DE19737617A1 - Fernsteuerung für Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und Kernbohrsysteme - Google Patents
Fernsteuerung für Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und KernbohrsystemeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Es ist bekannt, Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und Kernbohr
systeme, fernzusteuern. Bei einer bekannten Ausführungsform wird eine sepa
rate Steuereinheit, die manuell betätigbare Hydraulikventile beinhaltet, mittels
eines zusätzlich benötigten Satzes Hydraulikschläuche in die Hydraulikkreisläufe,
zwischen Antriebsaggregat und anzutreibendem Gerät, eingeschaltet. Diese Steuer
einheit ist aufgrund ihrer Größe, ihres Gewichts und der mit ihr verbundenen
verhältnismäßig starren und schweren Hydraulikschläuche als quasi-stationär
anzusehen. Im eingerichteten Zustand ist die Steuereinheit mit den in ihr enthal
tenen Bedienelementen kaum noch ortsveränderlich. Desweiteren sind nur einige
der hydraulischen Funktionen und keine der elektrischen Funktionen "EIN", "AUS"
und "NOT-AUS" des Antriebsaggregats, von der Steuereinheit aus, steuerbar.
Insgesamt bietet diese Ausführungsform keine wesentlichen Vorteile. Besonders
nachteilig ist hingegen der erhöhte Arbeits- und Zeitaufwand beim Einrichten
und beim Transport der zusätzlich benötigten Komponenten.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird eine separate Steuereinheit,
ebenfalls mittels eines zusätzlich benötigten Satzes Hydraulikschläuche, in die
Hydraulikkreisläufe, zwischen Antriebsaggregat und anzutreibendem Gerät, ein
geschaltet. Auch diese Steuereinheit ist aufgrund ihrer Größe, ihres Gewichts
und der mit ihr verbundenen verhältnismäßig starren und schweren Hydraulik
schläuche als quasi-stationär anzusehen. Mit der Steuereinheit per Steuerkabel
verbunden ist ein ortsveränderliches Steuerpult mit dem einige, jedoch nicht
alle der hydraulischen Funktionen und keine der elektrischen Funktionen "EIN",
"AUS" und "NOT-AUS" des Antriebsaggregats fernsteuerbar sind, was die Nut
zung wiederum erheblich einschränkt, da weiterhin einige der während des Be
triebs benötigten Funktionen nur unmittelbar am Antriebsaggregat gesteuert
werden können. Nachteilig ist auch hier der erhöhte Arbeits- und Zeitaufwand
beim Einrichten und beim Transport der zusätzlich benötigten Komponenten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es
ermöglicht alle während des Betriebs eines Antriebsaggregats, insbesondere für
Wandsäge- und Kernbohrsysteme, benötigten Funktionen fernzusteuern, aus
genommen der Regelung des Wasserzuflusses, die am anzutreibenden Gerät
vorgenommen werden kann. Die dafür vorgesehene Steuereinheit soll derart in
das Antriebsaggregat integriert werden, daß eine kompakte Einheit entsteht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden an die Hydraulikventile des Antriebsaggregats elektro
mechanische Stellglieder gekoppelt. Eine Elektronik steuert über diese elektro
mechanischen Stellglieder die hydraulischen Funktionen, sowie über Relais wei
tere, elektrische Funktionen des Antriebsaggregats. Die Steuereinheit wird in
das Antriebsaggregat integriert und bildet mit diesem eine kompakte Einheit,
die sich durch geringes Gewicht und geringe Größe auszeichnet. Als zusätzliche
externe Komponente ist lediglich ein ortsveränderliches Steuerpult anzuschlie
ßen. Weitere externe Komponenten entfallen. Zusätzliche Hydraulikschläuche
werden nicht benötigt. Der zusätzliche Arbeits- und Zeitaufwand beim Einrich
ten beschränkt sich auf das Anschließen des ortsveränderlichen Steuerpults. Da
alle während des Betriebs benötigten Funktionen des Antriebsaggregats, ausge
nommen der Regelung des Wasserzuflusses, fernbedienbar sind, ist es möglich
das Antriebsaggregat in größerer Entfernung von dem anzutreibenden Gerät, an
einer gut zugänglichen und/oder geschützten Stelle, zu plazieren. Da man
sich mit der Fernsteuerung in nächster Nähe des Arbeitsfeldes aufhalten und
den Arbeitsprozeß beobachten kann, ist ein schnelleres und präziseres Arbeiten
möglich und man ist in der Lage auf Störungen unmittelbar zu reagieren und
angemessene Bedienschritte, per Fernbedienung, durchzuführen und die Maschine
im Notfall per "NOT-AUS" zu stoppen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 Draufsicht auf eine Grundplatte mit den elektromechanischen Stell
gliedern und den Endschaltern.
Fig. 2 eine Tellseitenansicht.
Fig. 3 eine Teilseitenansicht.
Fig. 4 eine Teilseitenansicht.
Fig. 5 eine Tellseitenansicht.
Fig. 6 Ein Ausführungsbeispiel eines Zahnkranzsegments mit Betätigungshebel.
Fig. 7 Ein Ausführungsbeispiel eines ortsveränderlichen Steuerpults.
Fig. 8 Ein als Blockschaltbild dargestelltes Ausführungsbeispiel einer geeigneten
Steuerelektronik.
Fig. 9 Ein als Flußdiagramm dargestelltes Ausführungsbeispiel eines geeigneten
Steuerprogramms.
Gleiche Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugs
zeichen versehen.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 ist auf die Schalttafel eines Antriebsaggregats,
insbesondere für Wandsäge- und Kernbohrsysteme, zu montieren und ist ange
paßt an konkrete Ausführungsformen von Antriebsaggregaten. Die Hydraulik
ventile des Antriebsaggregats sind nicht dargestellt.
In der Grundplatte 1 befinden sich die Aussparungen 2, 2', 3, 4 und 5 unter
denen sich die Hydraulikventile des Antriebsaggregats befinden. Die ursprüng
lich mit den Hydraulikventilen verbundenen Betätigungselemente, für manuelle
Betätigung, sind vor dem Anbau der Erfindung zu entfernen. Stattdessen sind
an die Drehachsen der Hydraulikventile Zahnräder und Zahnriemenscheiben
(nicht dargestellt) und Zahnkranzsegmente mit Betätigungshebel 6 und 6' zu
montieren.
Auf der Grundplatte 1 befinden sich die Motorträger 7, 7', 8, 9 und 10 mit den
angebauten Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14. Die Motorträger 7, 7' und 10
sind fest auf der Grundplatte 1 montiert. Für Einstellungszwecke sind die Motor
träger 8 und 9, durch die Langlöcher 15 und 16 verschiebbar auf der Grund
platte 1 angeordnet. Die Schrittmotoren 11, 11', 12 und 13 sind fest mit den zuge
hörigen Motorträgern verbunden. Für Einstellungszwecke ist Schrittmotor 14 auf
dem Motorträger 10, durch die Langlöcher 17, höhenverstellbar angeordnet.
Schrittmotor 11 bewegt über Zahnrad 18 das Zahnkranzsegment mit Betätigungs
hebel 6 und das mit diesem verbundene Hydraulikventil des Antriebsaggregats,
dessen Drehachse unterhalb der Grundplatte 1, parallel zur Motorachse liegt.
Erreicht dieses Hydraulikventil eine ausgezeichnete Position, wird durch das
Zahnkranzsegment mit Betätigungshebel 6 der Endschalter 19 betätigt, wodurch
diese Position der Steuerelektronik mitgeteilt und als Referenzposition gespei
chert wird. Die anderen Positionen werden relativ zu dieser Referenzposition
angefahren. Endschalter 19 ist zur Einstellung des Schaltpunkts verschiebbar
angeordnet.
Schrittmotor 11' bewegt über Zahnrad 18' das Zahnkranzsegment mit Betätigungs
hebel 6' und das mit diesem verbundene Hydraulikventil des Antriebsaggregats,
dessen Drehachse unterhalb der Grundplatte 1, parallel zur Motorachse liegt.
Erreicht dieses Hydraulikventil eine ausgezeichnete Position, wird durch das
Zahnkranzsegment mit Betätigungshebel 6' der Endschalter 19' betätigt, wodurch
diese Position der Steuerelektronik mitgeteilt und als Referenzposition gespei
chert wird. Die anderen Positionen werden relativ zu dieser Referenzposition
angefahren. Endschalter 19' ist zur Einstellung des Schaltpunkts verschiebbar
angeordnet.
Aussparung 3 wird von der Drehachse eines Hydraulikventils des Antriebs
aggregats senkrecht durchstoßen. An der Drehachse ist ein Zahnrad (nicht
dargestellt) angebracht, das über Zahnrad 20 von Schrittmotor 12 bewegt wird.
Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder ist so gewählt, daß Zahnrad 20 einen
maximalen Drehwinkel von weniger als 360° beschreibt, wobei das Hydraulik
ventil mehrere Umdrehungen durchführen kann. An Zahnrad 20 ist ein Schaltstift
21 angebracht, der in einer ausgezeichneten Position des Zahnrads 20, und des an
dieses gekoppelten Hydraulikventils, den Endschalter 22 betätigt, wodurch diese
Position der Steuerelektronik mitgeteilt und als Referenzposition gespeichert wird.
Alle anderen Positionen werden relativ zu dieser Referenzposition angefahren. Da
der maximale Drehwinkel von Zahnrad 20 weniger als 360° beträgt, ist gewähr
leistet, daß über den gesamten Drehbereich des Hydraulikventils der Endschalter
22 nur ein einziges mal betätigt wird, wodurch Fehlinterpretationen der Position
ausgeschlossen sind. Endschalter 22 ist zur Einstellung des Schaltpunkts verschieb
bar angeordnet.
Aussparung 4 wird von der Drehachse eines Hydraulikventils des Antriebs
aggregats senkrecht durchstoßen. An der Drehachse ist ein Zahnrad mit Schalt
stift (nicht dargestellt) angebracht, das über Zahnrad 23 von Schrittmotor 13
bewegt wird. Der Schaltstift betätigt in einer ausgezeichneten Position des
Hydraulikventils den Endschalter 24 wodurch diese Position der Steuerelektronik
mitgeteilt und als Referenzposition gespeichert wird. Die anderen Positionen
werden relativ zu dieser Referenzposition angefahren. Endschalter 24 ist zur
Einstellung des Schaltpunkts verschiebbar angeordnet.
Unterhalb der Aussparung 5 befindet sich ein Hydraulikventil des Antriebsaggre
gats, auf dessen Drehachse, die parallel zur Achse des Schrittmotors 14 liegt,
eine Zahnriemenscheibe angebracht ist (nicht dargestellt), die über einen Zahn
riemen (nicht dargestellt) und die Zahnriemenscheibe 25 von Schrittmotor 14
bewegt wird. An der Zahnriemenscheibe 25 ist ein Schaltstift 26 angebracht, der
in einer ausgezeichneten Position der Zahnriemenscheibe 25, und des an sie ge
koppelten Hydraulikventils, den Endschalter 27 betätigt, wodurch diese Position
der Steuerelektronik mitgeteilt und als Referenzposition gespeichert wird. Die
anderen Positionen werden relativ zu dieser Referenzposition angefahren. End
schalter 27 ist zur Einstellung des Schaltpunkts verschiebbar angeordnet.
Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines ortsveränderlichen Steuer
pults 100 beinhaltet einen NOT-AUS-Taster 101, einen EIN-Taster 102 zum
Einschalten des Antriebsaggregats, sowie fünf Eingabeelemente 103 zur Eingabe
der Fernsteuerkommandos für die Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14 mit den
angekoppelten Hydraulikventilen des Antriebsaggregats.
Das in Fig. 8 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel einer Steuer
elektronik enthält als zentrale Steuereinheit 104 insbesondere einen Mikro
controller oder Mikroprozessor mit einem Steuerprogramm gemäß Fig. 9. Die
von den Endschaltern 19, 19', 22, 24 und 27 kommenden Steuersignale und die
vom Steuerpult 100, über den EIN-Taster 102, und die Eingabeelemente 103
kommenden Steuerbefehle werden an der Schnittstelle 105 zur zentralen Steuer
einheit 104 gefiltert und von Störimpulsen befreit. Die zentrale Steuereinheit
104 verarbeitet die Eingangssignale und erzeugt die Steuersignale für die
Schrittmotorendstufen 106, die die Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14 treiben,
und für das Relais 107, das das Antriebsaggregat einschaltet. Relais 108, zur
Steuerung der NOT-AUS-Funktion, ist direkt mit dem NOT-AUS-TASTER 101
verbunden. Die von der Stromversorgung 109 gelieferte Versorgungsspannung
wird von der Spannungsüberwachung 110 kontrolliert, die gegebenenfalls einen
Reset der zentralen Steuereinheit auslöst, um so ein Fehlverhalten der Fern
steuerung zu verhindern.
Das in Fig. 9 als Flußdiagramm dargestellte Ausführungsbeispiel eines Steuer
programms startet unmittelbar nach Anlegen der Versorgungsspannung an die
Steuerelektronik. Da sich die Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14 und die an
diese gekoppelten Hydraulikventile des Antriebsaggregats beim Programmstart
in einer nicht definierten Position befinden, werden zuerst deren Referenzposi
tionen angefahren. Bei Erreichen dieser Referenzpositionen werden die jeweiligen
Endschalter 19, 19', 22, 24 und 27 ausgelöst und daraufhin die entsprechenden
Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14 in dieser Position gestoppt (Programm
schritt 200). Diese Referenzpositionen werden daraufhin abgespeichert (Pro
grammschritt 201).
Danach fahren die Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14 und die an diese gekop
pelten Hydraulikventile des Antriebsaggregats ihre vorgegebenen Nullstellungen
an (Programmschritt 202).
Danach wartet das Programm bis die Eingabeelemente 103 in ihre Nullstellungen
gebracht worden sind, um so sicherzustellen, daß die an ihnen eingestellten
Positionen mit den tatsächlichen Positionen der korrespondierenden Schritt
motoren 11, 11', 12, 13 und 14 und der an diese gekoppelten Hydraulikventile des
Antriebsaggregats übereinstimmen (Programmschritt 203).
Das System ist nun bereit, die von dem Steuerpult 100 kommenden Steuerbe
fehle zu bearbeiten und wartet zunächst bis der EIN-Taster 102 betätigt wird
(Programmschritt 204), um daraufhin das Antriebsaggregat einzuschalten
(Programmschritt 205).
Das Programm wartet dann auf ein neues Steuerkommando von Steuerpult 100
(Programmschritt 206). Ist ein neues Kommando gegeben, wird für den ange
sprochenen Schrittmotor 11, 11', 12, 13 oder 14 die Anzahl der auszuführenden
Schritte und die Drehrichtung berechnet (Programmschritt 207), der Interrupt
der korrespondierenden Interrupt-Routine, die für jeden Schrittmotor 11, 11', 12, 13
und 14 separat vorliegt, freigegeben (Programmschritt 208) und die Inter
rupt-Routine dann aufgerufen (Programmschritt 209).
In der Interrupt-Routine wird bei jedem Aufruf die korrespondierende Schritt
motorendstufe 106 derart angesteuert, daß der angeschlossene Schrittmotor 11,
11', 12, 13 oder 14 genau einen Schritt in die vorher berechnete Richtung durch
führt (Programmschritt 210).
Wird nun in Programmschritt 211 festgestellt, daß alle in Programmschritt 207
berechneten Schritte ausgeführt sind, wird der Interrupt für diese Inter
rupt-Routine gesperrt (Programmschritt 212) und es erfolgt der Rücksprung ins
Hauptprogramm, andernfalls wird erst ein Timer gesetzt (Programmschritt 213)
und dann ins Hauptprogramm zurückgesprungen. Der Timer löst nach Ablauf
einer vorgewählten Zeit erneut einen Interrupt aus, wodurch die soeben verlassene
Interrupt-Routine wieder aufgerufen wird.
Diese Art der Interruptprogrammierung erlaubt das quasi-simultane und zeit
genaue Ansteuern aller Schrittmotoren 11, 11', 12, 13 und 14 und leistet damit
einen wichtigen Beitrag zur Leistungsfähigkeit des gesamten Systems.
Claims (12)
1. Fernsteuerung für Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und
Kernbohrsysteme, mit einem ortsveränderlichen Steuerpult zur Eingabe der
Fernsteuerkommandos, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektronik alle
während des Betriebs benötigten elektrischen und hydraulischen Funktionen
eines Antriebsaggregats gemäß den Fernsteuerkommandos steuert, wobei die
zu steuernden Hydraulikventile des Antriebsaggregats über elektromechani
sche Stellglieder bewegt werden und die gesamte Steuerung in das Antriebs
aggregat integriert ist und mit diesem eine kompakte Einheit bildet.
2. Fernsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
die wichtigsten der während des Betriebs benötigten elektrischen und
hydraulischen Funktionen eines Antriebsaggregats fernsteuerbar sind.
3. Fernsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektronik in einem separaten Gehäuse untergebracht ist und per Kabel mit
den anderen Komponenten der Steuerung verbunden ist.
4. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eins der Hydraulikventile des Antriebsaggregats von einem
Zahnkranzsegment mit Betätigungshebel (6) betätigt wird.
5. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektromechanischen Stellglieder Schrittmotoren sind.
6. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektromechanischen Stellglieder DC-Motoren sind.
7. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eins der Eingabeelemente 103 ein Potentiometer ist, dessen
Widerstandsverlauf und/oder die an dem Widerstand abfallende Span
nung, so aufbereitet wird, daß über den Drehwinkel ein logarithmischer
Verlauf entsteht.
8. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eins der Eingabeelemente 103 ein Drehimpulsgeber ist, des
sen Ausgangsimpulse so aufbereitet werden, daß deren Anzahl über den
Drehwinkei einen logarithmischen Verlauf erhält.
9. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektronik eine festverdrahtete Logik enthält.
10. Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektronik eine programmierte Zentraleinheit, insbesondere einen
Mikrocontroller, einen Mikroprozessor oder eine Speicherprogrammlerbare
Steuerung enthält.
11. Fernsteuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Steuerprogramm Fehlbedienungen erkennen und ausgleichen kann.
12. Fernsteuerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in
die Hydraulikkreisläufe des Antriebsaggregats Drucksensoren eingefügt
werden, mit deren Daten und einer intelligenten Elektronik eine wenigstens
teilautomatische Steuerung realisiert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997137617 DE19737617A1 (de) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Fernsteuerung für Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und Kernbohrsysteme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997137617 DE19737617A1 (de) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Fernsteuerung für Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und Kernbohrsysteme |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19737617A1 true DE19737617A1 (de) | 1999-03-11 |
Family
ID=7840518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997137617 Withdrawn DE19737617A1 (de) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Fernsteuerung für Antriebsaggregate, insbesondere für Wandsäge- und Kernbohrsysteme |
Country Status (1)
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