DE2213813A1 - Elektrische schaltungseinrichtung in einer anordnung zum regeln einer gebaeckverarbeitungsmaschine abhaengig von der lage von gebaeckstuecken - Google Patents

Description

• Elektrische Schaltungseinrichtung in einer Anordnung zum flegeln einer Gebäckverarbeitungsmaschine abhängig von der Lage von Gebäckstücken Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungseinrichtung in einer Anordnung zum Regeln einer Gebäckverarbeitungsmaschine abhängig von der Lage von Gebäckstücken.
• In der Backwarenindustrie tritt häufig das Problem zuf, daß eine Vielzahl gleicher Artikel in regelmäßiger Reihenanordnung auf einem Förderband Verarbeitungsprozesse durchläuft, die eine bestimmte Posttionierung der Gebaclstücke gegenüber der Verarbeitungsvorrichtung bedingen, z.B. Füllen von Keksen rit Marmelade und anschließendes Überziehen mit Schokolade. Sollen die Prozesse kontinuierlich und autosuatisch ablaufen, müssen die Maschinen synchron mit dc Prozess arbeiten. Eine mechanische Kopplung der einzelnen Maschinen ist wegen des unvermeidlichen Schlupfes der Transportbänder sinnlos. Daher muß die Lage der Ware auf dem Transportband durch Abtasten ermittelt werden, und mit Hilfe des Abtastsignales miissen die Verarbeitungsmaschinen in die richtige Position gefahren werden. Dabei müssen zwei Iticlltungen unterschieden werden: die Bandtransportrichtung und die Querrichtung dazu. Wegen des kontinuierlichen Warenflusses müssen die Arbeitsvorgänge in Transportrichtung periodisch verlaufen. Dazu ist eine Gleichlaufregelung des Maschinen-Antriebes notwendig. In der Querrichtung reicht eine einfache Nachlaufregelung aus.
• Das besondere Problem in der Backwarenindustrie ist dabei die Abtastung, da die einzelnen Warenstücke im Backvorgang nicht genau gleiche Konturen und Abmessungen erhalten.
• Es ist bekannt, die Ware mit Fotozellen abzutasten und das Signal einem Regeler zuzuführen, der den Antrieb steuert. Bei z.B. ovalen Artikeln kann aber eine geringe seitliche Verschiebung bereits große Längsverschiebungen vortäuschen. Große Schwierigkeiten entstehen bei der Abtastung von stark strukturierten Artikeln. Außerdem kann die Fotozelle leicht verschmutwen.
• Die Nachteile der punktförmigen Abtastung bestehen auch bei den bekannten pneumatischen Abtastern. Weiterhin sind kapazitive-Taster bekannt. -Da die Backwaren diese Feuchtigkeit enthalten, bewirken sie/zwischen zwei Kondensatorplatten eine Kapazitätsänderung, die zur Messung ausgenutzt werden kann. Der kapazitive Fühler tastet über eine bestimmte Fläche ab und vermeidet daher die Fehler der Konturen-Abtastung. Um jedoch ein ausreichendes Signal zu erzeugen, muß sich der Fühler dicht über der Ware-befinden. Dadurch besteht die Gefahr, daß sich Ware unter dem Fühler verklemmt und damit eine Produktionsstörun& verursacht wird. Alle genannten Verfahren sind empfindlich gegenüber Abstandsveränderungen, es wird dadurch eine Verschiebung vorgetäuscht oder die Regelung setzt ganz aus.
• Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und eine zuverlässige und genaue Abtastung zu erreichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßein kapazitiver Fühler mit zwei gleichen Fühlerflächen, die in Meßrichtung hintereinander angeordnet sind, verwendet wird und daß die Fühler mit der gemeinsamen Gegenelektrode in einer Wechselstrom-Brückenschaltung gegeneinander geschaltet sind und die verstärkte und gleichgerichtete Brückenspannung einem geeigneten Regler zugeführt wird, der den Antrieb steuert. Dabei wird nur die Ausgangsspannung im Nulldurchgang oder dessen Nähe für die Regelung herangezogen. Mit Hilfe eines Filters kann die Fühlerunsymmetrie ausgeschaltet werden, so daß eine hohe Empfindlichkeit möglich ist.
• Vorteilhafterweise erstrecken sich die Fühlerflächen quer zur Abtastrichtung über mehr als ein Objekt, ggf.
• über eine ganze Gebäckreihe oder über so viele Glieder der Gebäckreihe, daß von der Lage dieser Glieder ein ausreichend genauer Rückschluß auf die Lage der ganzen Reihe gezogen werden kann.
• Zweckmäßigerweise wird die Ausgleichsspannung einem analogen Rechner mit Sollwert Null zugeführt. Stattdessen kann auch ein 3-Punkt-Regler mit vorzugsweise zum Nullpunkt symmetrischen Schaltpunkten verwendet werden. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die Ausgleiahssp'annung einer Impulsformerstufe zuzuführen, die im Nulldurchgang der Spannung einen Impuls abgibt, wabei die Impulse einem Abtastgleichlaufregler zugeführt werden, der den Antrieb steuert.
• Die Vorteile der Erfindung sind: Unempfindlichkeit gegeruber Abstandsänderungen und gegeEnüer Unregelmäßigkeiten der konturen, Unem-pfindlichkeit gegen Verschmutzung. Außerdem ist es möglich, auch sehr flache oder sehr unregelmäßige Ware abzutasten.
• Die erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläuterter die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Darin zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf die Fühleranordnung Fig. 2 ein Blockschaltbild der Regelanordnung und Fig. 3 den Signalverlauf.
• Fig. i zeigt eine erfindungsgemäße Fühleranordnung von oben gesehen. Mit den beiden Fühierflächen 1, 2 wird die Ware 12, die sich auf dem Transportband i3 in der angedeuteten Richtung bewegt, abgetastet. Die Gegenelektrode wird durch das metallene; Transportband 13 gebildet. Die Fühlerflächen 1t, 2' stellen einen weiteren Fühler dar, dessen Meßrichtung quer zur Transportrichtung liegt. Die Fühlerflächen überstreichen zwei Objekte gleichzeitig; Der Fühlerabstand ist kleiner als die Länge und der Abstand der abzutastenden Objekte.
• In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Schaltung für eine Gleichlaufsteuerung dargestellt. Die Brückenschaltung wird aus den beiden Fühlerkondensatoren 1, 2 und den beiden Widerständen 3, 4 gebildet. Die Brückenspeisinig erfolgt über die Wechselstromquelle 5. Die Brückenspannung wird über den Differenzverstärker 6 verstärkt und im Gleichrichter 7, vorzuasweise einem Phasengleichrichter, gleichgerichtet-. Die gleichgerichtete Spannung wird über eine Impulsfonerstufe 8 dem Regler 9 zugeführt, der den Antrieb ii steuert. 10 ist der Sollwerteingang des Reglers. Fig. 3 zeigt den Signal verlauf hinterem Gleichrichter 7 (Kurve l4) und der Impulsformerstufe 8 (Kurve 17), wenn die Ware relativ zum Fühler bewegt wird. Befinden sich die Fühlerflächen i, 2 symmetrisch über der Ware (Fig. i), so ist die Brücke abgeglichen und die Ausgangsspannung hinter dem Gleichrichter ist Null (Kurve 14, Punkt 15). DasgleicIle gilt, wenn sich die Fühlerflächen symmetrisch zwischen der Ware befinden (Kurve 14, Punkt 16). Dazwischen ist die Spannung am Gleichrichter 7 positiv oder negativ, je nachdem ob die Fühlerfläche 1 oder 2 sich über der Ware befindet. Die beiden Null-Durchgänge der Spannung unterscheiden sich jedoch in der Richtung der SpamlunOsänderung. Die Schaltung 8, vorzugsweise eine Triggerschaltung mit ilysterese, liefert immer dann Impulse 17, wenn die Spannung 14 einen negativen Nulldurchgang hat.
• Damit wird am Ausgang von 8 immer genau dann ein Impuls geliefert, wenn sich die Symmetrielinien von Fühler und Ware decken. Es ist offensichtlich1 daß die Brvickenschaltung dann immer abgeglichen ist, gleichgültig wie groß der Abstand zur Ware ist. Dadurch dass die ganze Fläche der Ware zum Ausgangssignal beiträgt, werden Konturen-Unregeimässigkeiten gemittelt. Überstreichen die Fühlerflächen mehrere Objekte, wird sogar die zufällige Verschiebung eines Teiles mit den anderen gemittelt und damit die Regelabweichung reduziert.
• Die Impulse der Impulsformerstufe 8 werden einem Abtastgleichlaufregler 9 zugeführt und'mit den Sollwertimpulsen am Eingang lO verglichen. Dadurch wird der Antrieb 11 in bekannter Weise schneller oder langsamer geregelt, bis Übereinstimmung zwischen den beiden Impulsen herrscht, d.h. Maschine und Ware synchron laufen.
• Eine ganz ähnliche Anordnung dient der Nachlaufregelung. Dazu werden die Fühler 1t, 2t in Fig. 1 benutzt.
• Sie erzeugen in der Schaltung Fig. 2-hinter dem Gleichrichter 7 das Signal Null, wenn ihre Symmetrielinie mit der Symmetrielinie der Ware ü-:ereinstimmt. Dies ist offenbar unabhängig davon, ob sich die Ware in der angedeuteten Richtung bewegt oder nicht. Die gleichgerichtete Spannung am Ausgang von 7 wird nun direkt einem Proportionalregler 9 zugeführt, der den Antrieb 11 steuert, der mit den Fühler 10, 2t gekoppelt ist. Wcic.en die Symmetrielinien des Fühlers und der Ware voneinander ab, -so wird die Brücke verstimmt und am Gleichrichter 7 erscheint ein Ausgangssignal, das den Antrieb über den Regler 9 drehen lässt, bis das Ausgangssignal Null ist und die Symmetrielinien zur Deckung kommen. Voralssetzung ist dabei, dass der Sollwert am Regler 9 als Null eingegeben wird. Bei einer seitlichen VerschiunO des Transportbandes folgt die Maschine auf Grund aes bcschriebenen Mechanismus der Ware.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   Elektrische Schaltungseinrichtung in einer Anordnung zum flegeln einer Gebäckverarbeitungsmaschine zur hängig von der Lage von Gebäckstücken, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung zweier gleicher -kapazitiver Fühler (1,2) mit gemeinsamer GeOenelektrode (13), die in Messrichtung hintereinander angeordnet sind, die Fühler in einer Wechselstrom-Brückenschaltung (i, 2, 3, 4) gegeneinander geschaltet sind und daß das verstärkte und gleichOerichtete Brückensignal einem geeigneten Regler (9) zugeführt ist, der den Antrieb der Maschine (11) steuert.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gelçenazeichnet, daß die beiden Fühlerflächen sich quer zur Abtastrichtung über mehr als ein Objekt erstrecken.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichter (7) ein IIochpassfilter nachgeschaltet ist.
4. 4. Schaltung nacti einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch: gekennzeichnet, daß die Ausgangsgleichspannung einem analogen Regler (9) mit Sollwert Null zugeführt ist.
5. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgleichspannung einem 3-Punkt-Regler (9) mit zum Nullpunkt symmetrischen Schaltpunkten zugeführt wird.
6. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die AusgangsgleichspannunO einer Impulsformerstufe (8), die im Nulidurchgang der Spannung einen Impuls abgibt, zugeführt wird, und dass die Impulse einem Abtastgleiclllauiregler (9) zugeleitet werden, der den Antrieb (11) steuert.