DE19847228A1 - Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Stellgliedes und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Steuerung einer Verschiebungsposition eines Verschiebungselements, das in einem elektrischen Stellglied vorgesehen ist.

Elektrische Stellglieder werden herkömmlicherweise als Mittel zum Transport eines Werkstücks oder dgl. verwendet. Eine Steuervorrichtung zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes weist Signalleitungen auf, die mit einer Steuerung verbunden sind, um eine Ankunftszielposition eines Verschiebungselements auszuwählen, und bestimmte Signalleitungen zur Verschiebung des Verschiebungselementes zu einer Position eines Start­ punktes.

Wie oben beschrieben erfordert die herkömmliche Steuervor­ richtung für elektrische Stellglieder bestimmte gesonderte Signalleitungen. Somit tritt das Problem auf, daß eine Vielzahl von Signalleitungen für die Steuervorrichtung vorgesehen werden muß.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Stellgliedes vorzuschlagen, die es ermöglichen, die Anzahl von Signalleitungen, die mit der Steuervorrichtung für das elektrische Stellglied verbunden sind, zu verringern.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß soll die Anzahl von Signalleitungen dadurch verringert werden, daß ein Speicher einer Vielzahl von Speichern zum Speichern von Ankunftszielpositionen eines Verschiebungselements als Startpunktspeicher zum Speichern einer Position eines Startpunktes des Verschiebungselements verwendet wird, so daß Signalleitungen zur Rückführung des Verschiebungselements zum Startpunkt nicht mehr benötigt werden.

Eine Vergrößerung der Belastung und Beschädigung des elek­ trischen Stellgliedes werden erfindungsgemäß dadurch vermie­ den, daß bestimmte Verschiebungen eines Verschiebungselements beim Verschieben des Verschiebungselements zu einem Startpunkt oder beim Verschieben des Verschiebungselements zu einem an einer dem Startpunkt gegenüberliegenden Seite liegenden Verschiebungsende, an dem das elektrische Stellglied gestoppt wird, über einen Detektor erfaßt werden.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Stellgliedes, das für ein Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Stellglied gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang einer Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht eines Sensorschalters des Stellgliedes gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Steuervor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem eine Vielzahl von Steuervor­ richtungen gemäß Fig. 5 an einem Schienenelement angebracht ist,

Fig. 7 eine Ansicht von unten der Steuervorrichtung gemäß Fig. 5,

Fig. 8 ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung für das elektrische Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 9 ein Blockdiagramm, das eine Positionsinformations­ speichereinheit der Steuervorrichtung gemäß Fig. 8 zeigt,

Fig. 10 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Flußdiagrammes eines Hauptprogramms,

Fig. 11 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Flußdiagrammes eines Programms zur Startpunktpositionswiederherstellung,

Fig. 12 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Flußdiagrammes eines Programms für die Bewegung zum Erreichen einer gespeicherten Posi­ tion,

Fig. 13 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Flußdiagrammes eines Programms für eine Vorwärtsbewegung,

Fig. 14 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Zeitdiagrammes, das eine Prozedur zur Rückführung eines Gleittisches zu einem Startpunkt darstellt,

Fig. 15 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Zeitdiagramm dargestellt ist, das eine Prozedur zur Verschiebung des Gleittisches zu einer festgelegten Position zeigt, und

Fig. 16 das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Zeitdiagramm einer Prozedur zur Verschiebung des Gleittisches in der positiven Richtung dar­ stellt.

Mit Bezug auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein elektrisches Stellglied, das mittels eines Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird. Das elek­ trische Stellglied 10 weist einen länglichen Grundkörper 12 und einen Gleittisch 14 auf, der parallel zu dem Grundkörper 12 angeordnet und bspw. aus Aluminium oder Kunstharz her­ gestellt ist. Ein Teil des Grundkörpers 12 ist so ausgestal­ tet, daß er sich nach oben in Längsrichtung erstreckt. Auf der oberen Fläche des Grundkörpers 12 sind vier Nutenstreifen 16a bis 16d eingraviert. Ein magnetischer Detektionsschalter 18, der als Verschiebungsgrenzen-Feststellschalter zum Feststellen einer Verschiebungsgrenze des Gleittisches 14 dient, ist in einer der Nuten 16a bis 16d angeordnet. Bei Bedarf kann eine Vielzahl von magnetischen Detektionsschaltern 18 in den Nuten 16a bis 16d angeordnet sein.

In dem Grundkörper 12 ist ein sich in Längsrichtung des Grundkörpers 12 erstreckendes Loch 20 ausgebildet (vgl. Fig. 2). An einem Ende des Grundkörpers 12 ist ein Motor 22, bspw. ein Schrittmotor, befestigt. Eine Kugelspindel 26, die bspw. einen Durchmesser von 8 mm und eine Länge von 139 mm aufweist, ist koaxial und drehbar über ein Kupplungselement 24 an einer Drehwelle des Motors 22 befestigt. Somit ist die Kugelspindel 26 in Längsrichtung des Loches 20 angeordnet. Eine Fördermut­ ter 28 steht über eine Vielzahl von Kugelelementen 27 in Gewindeeingriff mit der Kugelspindel 26. Ein zur Positions­ feststellung verwendeter Magnet 30 ist an der Fördermutter 28 vorgesehen. In das Loch 20 ist gleitend ein zylindrisches Element 32 eingesetzt, das eine längliche zylindrische Gestalt aufweist. Das zylindrische Element 32 umgibt die Kugelspindel 26 und besteht aus leichtem Metall, wie Aluminium, oder einem Kunstharz. Die Fördermutter 28 ist an einem Ende des zylin­ drischen Elements 32 befestigt. Ein plattenförmiges Trag­ element 34 ist an dem anderen Ende des zylindrischen Elements 32 befestigt. Der Gleittisch 14 ist mit dem Tragelement 34 verbunden. Durch das Tragelement 34 und den Gleittisch 14 wird ein Verschiebungselement 36 gebildet (vgl. Fig. 1). Das Tragelement 34 und der Gleittisch 14 können aus Aluminium oder dgl. hergestellt sein. Wenn das Tragelement 34 und der Gleittisch 14 aus einem Kunstharz, wie Polyamidharz und Polyazetal, bestehen und das elektrische Stellglied 10 ein geringes Gewicht hat, ist es alternativ möglich, die Belastung des Motors 22 zu verringern. Bspw. kann der Grundkörper 12 ebenfalls aus Aluminium oder Kunstharz hergestellt sein.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, werden Führungselemente 38a, 38b mittels Schrauben 40a, 40b an der unteren Fläche des Gleittisches 14 in Längsrichtung angebracht. Vorsprünge 42a, 42b sind an beiden Seitenflächen der Führungselemente 38a, 38b ausgebildet. Führungsschienen 44a, 44b sind an der oberen Fläche des Grundkörpers 12 befestigt, und V-förmige Nuten 46a, 46b sind an den Führungsschienen 44a, 44b ausgebildet. Die Nuten 46a, 46b stehen in gleitendem Eingriff mit den Vor­ sprüngen 42a, 42b. Somit wird durch die Führungselemente 38a, 38b und die Führungsschienen 44a, 44b ein Führungsmittel gebildet.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist ein optischer Sensor­ schalter 48, der als Startpunkt-Feststellschalter zum Feststellen der Position des Startpunktes des Gleittisches 14 dient, an einem Ende der oberen Fläche des Grundkörpers 12 vorgesehen. Der optische Sensorschalter 48 weist einen lichtemittierenden Abschnitt 50a und einen lichtempfangenden Abschnitt 50b auf, die einander gegenüberliegen. Ein Abschirm­ element 52, das eine plattenförmige Gestalt aufweist, ist an dem dem Tragelement 34 gegenüberliegenden Ende der Führungs­ elemente 38a, 38b vorgesehen. Wenn die Führungselemente 38a, 38b zu dem dem Tragelement 34 gegenüberliegenden Ende gleiten, wird das Abschirmelement 52 in den Freiraum zwischen dem lichtemittierenden Abschnitt 50a und dem lichtempfangenden Abschnitt 50b des optischen Sensorschalters 48 eingesetzt.

Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 5 ff. eine Steuerungsvor­ richtung 60 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern des elektrischen Stellgliedes 10 beschrieben.

Die Steuerungsvorrichtung 60 weist eine im wesentlichen rechteckige Parallelepipedform mit einer Vielzahl von wärmeabgebenden langen Öffnungen 62a und wärmeabgebenden Rippen 62b auf, die an seinen oberen und Seitenflächen ausgebildet sind. Eine Eingriffsnut 61 ist an der Rückseite der Steuerungsvorrichtung 60 ausgebildet. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, stehen die Eingriffsnuten 61 mit einem Schienenelement 63 in Eingriff, um die Steuerungsvorrichtungen 60 an dem Schienenelement 63 anzubringen. Bei dieser Aus­ führungsform kann eine Vielzahl von Steuerungsvorrichtungen 60 an dem Schienenelement 63 angebracht werden. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, sind Verbinder 64, 66 an dem Boden der Steuerungsvorrichtung 60 vorgesehen. Jeder der Verbinder 64, 66 ist mit dem elektrischen Stellglied 10 und der Steuerung 70 verbindbar (vgl. Fig. 8). Serielle Kommunikationsverbinder 72a, 72b sind am Boden der Steuerungsvorrichtung 60 vorgesehen und über Kabel 73 mit anderen Steuerungsvorrichtungen 60 oder dgl. verbindbar (vgl. Fig. 6).

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, weist die Steuerungsvorrichtung 60 eine Steuerungsinput/outputeinheit 74 auf, die mit dem Verbinder 66 verbunden wird. Die Steuerinput/outputeinheit 74 weist eine Vielzahl von Widerständen 76 und lichtemittierenden Dioden (LEDs) 78 auf, die als Input-Schnittstellen dienen, und eine Vielzahl von Phototransistoren 80, die als Output- Schnittstellen dienen. Eine Motorsteuereinheit 82 ist an die Steuerinput/outputeinheit 74 angeschlossen. Signale werden zwischen der Motorsteuereinheit 82 und der Steuerung 70 über die Steuerinput/outputeinheit 74 gesendet und empfangen. Eine Motorantriebseinheit 84, die als Antrieb zum Antreiben des Motors 76 dient, ist an die Motorsteuereinheit 82 angeschlos­ sen. Die Motorsteuereinheit 84 ist über den Verbinder 64 an den Motor 22 des elektrischen Stellgliedes 10 angeschlossen, so daß das Antriebssignal dem Motor 22 zugeführt wird. Eine Schaltinputeinheit 86 ist an die Motorsteuerungseinheit 82 angeschlossen. Die Schaltinputeinheit 86 ist über den Verbinder 64 an den optischen Sensorschalter 48, den magneti­ schen Detektorschalter 18 und einen Fehlfunktionsdetektor­ schalter 88 des elektrischen Stellgliedes 10 angeschlossen. Die Schaltinputeinheit 86 dient als Schnittstelle zwischen der Motorsteuereinheit 82 und dem optischen Sensorschalter 48, dem magnetischen Detektorschalter 18 und dem Fehlfunktions­ detektorschalter 88. Eine Stromquelleneinheit 90 ist an den Verbinder 64 angeschlossen.

Eine Positionsinformations-Speichereinheit 92 ist an die Motorsteuereinheit 82 angeschlossen. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, ist die Positionsinformations-Speichereinheit 92 in acht Speichergruppen 96a bis 96h aufgeteilt. Jede der Speicher­ gruppen 96a bis 96h weist vier Speicher 98a bis 98d auf. Der Speicher 98a der festgelegten Speichergruppe 96 wird als Startpunktspeicher 99a zur Speicherung der Position des Startpunktes des Gleittisches 14 verwendet. Der Speicher 98b der Speichergruppe 96a wird als Speicher 99b für die positive Richtungsbewegung verwendet. Der Speicher 98c wird als Speicher 99c für die negative Richtungsbewegung verwendet. Der Speicher 98d wird als Geschwindigkeitsinformationsspeicher 99d verwendet. Beliebige Positionsinformationen für die Anzeige einer Ankunftszielposition des Verschiebungselements 36 sind in jedem der Speicher 98a bis 98d der anderen Speichergruppen 96b bis 96h gespeichert. Das heißt, daß die Steuervorrichtung 60 Positionsinformationen an 28 Stellen speichern kann.

Irgendeine der Speichergruppen 96a bis 96h wird in Abhängig­ keit von dem von der Steuerung 70 in Signalleitungen BNK1 bis BNK3 des Verbinders 66 eingegebenen Signal ausgewählt. Irgendeiner der Speicher 98a bis 98d wird in Abhängigkeit von dem in Signalleitungen POINT1 bis POINT4 des Verbinders 66 eingegebenen Signal ausgewählt (vgl. Fig. 8). Dementsprechend kann die Steuerung 70 irgendeine der festgelegten Speicher 98a bis 98d der festgelegten Speichergruppen 96a bis 96h aus­ wählen.

Bei dieser Ausführungsform können die Signalleitungen BNK1 bis BNK3 und die Signalleitungen POINT1 bis POINT4 dazu verwendet werden, die Betätigung des Gleittisches 14 auszuwäh­ len, einschließlich bspw. der Rückführung zu dem Startpunkt, der Bewegung in positiver Richtung, der Bewegung in negativer Richtung und einer Geschwindigkeitsschaltung. Daher ist es möglich, die Anzahl von Signalleitungen im Vergleich mit einem Fall, bei dem festgelegte Signalleitungen für die Rückführung des Gleittisches zum Startpunkt und für die Bewegung des Gleittisches in positiven und negativen Richtungen vorgesehen sind, zu verringern. Wird die Anzahl von Signalleitungen nicht verringert, können die festgelegten Signalleitungen als Signalleitungen zur Anzeige von Positionsinformationen verwendet werden. Daher ist es möglich, den Gleittisch 14 zu einer großen Anzahl von Positionen zu verschieben.

Die Steuervorrichtung 60 des elektrischen Stellgliedes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend wird ihr Betrieb auf der Basis von Flußdiagrammen in den Fig. 10 und 13 mit Bezug auf das Verfahren zur Steuerung des elektrischen Stellgliedes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Zunächst wird das Verfahren zur Rückführung des Gleittisches 14 zum Startpunkt mit Bezug auf das Zeitdiagramm gemäß Fig. 14 erläutert.

Die Steuerung 70 erlaubt es den Signalleitungen BNK1 bis BNK3 der Steuerinput/outputeinheit 74, den Wert "0" zu haben, um die Speichergruppe 96a der Positionsinformations-Speicher­ einheit 92 auszuwählen (vgl. Bereich (Region) 100a in Fig. 14, Fig. 8 und Fig. 9). Zu diese Zeitpunkt überprüft die Motor­ steuereinheit 82, ob alle Signalleitungen POINT1 bis POINT4 den Wert "0" zeigen oder nicht (Fig. 10, Schritt S1). Wenn alle Signalleitungen POINT1 bis POINT4 den Wert "0" aufweisen, wird der Motor 22 gestoppt (Schritt S2) und die Signalleitung BUSY kann den Wert "0" aufweisen (Schritt S3). Anschließend erlaubt es die Steuerung, daß die Signalleitung POINT1 den Wert "1" aufweist, um den Speicher 98a auszuwäh­ len, d. h. den Startpunktspeicher 99a (Bereich 100b). Da nicht alle Signalleitungen POINT1 bis POINT4 in Schritt S1 den Wert "0" haben, beurteilt die Motorsteuereinheit 82, ob alle Signalleitungen BNK1 bis BNK3 den Wert "0" haben oder nicht (Schritt S4). In diesem Fall wird, da alle Signalleitungen BNK1 bis BNK3 den Wert "0" haben, beurteilt, ob der Startpunkt­ speicher 99a entsprechend den Signalleitungen POINT1 bis POINT4 ausgewählt wurde oder nicht (Schritt S1). In diesem Fall schreitet das Programm zu dem Startpunktpositions- Wiederherstellungs-Rückführungsprogramm (Startpunktprogramm) weiter, weil der Startpunktspeicher 99a ausgewählt ist (Schritt S7).

Die Operation wird in dem Startpunktprogramm wie in Fig. 11 dargestellt ausgeführt. Das heißt, daß die Motorsteuereinheit 82 der Signalleitung BUSY der Steuerinput/outputeinheit 74 erlaubt, den Wert "1" zu haben, um der Steuerung 70 an­ zuzeigen, daß der Steuervorgang des elektrischen Stellgliedes 10 begonnen hat (Schritt S21). Die Motorantriebseinheit 84 wird gesteuert, um den Gleittisch 14 zu der Startpunktposition zu verschieben. Die Motorantriebseinheit 84 gibt ein Antriebs Pulssignal zu dem Motor 22 des elektrischen Stellgliedes 10. Dementsprechend beginnt der Motor 22 zu drehen (Schritt S22).

Wenn der Motor 22 wie oben beschrieben angetrieben wird, wird die Kugelspindel 26 mit Hilfe des Kopplungselements 24 gedreht (vgl. Fig. 2). Dementsprechend wird die Drehbewegung der Kugelspindel 26 mit Hilfe der Fördermutter 28 in die gradlini­ ge Bewegung umgesetzt, und die Fördermutter 28 wird linear verschoben. Als Folge hiervon wird der Gleittisch 14 ent­ sprechend der Drehung des Motors 22 entlang der Führungs­ elemente 38a, 38b bewegt. Bei dieser Ausführungsform ist das Ende der Wand, die das Loch 20 bildet, durch das zylindrische Element 32 verschlossen. Die Kugelspindel 26 wird von dem zylindrischen Element 32 umgeben und ist nicht nach außen exponiert. Daher ist es möglich, ein Anhaften von Staub oder dgl. an der Kugelspindel 26 zu verhindern.

Die Motorsteuereinheit 82 stellt das Signal von dem optischen Sensorschalter 48 als dem Startpunktschalter fest, um zu beurteilen, ob der Gleittisch 14 zu der Startpunktposition zurückgeführt wurde oder nicht (Schritt S23). Wenn das Abschirmelement 52 nicht in den Freiraum zwischen dem lichtemittierenden Abschnitt 50a und dem lichtempfangenden Abschnitt 50b des optischen Sensorschalters 48 eingesetzt ist, wird der optische Sensorschalter 48 eingeschaltet (ON) und die Motorsteuereinheit 82 stellt fest, daß der Gleittisch 14 nicht zur Startpunktposition zurückgeführt wurde. Dement­ sprechend kommt das Startpunktprogramm zu einem Ende und das Programm kehrt zum Schritt S1 zurück (vgl. Fig. 10).

Das Programm geht weiter zu den Schritten S1, S4 und S6 in der oben beschriebenen Weise und geht dann wieder weiter zu dem Startpunktprogramm. Dementsprechend bleibt die Signalleitung BUSY auf "1" (Schritt S21), der Motor 22 dreht weiter (Schritt S22) und der Gleittisch 14 setzt seine Bewegung fort.

Ist das Abschirmelement 52 in den Freiraum zwischen dem lichtemittierenden Abschnitt 50a und dem lichtempfangenden Abschnitt 50b des optischen Sensorschalters 48 entsprechend der Bewegung des Gleittisches 14 eingesetzt, wird der optische Sensorschalter 48 ausgeschaltet (OFF). Das Signal für diese Tatsache wird von dem Verbinder 64 zu der Schaltinputeinheit 86 übertragen. Die Motorsteuereinheit 82 stellt fest, daß der Gleittisch 14 zu der Startpunktposition bewegt wurde (Schritt S23). Diese Feststellung erlaubt der Motorantriebseinheit 84, die Drehung des Motors 22 zu stoppen (Schritt S24). Während dieses Vorgangs kann der Gleittisch 14 aufgrund der Trägheit nicht unmittelbar gestoppt werden, was dazu führt, daß die Startpunktposition in manchen Fällen leicht überschritten wird (Overrun). Dementsprechend kehrt die Motorantriebseinheit 84 den Motor 22 um, um den Gleittisch 24 in gegenüberliegender Richtung in einem bestimmten Bereich zu verschieben, so daß der Overrun absorbiert wird, um den Gleittisch 14 zu der Startpunktposition zurückzuführen (Schritt S25, Bereich 100c).

Wie oben beschrieben wird der Gleittisch 14 an der Startpunkt­ position auf der Basis des von dem optischen Sensorschalters 48 ausgegebenen Signal gestoppt. Daher ist es bspw. möglich, eine Beschädigung des Motors 22, der Kugelspindel 26 und der Fördermutter 28 zu vermeiden, daß andernfalls aufgrund einer möglichen Verschiebung des Gleittisches 14 in derselben Richtung über die Startpunktposition hinaus auftreten würde.

Wird der Gleittisch 14 in der oben beschriebenen Weise zu der Startpunktposition verschoben, erlaubt es die Motorsteuer­ einheit 82 der Signalleitung BUSY der Steuerin­ put/outputeinheit 74, den Wert "0" aufzuweisen, und sie erlaubt es der Signalleitung SET-ON, den Wert "1" aufzuweisen (Schritt S26). Außerdem werden dieselben Signale wie die für die Signalleitungen POINT1 bis POINT4 zu den Signalleitungen OUT1 bis OUT4 ausgegeben (Schritt S27). Dementsprechend stellt die Steuerung 70 fest, daß der Gleittisch 14 zu der Startpunktposition bewegt wurde (Bereich 100d).

Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 15 das Verfahren zum Verschieben des Gleittisches 14 zu der Ankunftszielposition beschrieben, die in irgendeinem der Speicher 98a bis 98d der Speichergruppen 96b bis 96h der Positionsinformations- Speichereinheit 92 gespeichert ist.

Zunächst gestattet die Steuerung 70 den Signalleitungen BNK1 bis BNK3 der Steuerinput/outputeinheit 74, einen festgeleg­ ten Wert von "0" oder "1" anzunehmen, um irgendeine der Speichergruppen 96b bis 96h der Positionsinformations- Speichereinheit 92 auszuwählen (vgl. Region 102a in Fig. 15, Fig. 8 und Fig. 9). Anschließend wird, wenn die notwendige Information in dem Speicher 98b gespeichert ist, der Signal­ leitung POINT2 gestattet, den Wert "1" anzunehmen, um den Speicher 98b auszuwählen (Bereich 102b). Da nicht alle Signalleitungen POINT1 bis POINT4 in Schritt S1 den Wert "0" aufweisen, schreitet das Programm zu Schritt S4 voran. Da nicht alle der Signalleitungen BNK1 bis BNK3 den Wert "0" aufweisen, schreitet das Programm außerdem zu dem Speicherpo­ sitionsannahme-Bewegungsprogramm (Speicherpositionsprogramm) voran (Schritt S5). Die Motorsteuereinheit 82 gestattet der Signalleitung BUSY der Steuerinput/outputeinheit 74 den Wert "1" zu haben, um der Steuerung 70 anzuzeigen, daß der Steuervorgang des elektrischen Stellgliedes 10 begonnen hat (Schritt S31 in Fig. 12). Die Motorantriebseinheit 84 wird gesteuert, um den Gleittisch 14 zu der in dem Speicher 98b gespeicherten Position zu verschieben. Die Motorantriebsein­ heit 84 gibt ein Antriebspulssignal an den Motor 22 des elektrischen Stellgliedes 10. Dementsprechend beginnt der Motor 22 die Drehung (Schritt S32). Zu dieser Zeit zählt die Motorsteuereinheit 82 die Anzahl von Pulsen des Antriebspuls­ signals, das von der Motorantriebseinheit 84 zu dem Motor 22 ausgegeben wird. Dadurch ist es der Motorsteuereinheit 82 möglich, die Verschiebungsposition des Gleittisches 14 festzustellen.

Die Motorsteuereinheit 82 vergleicht die Verschiebungsposition des Gleittisches 14 mit der in dem Speicher 98b gespeicherten Position (Schritt S33). Wenn die beiden Positionen nicht miteinander übereinstimmen, kommt das Speicherpositions­ programm zum Ende und das Programm kehrt zum Schritt S1 zurück (vgl. Fig. 10). Das Programm schreitet zu den Schritten S1 und S4 in der oben beschriebenen Weise voran, und das Programm schreitet erneut zu dem Speicherpositionsprogramm voran. Dementsprechend bleibt die Signalleitung BUSY auf "1" (Schritt S31), der Motor 22 dreht weiter (Schritt S32) und auch der Gleittisch 14 setzt die Bewegung fort.

Wird der Signalleitung POINT2 gestattet, den Wert "0" aufzuweisen (Bereich 102c) bevor der Gleittisch 14 an der in dem Speicher 98b gespeicherten Position ankommt, stellt die Motorsteuereinheit 82 in Schritt S1 fest, daß alle Signallei­ tungen POINT1 bis POINT4 den Wert "0" aufweisen, um die Drehung des Motors 22 mit Hilfe der Motorsteuereinheit 84 zu stoppen (Schritt S2). Wird der Motor 22 gestoppt, gestattet es die Motorsteuereinheit 82 der Signalleitung BUSY den Wert "0" anzunehmen (Schritt S3, Bereich 102d).

Wird der Signalleitung POINT2 gestattet, wieder den Wert "1" aufzuweisen (Bereich 102e), so gestattet die Motorsteuer­ einheit 82 der Signalleitung BUSY in Schritt S31 den Wert "1" aufzuweisen, und der Motor 22 wird in Schritt S32 gedreht. Dementsprechend wird der Gleittisch 14 erneut zu der in dem Speicher 98b gespeicherten Position bewegt.

Stimmt die Verschiebungsposition des Gleittisches 14 mit der in dem Speicher 98b gespeicherten Position überein (Schritt S33), stoppt die Motorsteuereinheit 82 die Drehung des Motors 22 (Schritt S34, Bereich 102f). Dementsprechend stoppt der Gleittisch 14 an der in dem Speicher 98b gespeicherten Position. Die Motorsteuereinheit 82 gestattet es der Signal­ leitung BUSY den Wert "0" aufzuweisen, um der Steuerung 70 anzuzeigen, daß der Gleittisch 14 zu der festgelegten Position verschoben wurde (Schritt S35). Dieselben Signale wie diejenigen für die Signalleitungen POINT1 bis POINT4 werden zu den Signalleitungen OUT1 bis OUT4 ausgegeben (Schritt S36).

Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 16 das Verfahren zur kontinuierlichen Bewegung des Gleittisches 14 in eine festgelegte Richtung unabhängig von der in der Positions­ informationsspeichereinheit 92 gespeicherten Position beschrieben.

Zunächst gestattet es die Steuerung 70 den Signalleitungen BNK1 bis BNK3 der Steuerinput/outputeinheit 74, den Wert "0" aufzuweisen, um die Speichergruppe 96a der Positionsinforma­ tionsspeichereinheit 92 auszuwählen (vgl. Region 104a in Fig. 16, Fig. 8 und Fig. 9). Nachfolgend wird der Signalleitung POINT2 gestattet, den Wert "1" aufzuweisen, um den Speicher 98b auszuwählen, d. h. den positiven Richtungsbewegungsspeicher 99b (Bereich 104b). Die Motorsteuereinheit 82 stellt in Schritt S1 fest, daß nicht alle Signalleitungen POINT1 bis POINT4 den Wert "0" aufweisen, und das Programm schreitet zu Schritt S4 voran. Außerdem wird festgestellt, daß alle Signalleitungen BNK1 bis BNK3 den Wert "0" aufweisen, und das Programm schreitet zu Schritt S6 voran. Da die Steuerung 70 nicht den Startpunktspeicher 99a auswählt, schreitet das Programm zu Schritt S8 voran. Da der positive Richtungs­ bewegungsspeicher 99b ausgewählt ist, schreitet das Programm zu dem positive Richtung-Bewegungsprogramm (Vorwärtsprogramm) voran (Schritt S9).

Die Motorsteuereinheit 82 gestattet der Signalleitung BUSY der Steuerinput/outputeinheit 74 der Steuerung anzuzeigen, daß der Steuervorgang des elektrischen Stellgliedes 10 begonnen hat (Schritt S41 in Fig. 13). Der Signalleitung SET-ON wird gestattet, den Wert "0" aufzuweisen, um anzuzeigen, daß der Gleittisch 14 eine kontinuierliche Bewegung durchführt, unabhängig von der Positionsinformation, die in der Positions­ informationsspeichereinheit 92 gespeichert ist (Schritt S42). Die Motorantriebseinheit 84 wird gesteuert, um den Gleittisch 14 in positiver Richtung zu verschieben, d. h. in der Richtung, die eine Trennung von der Startpunktposition bewirkt. Die Motorantriebseinheit 84 gibt ein Antriebspulssignal an den Motor 22 des elektrischen Stellgliedes 10 aus. Dementsprechend beginnt der Motor 22 zu drehen (Schritt S43).

Wird der Motor 22 wie oben beschrieben angetrieben, so wird der Gleittisch 14 entsprechend der Rotation des Motors 22 in der oben beschriebenen Weise in positiver Richtung entlang der Führungselemente 38a, 38b bewegt.

Die Motorsteuereinheit 82 beurteilt, ob die Signalleitung POINT4 den Wert "0" aufweist oder nicht (Schritt S44). Wenn die Signalleitung POINT4 den Wert "1" aufweist, wird beurteilt, daß der Geschwindigkeitsinformationsspeicher 99d ausgewählt ist. Die Motorsteuereinheit 82 steuert die Geschwindigkeit der Rotation des Motors 22, so daß sie der in dem Geschwindigkeitsinformationsspeicher 99d gespeicherten Rotationsgeschwindigkeit entspricht (Schritt S45, Bereich 104c). Dementsprechend wird die Geschwindigkeit der Bewegung des Gleittisches 14 geändert.

Anschließend stellt die Motorsteuereinheit 82 das Signal fest, das von dem magnetischen Detektorschalter 18 als Verschie­ bungsgrenzen-Detektorschalter zugeführt wird, um zu beur­ teilen, ob der Gleittisch 14 an der Verschiebungsgrenzposition angekommen ist oder nicht (Schritt S46). Erreicht der Magnet 30 an der Fördermutter 28 nicht den magnetischen Detektor­ schalter 18, so wird der magnetische Detektorschalter 18 nicht auf ON geschaltet. Dementsprechend wird das Vorwärtsprogramm beendet und das Programm kehrt zu Schritt S1 zurück (vgl. Fig. 10).

Wird der Signalleitung POINT2 gestattet, den Wert "0" aufzuweisen, urteilt die Motorsteuereinheit 82, daß die Signalleitungen POINT1 bis POINT4 nicht den Wert "0" in Schritt S1 aufweisen, um die Rotation des Motors 22 zu stoppen (Schritt S2, Bereich 104d). Dementsprechend wird die Bewegung des Gleittisches 14 gestoppt. Die Motorsteuereinheit 82 gestattet es der Signalleitung BUSY, den Wert "0" aufzuweisen (Schritt S2, Bereich 104e).

Weist die Signalleitung POINT2 nicht den Wert "0" auf und setzt der Gleittisch 14 seine Bewegung in positiver Richtung fort, dann erreicht der an der Fördermutter 28 vorgesehene Magnet 30 den magnetischen Detektorschalter 18 und der magnetische Detektorschalter 18 wird auf ON geschaltet. Das Signal für diesen Zustand wird von dem Verbinder 64 zu der Schalterinputeinheit 86 übertragen. Die Motorsteuereinheit 82 stellt fest, daß der Gleittisch 14 an einer Verschiebungs­ grenze angekommen ist. Zu dieser Zeit kann der Gleittisch 14 keine weitere Bewegung mehr durchführen. Wenn der Motor 22 seine Drehung fortsetzt, besteht daher bspw. die Befürchtung, daß die Belastung des Motors 22, der Kugelspindel 26 und der Fördermutter 28 erhöht wird, was zu einer Beschädigung führen kann. Dementsprechend wird, wenn die Motorsteuereinheit 82 feststellt, daß der magnetische Detektorschalter 18 im Schritt S46 auf ON geschaltet wurde, die Drehung des Motors 22 gestoppt, um bspw. eine Beschädigung des Motors 22, der Kugelspindel 26 und der Fördermutter 28 zu vermeiden (Schritt S47). Der Signalleitung BUSY wird gestattet, den Wert "0" aufzuweisen (Schritt S48).

Wird der Gleittisch 14 in negativer Richtung verschoben, d. h. in einer Richtung, in der er sich der Startpunktposition nähert, wird der Signalleitung POINT3 gestattet, den Wert "1" aufzuweisen, um den negative Richtung-Bewegungsspeicher 99c auszuwählen. Dementsprechend urteilt die Motorsteuereinheit 82, daß der negative Richtung-Bewegungsspeicher 99c im Schritt S10 ausgewählt ist, und das Programm schreitet zu einem negativen Richtung-Bewegungsprogramm (Rückwärtsprogramm) voran (Schritt S11). Das Rückwärtsprogramm wird auf dieselbe Weise durchgeführt, wie das Vorwärtsprogramm, so daß auf eine erneute detaillierte Beschreibung verzichtet wird.

Der Fehlfunktionsdetektorschalter 88 wird wie folgt betrieben. Wird der optische Sensorschalter 48 oder der magnetische Detektorschalter 18 auf ON geschaltet, wenn der Gleittisch 14 des elektrischen Stellgliedes 10 an einer Position ist, die sich von denen beim normalen Betrieb unterscheiden, wird bspw. geurteilt, daß sich das elektrische Stellglied 10 abnormal verhält, und ein Signal, das diese Tatsache anzeigt, zu der Motorsteuereinheit 82 ausgegeben. Daraufhin stoppt die Motorsteuereinheit 82 die Drehung des Motors 22. Der Signal­ leitung ERROR wird gestattet, den Wert "1" anzunehmen, um der Steuerung 70 diese Abnormalität anzuzeigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, irgendwelche besondere Signalleitungen vorzusehen, die für das Startpunkt-Wiederherstellsignal für die Steuervorrichtung 60 verwendet wird. Daher ist es möglich, die Anzahl von Signal­ leitungen zur Verbindung der Steuervorrichtung 60 und der Steuerung 70 zu verringern. Wird die Anzahl der Signalleitun­ gen nicht verringert, kann die besondere Signalleitung als Signalleitung zur Anzeige der Positionsinformation verwendet werden, was ermöglicht, eine größere Anzahl von Stopp­ positionen, an denen das Verschiebungselement 36 unter Verwendung der Steuervorrichtung 60 gestoppt werden kann, einzustellen. Wenn das Verschiebungselement 36 an dem Startpunkt oder der Verschiebungsgrenze ankommt, kann die Steuervorrichtung 60 diese Tatsache mit Hilfe des optischen Sensorschalters 78 und des magnetischen Detektorschalters 18 feststellen, um das elektrische Stellglied 10 zu stoppen. Es ist möglich, eine Überlast des elektrischen Stellgliedes 10 zu vermeiden, so daß Befürchtungen einer Beschädigung des elektrischen Stellgliedes 10 zerstreut werden können.

Claims (11)

1. Steuerverfahren zur Steuerung eines elektrischen Stellgliedes (10), bei dem eine Drehbewegung einer Antriebs­ kraft-Übertragungswelle (26), die von einem Motor (22) angetrieben wird, in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird, um ein Verschiebungselement (36) entsprechend der geradlinigen Bewegung zu verschieben, wobei das Steuerverfahren folgende Schritte aufweist:

• - Beurteilen, ob ein Startpunktspeicher (99a), der in Speichergruppen (96a bis 96h) vorgesehen ist, die aus einer Vielzahl von Speichern (98a bis 98d) zur Speiche­ rung von Ankunftszielpositionen des Verschiebungs­ elements (36) aufgebaut sind, ausgewählt ist oder nicht, so daß das Verschiebungselement (36) zu einer Start­ punktposition verschoben wird, wenn der Startpunkt­ speicher (99a) ausgewählt ist; und
• - Stoppen des Verschiebungselementes (36), wenn von einem Startpunktdetektorschalter (48) ein Signal ausgegeben wird, das anzeigt, daß das Verschiebungselement (36) zu einem Startpunkt bewegt wurde, der an einem Ende des elektrischen Stellgliedes (10) angeordnet ist.

2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Beurteilen, ob ein positive Richtungsbewegungsspeicher (99a), der in den Speichergruppen (96a bis 96h) vor­ gesehen ist, ausgewählt wurde oder nicht, so daß das Verschiebungselement (36) in einer Richtung verschoben wird, in dem es sich von der Startpunktposition ent­ fernt, wenn der positive Richtungsbewegungsspeicher (99b) ausgewählt ist; und
• - Stoppen des Verschiebungselements (36), wenn von einem Verschiebungsgrenzedetektorschalter (18) ein Signal ausgegeben wird, das anzeigt, daß das Verschiebungs­ element (36) zu einem Ende des elektrischen Stellgliedes (10), das dem Startpunkt gegenüberliegt, bewegt wurde.

3. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Beurteilen, ob ein negative Richtungsbewegungsspeicher (99c), der in den Speichergruppen (96a bis 96h) vor­ gesehen ist, ausgewählt ist oder nicht, so daß das Verschiebungselement (36) in einer Richtung verschoben wird, in der es sich der Startpunktposition annähert, wenn der negative Richtungsbewegungsspeicher (99c) ausgewählt ist; und
• - Stoppen des Verschiebungselements (36), wenn von dem Startpunktdetektorschalter (48) ein Signal ausgegeben wird, das anzeigt, daß das Verschiebungselement (36) zu dem Startpunkt bewegt wurde.

4. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Beurteilen, ob ein Geschwindigkeitsinformationsspeicher (99d), der in den Speichergruppen (96a bis 96h) vor­ gesehen ist, ausgewählt ist oder nicht, so daß das Verschiebungselement (36) mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die in dem Geschwindigkeitsinforma­ tionsspeicher (99d) gespeichert ist, wenn der Geschwin­ digkeitsinformationsspeicher (99d) ausgewählt ist.

5. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verschiebungselement (36) nach dem Schritt des Stoppens des Verschiebungselements (36) in eine gegenüberliegende Richtung verschoben wird, so daß ein Overrun des Verschiebungselements (36) absorbiert wird.

6. Steuervorrichtung (60) zur Steuerung eines elektrischen Stellgliedes (10), bei dem eine Drehbewegung einer Antriebs­ kraft-Übertragungswelle (26), die durch einen Motor (22) angetrieben wird, in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird, um ein Verschiebungselement (36) entsprechend der geradlinigen Bewegung zu verschieben, mit:

• - Speichergruppen (96a bis 96h), die aus einer Vielzahl von Speichern (98a bis 98d) zum Speichern von Positions­ informationen des Verschiebungselements (36) bestehen, und
• - einem Startpunktspeicher (99a), der in den Speicher­ gruppen (96a bis 96h) vorgesehen ist, zur Speicherung einer Startpunktposition, um das Verschiebungselement (36) zu einer Startposition zurückzuführen.

7. Steuervorrichtung (60) nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Speichergruppen (96a bis 96h) einen positive Richtungsbewegungsspeicher (99b) und einen negative Richtungsbewegungsspeicher (99c) aufweisen, wobei das Verschiebungselement (36) in einer Richtung verschoben wird, in der es sich von der Startpunktposition entfernt, wenn der positive Richtungsbewegungsspeicher (99b) ausgewählt ist, und wobei das Verschiebungselement (36) in eine Richtung ver­ schoben wird, in der es sich der Startpunktposition annähert, wenn der negative Richtungsbewegungsspeicher (99c) ausgewählt ist.

8. Steuervorrichtung (60) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichergruppen (96a bis 96h) einen Geschwindigkeitsinformationsspeicher (99d) zur Anzeige einer Verschiebungsgeschwindigkeit des Verschiebungselements (36) aufweisen, und daß das Verschiebungselement (36) mit einer in dem Geschwindigkeitsinformationsspeicher (99d) gespeicher­ ten Geschwindigkeit verschoben wird, wenn der Geschwindig­ keitsinformationsspeicher (99d) ausgewählt ist.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch

• - Signalleitungen (BNK1 bis BNK3) zur Auswahl irgend­ einer der Speichergruppen (96a bis 96h), und
• - Signalleitungen (POINT1 bis POINT4) zur Auswahl irgendeines der Speicher (98a bis 98d) aus den Speicher­ gruppen (96a bis 96h).

10. Steuervorrichtung (60) zur Steuerung eines elektrischen Stellgliedes (10) bei dem eine Drehbewegung einer Antriebs­ kraft-Übertragungswelle (26), die durch einen Motor (22) angetrieben wird, in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird, um ein Verschiebungselement (36) gemäß der geradlinigen Bewegung zu verschieben, mit:

• - einem Startpunktdetektorschalter (48) zur Feststellung, daß das Verschiebungselement (36) zu einem an einem Ende des elektrischen Stellgliedes (10) angeordneten Startpunkt bewegt wurde,
• - einem Verschiebungsgrenzendetektorschalter (18) zur Feststellung, daß das Verschiebungselement (36) zu einem dem Startpunkt gegenüberliegenden Ende bewegt wurde, und
• - einer Schaltinputeinheit (86), die mit dem Startpunkt­ detektorschalter (48) und dem Verschiebungsgrenzen­ detektorschalter (18) verbunden ist,
• - wobei das elektrische Stellglied (10) auf der Basis von Signalen gesteuert wird, die von dem Startpunktdetektor­ schalter (48) und dem Verschiebungsgrenzendetektor­ schalter (18) in die Schaltinputeinheit (86) eingegeben werden.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Fehlfunktionsdetektorschalter (88), der mit der Schaltinputeinheit (86) verbunden ist, um in dem elektrischen Stellglied (10) bewirkte Abnormalitäten festzustellen, wobei das elektrische Stellglied (10) auf der Basis eines von dem Fehlfunktionsdetektorschalter (88) in die Schaltinputeinheit (86) eingegebenen Signale gesteuert wird.