DE1488489C - Verfahren zur Steuerung des Bremsbeginns der Arbeitswelle einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Presse, Schmiedemaschine oder Reckwalze mit Ein- oder Mehrhubsteuerung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bremsung die Nähmaschinenwelle auch nicht genau Steuerung des Bremsbeginns der Arbeitswelle einer in der dafü*· vorgesehenen Winkelstellung zum Still-Arbeitsmaschine, insbesondere einer Presse, stand, sondern der Auslaufwinkel richtet sich nach Schmiedemaschine oder Reckwalze mit Ein- oder der noch vorhandenen Energie, die von der Anfangs-Mehrhubsteuerung, bei dem die Arbeitswelle durch 5 drehzahl der Welle abhängt.

ein dauernd umlaufendes Schwungrad angetrieben, In der USA.-Patentschrift 3 157 261 ist eine

mit dem Schwungrad über eine Kupplung verbunden Bremssteuerung beschrieben, bei der die Bremsung und am Ende eines Arbeitstaktes von dem Schwung- in Abhängigkeit von der jeweiligen Maschinendrehrad getrennt und mittels einer drehzahlabhängig er- zahl durchgeführt wird. Zu diesem Zweck ist an die regten Bremsvorrichtung abgebremst wird. io Maschinenwelle ein Tachometer angeschlossen,

Bei einer MasQhirJe der genannten Art ist es üblich, , . dessen Ausgangsspannung zur Steuerung eines Verdaß das Schwungrad* dauernd durchläuft. Zum Be-' ^: '■ Stärkertransistors benutzt wird. In den Laststromkreis wegen, der, Arbeitsweise, bzw,, der. Werkzeuge wird die des Transistors ist die Betätigungsvorrichtung für die Arbeitswelie über eine Rutschkupplung mit dem Bremse eingeschaltet. Die vom Tachometer abgege-Schwungrad verbunden lurid nach Beendigung der 15 bene Spannung steuert über den Transistor den Last-Arbeit, im allgemeinen nach einer Umdrehung der strom, der seinerseits den Grad der Bremserregung Arbeitswelle, vom Schwungrad getrennt HiriÜ"' abge- beeinflußt. Bei hohen Maschinendrehzahlen wird am bremst. Je nach der Arb;ejtsentnahme vomjjehwung- Tachometer eine hohe Spannung erzeugt. Über den rad fällt die Drehzahl des Schwungrades* bzw. der Transistor wird erreicht, daß die Bremse mit einer Arbeitswelle um verschiedene Beträge ab, während 20 von der Maschinendrehzahl abhängigen Kraft an der die Bremsen der Arbeitsmaschine stets mit dem glei- Maschinenwelle angreift. Die genaue Beendigung der chen, durch Federkraft oder Luftdruck bestimmten Abbremsung der gewünschten,Winkellage wird durch Bremsvermögen bremsen. Deshalb ergibt sich in Ab- Abtastscheiben an der Welle gesteuert Bei einer derhängigkeit von der Arbeitsentnahme ein verschieden artigen Bremssteuerung greift die Bremse mit einer langer Bremsweg, wodurch das Stehenbleiben der 25 genau zu bemessenden Kraft an der Maschinenwelle Maschine in der erwünschten Stellung nicht immer an, die einen Analogwerkjgui-Ausgangsspannung des gewährleistet wird. Man hat schon versucht, diese Tachometers darstellt. Die Betriebsverjiältnisse Beeinträchtigung in dem Arbeitsablauf der Maschine können sich aber bei zunehmendem Verschleiß der dadurch auszugleichen, daß überschwere Schwung- Bremsbeläge oder bei einer anderen Änderung der räder verwendet werden, um dem Drehzahlabfall 3° Bremscharakteristik verändern, so daß die anfangs entgegenzuwirken. Eine solche Maßnahme ist nicht eingestellten Bedingungen sich ändern und die bei nur kostspielig, sondern sie genügt auch in den mei- Bremsschluß angestrebte Winkellage nicht erreicht sten Fällen: nicht. -Die'Maschine kommt nicht in ein wird. Die Aufwendungen zur Konstruktion einer dem und. derselben gewünschten Stellung zum Stillstand. Betriebsverhalten der Anlage angepaßten Bremse mit

Durch die USA._:Pa1Jentschrift 3 160 128 ist eine 35 yorbestimmbarer, über den Regelbereich veränder-Nähmaschinensteüferü^ig bekannt, bei der eine'Küpp-'·'*■ barer Bremskraft sind groß.

lungs- und Bremsvorrichtung in der Weise gesteuert In der deutschen Auslegeschrift 1 135 996 ist er-

ist, daß die Nähmaschinennadel nach dem Abschal- wähnt, daß es bekannt sei, für die Erreichung des ten des Maschinenantriebs stets in ihrer oberen Tot- Bremskommandozeitpunktes einer Arbeitsmaschine punktlage zum Stillstand kommt. Zu diesem Zweck 40 ein Rechengerät einzusetzen, das den Bremsweg entist die in Antriebsridjtung hinter der. Kupplung an- sprechend der jeweils vorhandenen Geschwindigkeit geordnete NähmascKmer(welle mit einem Synchroni- der Arbeitswelle berechnet. Zur Durchführung des sierglied in Form einer Kontaktscheibe ο. dgl. ver- Bremsvorganges, für die im allgemeinen die Kenntnis /j sehen, die dafür sorgt, daß nach einer Motorabschal- des Bremskommandozeitpunktes wichtig ist, muß die- M tung der Bremsvorgang bei einer bestimmten 45 ser demnach bei der bekannten Vorrichtung erst aus Winkellage der Nähmaschinenwelle einsetzt, nach- dem Bremsweg und der Wellengeschwindigkeit erdem zuvor die Abkupplung von einer an der Motor- mittelt werden. Es sind also zwei nacheinander erwelle befestigten Schwungscheibe erfolgt ist. Es fin- folgende Berechnungen notwendig, denn es muß zudet dann eine vorgegebene: Zeit lang eine Abbrem- nächst der Bremsweg entsprechend der Walzengesung der Nähmaschinenwelle statt. Nach Beendigung 5° schwindigkeit errechnet werden, um dann aus Bremsder voreingestellten Zeitspanne gibt die Bremse die weg und Walzengeschwindigkeit erst den Bremskom-Nähmaschinenwelle wieder frei, um sie in einem mandozeitpunkt zu bestimmen. Ein derartiges aus weiteren Drehwinkelbereich auslaufen zu lassen. Bei zwei Rechenschritten bestehendes Verfahren ist auch Erreichen der Totpimkjja.ge.,,wird die Bremse.— ge₇ geijätetechnisch aufwendig, denn es müssen für jede steuert durch das ' Syncnronisierglied — aufs^v neue 55 Rechnung die geeignet programmierten Rechengeräte eingeschaltet, um· die'Nähmaschinenwelle^r endgültig bzw. Umsetzer vorhanden sein.

zum Stillstand zu bringen. Es findet also zunächst Schließlich ist Ur der Zeitschrift »Das Industrieeine Vorbremsung statt, um den größten Teil der blatt«, 1962, Nr. 3, S. 145 bis 148, eine Anzahl von Rotationsenergie der Nähmaschinenwelle zu vernich- Meßverfahren zur Erfassung der Wellengeschwind igten, und die Maschinenwelle läuft dann verhältnis- 60 keit einer Rotationsmaschine beschrieben. Eines diemäßig langsam in ihre Totpunktlage, um dort ge- ser bekannten Verfahren besteht darin, die Drehwissermaßen blockiert zu werden. Bei dieser Art der zahl einer Arbeitswelle durch Zählen der beim Über-Maschinensteuerung wird unabhängig von der zum streichen eines vorgegebenen Winkels von einer Im-Bremskommandozeitpunkt herrschenden Drehzahl pulsquelle abgegebenen Impulse zu messen,
bei der Vorbremsung im wesentlichen stets die glei- 65 Aufgabe der Erfindung ist, die Arbeitsmaschine so ehe Energiemenge vernichtet, so daß die vor der end- zu steuern, daß auch bei ungleicher Entnahme von gültigen Bremsung noch vorhandene Energie nicht Energie aus dem Schwungrad durch den Arbeitsvorgenau festliegt. Dementsprechend bringt die zweite gang die Arbeitsmaschine stets in der gleichen Stel-

lung zum Stillstand gebracht wird. Diese Aufgabe wird in bezug auf das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Einschalten der Bremsvorrichtung die Winkelgeschwindigkeit der Arbeitswelle gemessen wird, daß der ermittelte Wert der Winkelgeschwindigkeit in einem Meßwertumformer in den Wert der von einer definierten Winkelstellung der Welle aus bis zum Einsetzen des Bremsvorganges noch zur Verfügung stehenden Zeitspanne, umgewandelt wird und daß nach Ablauf der ermittelten Zeitspanne der Beginn des Bremsvorganges erfolgt.

Jedem vom Zähler registrierten Drehzahlwert muß nun die entsprechende Zeitverzögerung für den Abschaltzeitpunkt der Maschinensteuerung zugeordnet werden. Hierzu wird vorteilhafterweise ein weiterer elektronischer Zähler verwendet, welcher über den zweiten Signalgeber angesteuert wird. In Verbindung mit dem hochstabilen Frequenzgenerator oder Oszillator übernimmt dieser weitere Zähler die Aufgabe ao eines genauen Zeitgebers. Da jeder Impuls des Frequenz-Generators eine genaue Zeiteinheit darstellt, können mittels einer zu diesem weiteren Zähler gehörenden Diodenmatrix je nach Auslegung dieses Zählers praktisch sämliche benötigten Zeiten ange- as nommen werden. Die Diodenmatrix des weiteren Zählers ist vorteilhafterweise auswechselbar, so daß eine Anpassung an unterschiedliche Nenndrehzahlen der Arbeitswelle möglich ist. Die Zuordnung der , Werte der beiden Zähler erfolgt in einem Koinzidenzsignalauswerter mittels einer weiteren in diesem Auswerter vorhandenen Diodenmatrix. Vom Koinzidenzsignalauswerter wird nur dann ein Signal abgegeben, wenn sich zu dem Drehzahlzählerwert ein zugeordneter Zeitzählerwert in Koinzidenz befindet. Das Ausgangssignal des Koinzidenzsignalauswerters enthält also die korrekte Zeitverzögerung zu der jeweilig bestimmten Drehzahl. Dieses Ausgangssignal wird nun, vorzugsweise verstärkt, zur Auslösung des Bremsvorganges verwendet, d. h. einem Schaltglied wie Magnetventil o. dgl. für die Bremse zugeleitet. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unter anderem darin zu sehen, daß infolge der sehr kurzen - Schaltzeiten der benutzten elektronischen Komponenten die Bestimmung der Drehzahl, deren Aus-Wertung und die Ermittlung der zugehörigen Zeitverzögerung des Abschaltzeitpunktes des zur Maschine gehörenden Abschaltventils o. dgl. beispielsweise innerhalb der letzten Drehphase einer schnelllaufenden Arbeitswelle möglich sind. Außerdem kommt als weiterer Vorteil hinzu, daß das Verfahren sowohl bei schnell als auch bei sehr langsam laufenden Arbeitswellen Anwendung finden kann.

An Hand des Blockschaltbildes wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Mit der Bezugsziffer 1 ist die Arbeitswelle der Maschine bezeichnet, auf der als Markierung ein Nocken 2 angebracht ist. Beim Umlauf der Arbeitswelle 1 in Pfeilrichtung werden vom Nocken 2 die beiden als kontaktlose Signalgeber ausgebildeten Abtastelemente 3,4 nacheinander betätigt. Durch Betätigung des ersten Signalgebers 3 wird ein Tor T₁ geöffnet und es gelangen die von einem hochstabilen Impulsgenerator bzw. Oszillator 7 erzeugten Impulse über das Tor T₁ auf einen elektronischen Zähler 5, welcher diese Impulse zählt. Sobald nun der Nocken 2 den Signalgeber 4 betätigt, wird ein Tor T₂ geöffnet und gleichzeitig das Tor T₁ geschlossen. Der Zähler 6 beginnt jetzt die vom Frequenzgenerator 7 abgegebenen Impulse zu zählen, während der Zähler 5 gesperrt wird. Je länger der Zeitabschnitt zwischen der Betätigung der Signalgeber 3 und 4 ist, desto größer ist die Zahl der auf den Zähler 5 gelangenden Impulse. Der Endwert von Zähler 5 ist also ein Maß für die Drehzahl der Arbeitswelle. Bei Schließung des Tores T₁ wird der Endwert des Zählers S gespeichert und einem Koinzidenzsignalauswerter 8 zugeführt. Der Zähler 6 übernimmt in Verbindung mit dem Impulsgenerator 7 die Aufgabe eines genauen Zeitgebers. Der Ausgangswert des Zählers 6 wird ebenfalls dem Koinzidenzsignalauswerter 8 zugeführt. In dem Koinzidenzsignalauswerter 8 werden die beiden Zählerwerte, d. h. der zugeführte Wert des Zähler 5 und der des Zählers 6, mittels einer Diodenmatrix einander zugeordnet. Das Ausgangssignal des Koinzidenzsignalauswerters 8 stellt bereits die Auswertung der einander zugeordneten Zählerwerte dar und es erscheint nur dann, wenn sich zu dem Wert der Drehzahl von Zähler 5 ein zugeordneter Wert der Zeit von Zähler 6 in Koinzidenz befindet. Das Ausgangssignal des Koinzidenzsignalauswerters 8 enthält also die korrekte Zeitverzögerung, zu der jeweiligen Drehzahl der Arbeitswelle 1. Dieses Ausgangssignal wird, vorzugsweise im Verstärker 9 verstärkt, dem Schaltglied für die Bremsvorrichtung für die Arbeitswelle zugeführt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung des Bremsbeginns der Arbeitswelle einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Presse, Schmiedemaschine oder Reckwalze mit Ein- oder Mehrhubsteuerung, bei dem die Arbeitswelle durch ein dauernd umlauffendes Schwungrad angetrieben, mit dem Schwungrad über eine Kupplung verbunden und am Ende eines Arbeitstaktes von dem Schwungrad getrennt und mittels einer drehzahlabhängig erregten Bremsvorrichtung abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einschalten der Bremsvorrichtung die Winkelgeschwindigkeit der Arbeitswelle gemessen wird, daß der ermittelte Wert der Winkelgeschwindigkeit in einem Meßwertumformer in den Wert der von einer definierten Winkelstellung der Welle aus bis zum Einsetzen des Bremsvorganges noch zur Verfügung stehenden Zeitspanne umgewandelt wird und daß nach Ablauf der ermittelten Zeitspanne der Beginn des Bremsvorganges erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (2, 3,4, 5) zur digitalen Drehzahlmessung mit an der Welle (1) angebrachten Markierungen (2), die beim Passieren von Abtastelementen (3,4) einen Impulse eines Impulsgenerators (7) zählenden Zähler (5) ein- und abschalten, durch einen den jeweiligen Zählerstand in einen der Nachlaufzeit entsprechenden Ausgangswert umsetzenden programmierbaren Koinzidenzsignalauswerter (8) und durch einen zweiten, durch eine Wellenmarkierung einschaltbaren Zähler (6) sowie eine den Ausgangswert des Koinzidenzsignalauswerters (8) mit dem Zählerstand des zweiten Zählers (6) vergleichende Koinzidenz-