insbesondere bei verkoppelten Achsen die zur Berechnung der Schaltpunkte, d. h. der Nocken relevanten Prozessdaten oftmals nur in einer zentralen Steuerungskomponente zur Verfügung. Somit sind relevante Prozessdaten an das elektronische Nockensteuerwerk, insbesondere durch eine hardwaremäßige Verdrahtung zu übertragen um geforderte Genauigkeiten beispielsweise bezüglich eines notwendigen Bearbeitungszyklusses einzuhalten. Durch die zunehmende Verteilung bzw. Dezentralisierung insbesondere von Bewegungssteuerungen ist diese Vorgabe immer schwieriger einzuhalten.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 101 39 808 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zur Regelung und/oder Steuerung einer Glasformungsmaschine bekannt. Dabei werden durch eine zentrale Regelung und/oder Steuerung über mindestens ein jeweils einheitliches Bussystem Parametrierdaten und/oder Synchronisationsdaten und/oder Bewegungsinformation und/oder Bewegungsablaufdaten übermittelt.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 101 47 421 A1 sind Anwendungen eines schaltbaren Datennetzes für Echtzeit- und Nichtechtzeitkommunikation bekannt. Dies betrifft ein System und Verfahren zur Regelung eines ersten Teilnehmers in einem schaltbaren Datennetz von einem zweiten Teilnehmer in dem schaltbaren Datennetz, wobei die Kommunikation zwischen Teilnehmern des schaltbaren Datennetzes über eine oder mehrere Punkt-zu-Punkt Verbindungen in zueinander synchronen Übertragungszyklen erfolgt. Ein Leitwert wird von einem ersten Teilnehmer eines schaltbaren Datennetzes zu einem zweiten Teilnehmer des schaltbaren Datennetzes übertragen, wobei die Kommunikation zwischen Teilnehmern des schaltbaren Datennetzes über eine oder mehrere Punkt-zu-Punkt Verbindungen in zueinander synchronen Übertragungszyklen erfolgt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektronisches Nockensteuerwerk und ein Verfahren zur Generierung einer Nocke anzugeben, welches erhöhte Genauigkeitsanforderungen insbesondere bei Komplexen bzw. verteilten Automatisierungssystemen erfüllt.
  • Die Lösung der Aufgabe gelingt durch ein elektronisches Nockensteuerwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen nach Anspruch 9. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 8 bzw. 10 bis 12 betreffen Weiterbildung der Erfindung.
  • Das erfindungsgemäße elektronische Nockensteuerwerk weist eine Berechnungseinheit zur Ermittlung zumindest eines Zeitwertes einer Nocke und eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe zumindest dieses Zeitwertes der Nocke auf. Die Berechnungseinheit ist insbesondere eine Steuerung bzw. eine Software. Die Berechnungseinheit ist mit der Ausgabeeinheit mittels eines Datenbusses datentechnisch verbunden, wobei an den Datenbus, insbesondere ein Antrieb und/oder eine Geberschnittstelle anschließbar sind. Der Datenbus ist also zum Anschluss von bezüglich der Berechnungseinheit externen Automatisierungskomponenten wie z. B. einem Antrieb, einer Nocken-Ausgabeeinheit oder dergleichen vorgesehen.
  • Bei einem derartigen elektronischen Nockensteuerwerk erfolgt eine funktionale Auflösung des Nockensteuerwerkes. Die Ausgabeeinheit bildet dabei eine dezentrale Hardwarekomponente zur Ausgabe einer Nocke, wobei die Nocke insbesondere durch eine Flanke eines Digitalausgangs erzeugt wird bzw. erzeugbar ist. Die Steuerung ist zumindest zur Ermittlung zumindest einer Nocke vorgesehen. Weitere Aufgaben der Steuerung sind beispielsweise Regelungsfunktionen für ein Automatisierungssystem wie eine Produktions-, bzw. Werkzeugmaschine oder einem Handhabungsautomaten. Dabei weist die Steuerung als Berechnungseinheit eine Softwarefunktion auf. Die Steuerung ist insbesondere auch für überlagerte Steuerungsaufgaben vorgesehen. Auch ein Stromregler eines Stromrichters oder eine Speicher-Programmierbare-Steuerung (SPS) sind teilweise als Steuerung des als Steuerung des elektronischen Nockensteuerwerkes nutzbar, wenn die erforderliche Rechenzeit zur Verfügung steht. Die Verbindung zwischen der Steuerung bzw. der Berechnungseinheit und der Ausgabeeinheit wird durch einen Datenbus hergestellt. Das elektronische Nockensteuerwerk weist also eine Trennung zwischen einer Ausgabeeinheit für eine oder mehrere Nocken und der Berechnungseinheit für die Schaltzeit punkte der einen oder der mehreren Nocken auf. Die Berechnung bzw. die Ausgabe der Nocken erfolgt präzise und auf verschiedenen Komponenten die über einen Datenbus gekoppelt sind. Der Datenbus ist vorteilhafter Weise ein äquidistantes Kommunikationssystem.
  • Die Ausgabeeinheit verfügt über Funktionen, um Nockensignale mit hoher Wiederholungsgenauigkeit auszugeben. Dabei weist die Ausgabeeinheit beispielsweise ein Register zur Speicherung von Zeitwerten, eine lokale Systemuhr bzw. eine Vergleichslogik auf. Der Zeitwert ist beispielsweise ein Schaltzeitwert. Die Steuerung/Berechnungseinheit bzw. die Software des elektronischen Nockensteuerwerkes in der Steuerung und die Ausgabeeinheit weisen eine gemeinsame Zeitbasis auf. Diese gemeinsame Zeitbasis ermöglicht die genaue Ausgabe von einem bzw. von mehreren Nocken.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Datenbus als äquidistantes Kommunikationssystems ausgeführt. Dies ermöglicht eine hohe Genauigkeit des elektronischen Nockensteuerwerkes. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Datenbus ein taktsynchroner Datenbus. Mit Hilfe eines taktsynchronen Datenbusses lassen sich äquidistante Kommunikationssysteme aufbauen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des elektronischen Nockensteuerwerkes weist die Steuerung bzw. die Berechnungseinheit eine Systemuhr auf. Alternativ dazu ist der Datenbus zur Einspeisung einer Systemzeit vorgesehen, wobei die Systemzeit zur Steuerung übertragen wird. Weiterhin weist die Ausgabeeinheit eine lokale Systemuhr auf. Mittels des Datenbusses ist eine Synchronisation der Systemuhr bzw. der Systemzeit des Datenbusses mit der lokalen Systemuhr durchführbar.
  • Ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung am Datenbus auch ein Antrieb angeschlossen, so weist beispielsweise auch der Antrieb eine lokale Systemuhr auf. Dabei ist die lokale Systemuhr des Antriebs mit der Systemuhr der Steuerung bzw. der Berechnungseinheit bzw. der Systemzeit des Datenbusses synchronisierbar.
  • Mit Hilfe der Steuerung als Beispiel für eine Berechnungseinheit bzw. mit Hilfe der Software in der Steuerung sind Schaltzeitpunkte von Nocken auf der Basis einer systemweit bekannten Zeitbasis – der Systemzeit T – in Abhängigkeit von in der Steuerung allgemein vorliegenden Bewegungsdaten wie z. B. Positionsdaten, Geschwindigkeitsdaten etc. berechenbar. Die Schaltzeitpunkte, d. h. die Nocken werden als Zeitwert, was einem Zeitstempel entspricht, an die Ausgabeeinheit über den Datenbus übertragen. Der Datenbus ist beispielsweise ein kabelgebundenes Bussystem oder auch ein System zur Datenübertragung mittels eines nach dem Stand der Technik bekannten Übertragungsmediums wie beispielsweise Infrarot, Funk, Laser usw.. Die Nocken sind bis zum Schaltzeitpunkt durch eine zyklische Aktualisierung der Zeitwerte korrigierbar. Erfordern beispielsweise Änderungen von Geschwindigkeiten bzw. Positionen eine Korrektur eines Schaltzeitpunktes bzw. einer Korrektur von mehreren Schaltzeitpunkten, so ist dies durch eine zyklische Anpassung der Schaltzeitpunkte möglich.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels der Steuerung auch ein Gebersignal verarbeitbar, welches zur Ermittlung des Schaltzeitpunktes der Nocke dient. Das Gebersignal wird über den Datenbus, an welchem der entsprechende Geber angeschlossen ist, übermittelt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Steuerung zumindest einen Eingang zum Anschluss zumindest eines Gebers auf.
  • Die Steuerung ist beispielsweise eine zentrale Steuerung mit genau einer Steuereinheit. In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung auch als dezentrale Steuerung ausführbar, wobei die dezentrale Steuerung zwei oder mehrere Steuerein heiten aufweist, die insbesondere mittels des Datenbusses miteinander verbunden sind. Somit kann die Berechnung der Zeitwerte zur Auslösung einer Nocke sowohl einer zentralen Steuerung bzw. auch in einer verteilten Steuerung in verschiedenen Steuereinheiten erfolgen. Das elektronische Nockensteuerwerk weist entweder genau eine Ausgabeeinheit oder zwei bzw. mehrere Ausgabeeinheiten auf. Die Ausgabeeinheiten sind dabei insbesondere im Fall mehrerer Ausgabeeinheiten einer Steuerung fest zugeordnet bzw. von einer Steuerung mittels einer Erkennung ansprechbar. Bei der Verwendung einer dezentralen Steuerung wird das System zwar komplex, jedoch stets klar strukturiert und überschaubar durch die Dezentralisierung.
  • Mit Hilfe des Zeitstempels, d. h. mit Hilfe des Zeitwertes sind auch Nockenimpulse, die sich über mehrere Ausgabezyklen erstrecken zum gleichen Zeitpunkt, d. h. in einem Ausgabezyklus übergebbar. Dadurch vereinfacht sich die Handhabung der Eingabe bzw. der Ausgabe von Signalen in der Steuerung. Die Abhängigkeit des Programmablaufs wird weitgehend von den zeitlichen Bedingungen der Peripherie entkoppelt.
  • Zur Realisierung des erfindungsgemäßen elektronischen Nockensteuerwerkes sind in einer vorteilhaften Ausführung lediglich einfache Hardwarekomponenten notwendig. Die Ausgabeeinheit enthält als Hardwarekomponente vorteilhafter Weise in einer Ausführungsform nur die Funktionen, die für ein präzises Schalten innerhalb eines begrenzten Zeitbereiches, z. B. den Buszyklus erforderlich sind. Alle technologischen Abhängigkeiten werden in der Steuerung, d. h. mittels einer Software in einer Steuerung realisiert. Da bei Automatisierungssystemen wie z. B. Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Handhabungsautomaten Steuerungen bereits vorhanden sind, kann dadurch Hardware eingespart werden.
  • Durch die Berechnung von Nockenschaltpunkten in der Steuerung, insbesondere in einer zentralen Steuerung, können auch Istwerte von dezentral über einen Feldbus angeordneten Antrieben bzw. Gebern herangezogen werden. Der Feldbus ist in einer Ausführungsform der Datenbus. Weiterhin ist es möglich komplexe geräteübergreifende Abhängigkeiten zu berücksichtigen. Eine zusätzliche Verdrahtung von Gebersignalen zu einem speziellen elektronischen Nockensteuerwerk nach dem Stand der Technik ist nicht mehr erforderlich.
  • Mittels des erfindungsgemäßen elektronischen Nockensteuerwerkes sind auch virtuelle Achsen zur Ermittlung von Nocken heranziehbar. Durch die funktionelle Trennung können die Nocken auch auf in der Steuerung erzeugte oder nur in der Steuerung verfügbare Signale bezogen werden. Ein derartiges Signal ist beispielsweise eine virtuelle Achse.
  • Durch die Modifikation der Software der Steuerung gegenüber einer herkömmlichen Steuerung sind vielfältige Funktionalitäten des Nockensteuerwerkes realisierbar, ohne die Hardwarekomponente der Steuerung zu verändern. Mit jedem Bearbeitungszyklus kann die Steuerung auf der Basis der aktuellen Prozessistwerte die Nockenschaltpunktwerte neu berechnen und den der Hardwarekomponente geladenen Zeitstempel mit Korrekturwerten überschreiben.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt. Dabei zeigen:
  • 1 einen erfindungsgemäßen Aufbau eines elektronischen Nockensteuerwerkes,
  • 2 ein elektronischen Nockensteuerwerk mit dargestellten Signalverläufen und
  • 3 ein Beispiel für die zeitliche Abfolge von Signalen.
  • Die Darstellung gemäß 1 zeigt beispielhaft den Aufbau eines elektronischen Nockensteuerwerkes 1, welches symbolisch strichliniert dargestellt ist. Das elektronische Nockensteuerwerk 1 weist eine Ausgabeeinheit 15 auf, welche über einen Datenbus 5 mit einer Steuerung 3 datentechnisch verbunden ist. Die Steuerung 3 weist zumindest ein Mittel zur Zeitpunktermittlung 29 für auszugebende Nocken aus. Dieses Mittel zur Zeitpunktermittlung bzw. zur Zeitwertermittlung stellt die Berechnungseinheit dar, die sowohl als Hardware als auch als Software oder als Kombination aus Hardware und Software realisierbar ist. Die Steuerung 3 ist derart ausführbar, dass durch diese noch weitere Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen durchführbar sind. Demzufolge umfasst das gestrichelt dargestellte elektronische Nockensteuerwerk 1 zumindest einen Teil der Steuerung 3 mit zumindest einem Teil zur Ermittlung zur Zeitermittlung 29. Der Datenbus 5 ist ein externer Datenbus, an welchen noch weitere Automatisierungskomponenten anschließbar sind. Weitere Automatisierungskomponenten sind beispielsweise ein Antrieb 27 und/oder eine Geberschnittstelle 22. Die Geberschnittstelle 22 empfängt beispielsweise ein Gebersignal 26 von einem Geber 20. Der Antrieb 27 empfängt ein Gebersignal 26 beispielsweise von einem Geber 19. Der Geber 19 ist beispielsweise an einen elektrischen Motor des Antriebs 27 angeschlossen. Der Antrieb 27 weist zumindest einen Stromrichter und einen elektrischen Motor auf. Das Gebersignal 26 des Gebers 19 wird sowohl an den Antrieb 27 als auch an die Steuerung 3 weitergeleitet. Das Gebersignal 26 wird in der Steuerung 3 im Mittel zur Zeitpunktermittlung 29 weiterverarbeitet. Das Mittel zur Zeitpunktermittlung 29 ist zumindest zur Berechnung von Schaltzeiten, welche abhängig vom Gebersignal sind, verwendet. Das Gebersignal 26 liefert Istwerte des Gebers. Zur Berechnung der Schaltzeiten, d. h. zur Berechnung der Schaltwerte für Nocken ist auch ein virtuelles Gebersignal 25 verwendbar. Dieses virtuelle Gebersignal 25 wird beispielsweise in der Steuerung 3 generiert und zur Ermittlung eines Zeitwertes zur Ausgabe einer Nocke verwendet. Ist ein Zeitwert für die Nocke ermittelt, so wird dieser Zeitwert über den Datenbus 5 an die Ausgabeeinheit 15 übertragen. Zum berechneten Zeitwert, welcher z. B. ein Zeitpunkt ist, erfolgt die Ausgabe der Nocke, d. h. des Nockensignals mittels eines Digitalausgangs 17. Die Nocken 10, 11 sind also beispielswei se Digitalsignale. Einheit 15 dient folglich zur Ausgabe entsprechender Zeitwerte und ist als Nockenmodul hardwaremäßig realisiert. Demgegenüber ist das Mittel zur Zeitpunktermittlung 29, welches die Steuerung 3 aufweist vorteilhafter Weise als Software realisiert.
  • Die Darstellung gemäß 2 zeigt ein elektronisches Nockensteuerwerk 1. Im Unterschied zur 1 zeigt die 2 eine detailliertere Darstellung des Antriebs 27, der Ausgabeeinheit 15 und der Steuerung 3. Dabei wird insbesondere auf Signalverläufe eingegangen. Der Antrieb 27 ist zur Verarbeitung eines Gebersignals 26 vorgesehen. Anhand des Gebersignals 26 erfolgt eine Auswertung des Gebersignals 26 in einer Geberauswertungseinheit 28. In der Geberauswertungseinheit 28 ist eine Position zum Zeitpunkt Tx bestimmbar. Diese Position zum Zeitpunkt Tx ist als Positionssignal 40 (POS (Tx) an die Steuerung 3 übertragbar. In einer Technologie-Software 31 als Berechnungseinheit, welche die Steuerung 3 aufweist, wird das Positionssignal 40 verarbeitet. Zur Verarbeitung des Positionssignals 40 wird eine Systemzeit herangezogen. Die Systemzeit wird im vorliegenden Beispiel durch eine Systemuhr 33 erzeugt. Die Systemzeit T ist jedoch nicht nur durch eine in der Steuerung 3 befindlichen Systemuhr 33 erzeugbar, sondern auch als Signal in die Steuerung 3 einspeisbar, was in der 2 jedoch nicht dargestellt ist. Die Technologie-Software 31 ermittelt einen Zeitwert Tz 42, zu welchem eine Nocke, d. h. ein Nockensignal auszugeben ist. Dieser Zeitwert Tz 42 ist an die Ausgabeeinheit 15 übermittelbar. Der Zeitwert Tz 42 gibt eine Nocke (Tz) an, wobei der Zeitwert oben Tz ist. Der Zeitwert Tz wird in einem Zeitwertspeicher 37 gespeichert. Der Zeitwertspeicher 37 ist in der Ausgabeeinheit 15 integriert. Da es bei der Ausgabe von Nocken auf die richtige Ausgabezeit ankommt, weist sowohl die Steuerung 3 als auch beispielsweise der Antrieb 27 und die Ausgabeeinheit 15 eine Uhr auf. Die Uhr der Steuerung 3 ist die Systemuhr 33, welche als lokales Mittel zur übergeordneten Zeitvorgabe dient. Der Antrieb 27 und die Ausgabeeinheit 15 weisen lokale Systemuh ren 35, 36 auf. Diese lokale Systemuhren sind über ein Synchronisationssignal 38 oder auch über ein Telegramm über den Datenbus 5 mit der Systemuhr 33 synchronisierbar. Es erfolgt also eine Synchronisation der Zeit T mit den lokalen Zeiten T1. In der Ausgabeeinheit 15 wird mittels eines Vergleichers 44 der gespeicherte Zeitwert Tz mit der Zeit der lokalen Systemuhr 36 verglichen. Bei Übereinstimmung erfolgt eine Ausgabe der Nocke 10 beispielsweise über ein Digitalausgang 17.
  • Zusammenfassend ergibt sich folgendes: Zum Zeitpunkt Tx wird ein Gebersignal 26 erfasst und eine Position POS (Tx) an die Steuerung 3 übergebeben erfolgt. Die Steuerung 3 berechnet aus der bekannten Position POS (Tx) und der aus z. B. früheren Positionswerten berechneten Geschwindigkeiten den Zeitpunkt einer Nockenflanke Tz als Zeitwert 42. Dieser Zeitwert wird an die Ausgabeeinheit 15, d. h. an das Nockenmodul übertragen und dort in ein Register gespeichert. Dieses Register ist der Zeitwertspeicher 37. Der Registerinhalt wird mit der lokalen Systemuhr 36 verglichen und bei Übereinstimmung wird der Digitalausgang 17 geschaltet.
  • Die Darstellung gemäß 3 zeigt einen zeitlichen Ablauf von Signalen für bzw. in einem elektronischen Nockensteuerwerk. Gezeigt sind Basiszyklen 46, 47, 48 und 49 mit den Zeiten T1, T2, T3 und T4 der Steuerung 3 gemäß 1 bzw. 2. Vor Beginn eines Basiszyklusses T1, T2, T3, T4 erfolgt für eine Einlesezeit 55, welche eine Zeit Ti zugrundelegt, das Einlesen eines Gebersignals 26. Nach dem Einlesen des Gebersignals 26 erfolgt zu Beginn des Basiszyklusses 46 der Datenaustausch 57 des Gebersignals 26 über den Datenbus 5. Der Datenaustausch ist in der 3 auch als Dx (Data Exchange) bezeichnet. Das Positionssignal 40 POS (T0) wird also an das Mittel zur Zeitpunktermittlung 29 übertragen. Dieses Mittel zur Zeitpunktermittlung 29 ermittelt den Zeitwert 50, welcher über den Datenbus 5 an die Ausgabeeinheit 15 gemäß 1 und 2 übertragen wird. Der Zeitwert 50 Tnocke wird im zweiten Basiszyklus 47 übertragen. In der Ausgabeeinheit 15 erfolgt die Speicherung des Zeitwertes 50 in einem Register. In den Basiszyklen 47 und 48, d. h. in T2 und T3 erfolgen die gleichen Abläufe wie das im Basiszyklus 46 beschrieben ist. Dabei wird im Basiszyklus 48 bzw. auch im Basiszyklus 49 der Registereintrag, d. h. der Zeitwert 50, jeweils durch einen aktualisierten Zeitwert 50 überschrieben. Damit erhält man im Basiszyklus 48 eine Speicherung des Zeitwertes im Register gleich Tnocke* und im Basiszyklus 49 einen Registerwert von Tnocke**. Da im Basiszyklus 49 der Zeitwert 50 gemäß der lokalen Systemuhr 36 eintritt was über einen Vergleicher gemäß 1 und 2 feststellbar ist, erfolgt damit die Ausgabe der Nocke zum Zeitpunkt Tnocke**. Somit erfolgt die Ausgabe einer Flanke 52 die wie im vorliegenden Beispiel durch einen Sprung des Digitalausgangs vom Wert ”Null” auf den Wert ”EINS” realisiert ist.
  • Gemäß der Darstellung nach 3 soll also bei einer bestimmten Position, die nach Berechnung des Mittels zur Zeitpunktermittlung 29 also der Berechnungseinheit zum Zeitpunkt Tnocke im Basiszyklus 49 eintreffen wird eine Flanke 52 als Nockenflanke ausgelöst werden. Der Schaltzeitpunkt Tnocke wird zyklisch in das Register der Ausgabeeinheit 15 (Nockenmodul) übertragen. Durch die nachfolgend empfangenen Positionswerte POS (T1) usw. kann eine Prozessabweichung, z. B. eine Geschwindigkeitsänderung erkannt werden, die dazu führt, dass sich die Zielposition verschiebt und damit auch der Schaltzeitpunkt Tnocke. Durch Übertragen des korrigierten Schaltzeitpunktes Tnocke*, Tnocke** kann dies ausgeglichen werden. Auch das Unterdrücken der Nockenausgabe ist z. B. möglich, in dem ein entsprechender Wert bzw. ein spezieller Befehl übertragen bzw. ausgegeben wird. Ein Unterdrücken der Nockenausgabe ist beispielsweise bei einem Stoppsignal denkbar. Je nach Auflösung des Nockenmoduls, d. h. der Ausgabeeinheit 15 können zeitlich beliebig kleine Nockenimpulse erzeugt werden, die kleiner sind als der überlagerte Basiszyklus mit den Zykluszeiten T1, T2, T3 und T4.

Claims (12)

  1. Elektronisches Nockensteuerwerk (1), welches eine Berechnungseinheit (3) zumindest zur Ermittlung zumindest eines Zeitwertes (50) einer Nocke (11, 12, 13) und eine Ausgabeeinheit (15) zur Ausgabe zumindest dieses Zeitwertes (50) der Nocke (10, 11) aufweist, wobei die Berechnungseinheit mit der Ausgabeeinheit (15) mittels eines Datenbusses (5) datentechnisch verbunden ist, wobei an den Datenbus (5) ein Antrieb und/oder eine Geberschnittstelle anschließbar sind und wobei der Zeitwert (50) zur Ausgabe der Nocke (10, 11) mittels des Datenbusses (5) an die Ausgabeeinheit (15) übermittelbar ist.
  2. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbus (5) ein taktsynchroner Datenbus ist.
  3. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinheit (3) eine Systemuhr (33) aufweist bzw. der Datenbus (5) zur Übertragung einer Systemzeit vorgesehen ist und die Ausgabeeinheit (15) eine lokale Systemuhr (35, 36) aufweist, wobei mittels des Datenbusses eine Synchronisation der Systemuhr (33) bzw. der Systemzeit des Datenbusses (5) mit der lokalen Systemuhr (35, 36) durchführbar ist.
  4. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine lokale Systemuhr (35, 36) aufweist, wobei die lokale Systemuhr (35, 36) des Antriebs (27) mit der Systemuhr (33) der Berechnungseinheit (3) bzw. der Systemzeit des Datenbusses (5) synchronisierbar ist.
  5. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Berechnungseinheit (3) ein Gebersignal (26) verarbeitbar ist, welches zur Ermittlung der Nocke (10, 11) dient.
  6. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinheit (3) einen Eingang zum Anschluss eines Gebers (19, 20) aufweist.
  7. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) als Berechnungseinheit eine zentrale Steuerung mit genau einer Steuereinheit ist oder dass die Steuerung (3) als Berechnungseinheit eine dezentrale Steuerung ist, wobei die dezentrale Steuerung zwei oder mehrere Steuereinheiten aufweist.
  8. Elektronisches Nockensteuerwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronisches Nockensteuerwerk (1) genau eine Ausgabeeinheit (15) oder zumindest zwei Ausgabeeinheiten aufweist.
  9. Verfahren zur Generierung einer Nocke (10, 11), wonach mittels einer Berechnungseinheit (3) der Zeitwert (50) zur Ausgabe zumindest einer Nocke (10, 11) ermittelt wird, wonach der Zeitwert (50) zur Ausgabe der Nocke (10, 11) mittels eines Datenbusses (5) an eine Ausgabeeinheit (15) übermittelt wird, wonach die Nocke (10, 11) von der Ausgabeeinheit (15) zum übermittelten Zeitwert (50) ausgegeben wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Systemuhr (33) der Berechnungseinheit (3) mit einer lokalen Systemuhr (35, 36) der Ausgabeeinheit (15) synchronisiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Berechnungseinheit (3) Zeitwerte (50) zur Ausgabe von Nocken (10, 11) an mehrere Ausgabeeinheiten übermittelt werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bis zur Ausgabe der Nocke (10, 11) mittels der Ausgabeeinheit (15), der Zeitwert (50) der Ausgabe der Nocke (10, 11) zumindest zweimal von der Steuerung an die Ausgabeeinheit übermittelt wird.
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