DE2457091A1

DE2457091A1 - Servo-steuerschaltung

Info

Publication number: DE2457091A1
Application number: DE19742457091
Authority: DE
Inventors: Hisahiko Fukase; Minouru Yoneda
Original assignee: IHI Corp; Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; KYB Corp
Priority date: 1973-12-03
Filing date: 1974-12-03
Publication date: 1975-06-05
Also published as: JPS56801B2; DE2457091B2; US4011493A; JPS5084779A; DE2457091C3

Description

A 26074 B/lb ⁵· ^Deze

Firma ISHIKAWAJIMA-HARIMA JU-KOGYO KABUSHIKIKAISHA, Shin-Ohtemachi Building, Nr. 2-1, 2-chome, Ohtemachi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Firma KAYABAKQGYOKABUSHIKIKAISHA, Sekaiboeki-center-building, Nr. 4-1, 2-chome, Hamamatsu-cho, Minato-ku, Tokyo, Japan

Servo-Steuerschaltung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinrichtung zur Vorprogrammierung von Laststeuerbedingungen mit Hilfe einer Anordnung, durch welche Stifte wahlweise in ein Stifttafel-Schaltfeld eingesetzt werden und „eine wirkliche Steuerung der

wird Belastungen mittels eines Servoverstarkerausganges bewirkt^" der

abhängig ist von den programmierten Belastungssteuerbedingungen.

Eine Einrichtung dieser Art, die als Servosteuerung bekannt ist, wird üblicherweise als elektronische Steuereinrichtung für industrielle Maschinenanlagen, wie Kunststofformmaschi· nen, Industrieautomaten, Werkzeugmaschinen usw. verwendet. Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, soll diese im Zusammenhang mit einer beispielsweisen Anwendung auf eine Kunststofformmaschine erklärt werden.

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Es ist eine Servo-Steuerung für Kunststofformmaschinen bekannt (US-PS 3 712 772). Dieses System hat sich bis. Jetzt als brauchbar erwiesen. Bei der bekannten Vorrichtung wird mit Hilfe eines Injektionszylinders ein Külbel ausgepreßt, während ein elektronischer Zeitgeber entsprechend dem Preßzyklus auf eine gewisse Zeit eingestellt wird. In der Praxis wird der Preßzyklus automatisch in gleiche Abschnitte eingeteilt, so daß von jedem dieser Abschnitte ein Impuls abgeleitet werden&ann. Dieser Impuls betätigt nach seiner Erzeugung nacheinander eine elektronische Schaltereinheit, die aus einem Schiebewiderstand und einem elektronischen Schalter besteht. Diese Schaltereinheit wählt Ausgangsklemmen auf einer Stifttafel, in der die Wanddicke des Külbels programmiert ist. Es wird also aufeinanderfolgend ein Külbel-Wanddickensignal abgeleitet und dem Eingang eines Servoverstärkers zugeführt. Der Ausgang des Servoverstärkers wird zu einem Servoventil übertragen, welches die Bewegung eines Zylinderdornes bewirkt. In diesem Falle wird die Bewegung des Zylinderdornes konstant abgefühlt durch einen Differentialtransformator, und es wird das Signal zur Eingangsseite des Servoverstärkers zurückgeführt. Somit bewegt sich der Zylinderdorn auf und ab entsprechend der Külbelwanddickensignalspannung, die vorher mittels der Stifttafel programmiert worden ist, und bestimmt die relative Bewegung.zwischen einem ringförmigen Spritzwerkzeug und dem Dorn.

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Wie oben erwähnt, kann festgestellt werden, daß das genannte Steuersystem eine ausgezeichnete Technik als eine moderne Servo-Steuerung ergeben. Jedoch bleiben als elektronische Steuereinrichtung für Kunststofformmaschinen noch einige Probleme zu lösen. Das erste ist, daß es schwierig ist, die Külbelwanddicke genau einzustellen. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Steuerung erreicht wird durch Umsetzung der Preßbewegung des InJektionsZylinders in entsprechende Zeiteinheiten. Da nämlich die elektronische Schalteinheit in Abhängigkeit von jedem der durch den elektronischen Zeitgeber erzeugten Impulse nacheinander eine Arbeitsfolge ausführt, schwankt die Dornbewegung entsprechend. In diesem Fall kann aber die Preßbewegung des Injektionszylinders nicht immer auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten werden, da diese sowohl von der relativen Bewegung des Dorns und des Formwerkzeuges und auch von der Art und Viskosität des Kunststoffmaterials abhängt. Der Injektionsdruck kann deshalb der genannten Arbeitsfolge nicht genau folgen, und es treten deshalb Veränderungen in der Menge der Kunststoffladung auf, wodurch es schwierig wird, die Wanddicke der Külbel genau einzustellen. Das zweite Problem besteht darin, daß, da die Preßbewegung des Injektionszylinders in eine zeitabhängige Basis mittels eines elektronischen Zeitgebers umgewandelt wird, die Zeiteinstellung des elektronischen Zeitgebers immer dann justiert werden muß, wenn der Injektionszylinder eine Änderung in der Preßgeschwindigkeit ausführt oder wenn das genannte Steuersystem für eine andere Kunststofformmaschine verwendet wird. Eine "solche Einstelloperation kann äußerst störend sein. Das dritte

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Problem ist, daß, da sich die programmierte Instruktionssignalspannung schrittweise ändert, es unmöglich ist, eine große Änderung für die Külbelwanddicke einzustellen. Natürlich kann dieser Fehler bis zu einem gewissen Maße vermieden werden durch Anwendung des CR-Interpolationssys.tem, jedoch ist praktisch keine Wirkung zu erwarten, wenn der Bewegungszyklus beschleunigt wird. Das vierte Problem besteht darin, daß, da der Schiebewiderstand (ein Ringzählersystem), der in der elektronischen Schalteinheit enthalten ist, aufgrund elektromagnetischer Störungen, die in der Umgebung erzeugt werden, Arbeitsfehlern ausgesetzt ist, eine Gefahr einer unerwarteten Erhöhung der Arbeitsfrequenz besteht.

Aufgabe der' Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Servo-Steuerung der genannten Art zu schaffen, mit der die oben erwähnten Fehler vermieden werden.

Obwohl, wie oben erwähnt, die Erfindung verschiedene Merkmale aufweist, die von allgemeiner Anwendbarkeit bei elektronischen Steuereinrichtungen für verschiedene industrielle Maschinen, wie Kunststofformmaschinen, Industrieautomaten, Werkzeugmaschinen usw. sind, ist die Erfindung von besonderem Wert in der Anwendung in einer Külbelspritzeinrichtung.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Preßbewegung des Injektionszylinders umgesetzt in eine Analogsignalspannung oder einen Analogsignalstrom mit Hilfe ei-

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nes Positionsfühlers, so daß die Wanddicke der Külbel beim Fortschreiten der Arbeitsfolge kontrolliert werden kann mit einem Analogsignal, das immer der tatsächlichen Stellung des Injektionszylinders entspricht. Auf diese Weise sind die beiden ersten Probleme gelöst. Gleichzeitig wird eine lineare Interpolation zwischen den Programmeinstellpunkten auf dem Stifttafel-Schaltfeld erreicht, um so eine weiche Külbelwanddickenänderung zu erreichen, wodurch der dritte Nachteil beseitigt ist. Ferner wird die Preßbewegung des Injektionszylinders als eine Analogsignalspannung oder einen Analogsignalstrom abgefühlt, so daß eine folgeabhängige Rückführschleife durch die genannte Signalspannung gebildet werden kann,.wodurch der vierte Nachteil ausgeschaltet ist. Erfindungsgemäß ist also die Servosteuerung zusammengesetzt aus einer Schaltung zu Erzeugung einer frei gewählten ungleichförmigkeitsfunktion, deren Eingangssignal aus einer analogen Signalspannung oder einem analogen Signalstrom besteht, und einem Servoverstärker, dessen Eingangssignal aus einer Ausgangssignalspannung oder einem Ausgangssignalstrom aus der genannten Schaltung besteht.

Die Schaltung zur Erzeugung einer frei gewählten Ungleichförmigkßitsfunktion bestäit im wesentlichen aus einem Rückführfolgekreis, einem Stifttafelschaltfeld mit Ausgangsklemmen für zwei Systeme, die erste und zweite Schaltgruppen enthalten, und ihren jeweiligen logischen Kreisen für Addition, Sub-traktion und Multiplikation.

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Der Folgekreis vergleicht das Eingangsanalogsignal mit jedem schrittweise ausgelesenen Pegelsignal, um ein oder mehrere Vergleichssignale entsprechend dem Status des genannten Analogsignals zu erzeugen, und er enthält einige Relaiskreise, die entsprechend jedem. Pegelsignal angeordnet sind, um so auf diese Vergleichssignale anzusprechen.

Obgleich eine übliche Einheit als Stifttafelschaltfeld verwendet werden kann, sollten doch die ersten und zweiten Schaltgruppen, die den genannten Relaiskreisen entsprechen, so angeordnet sein, daß sie zwei Systeme von Ausgangsklemmen bilden, während die ersten und zweiten Schaltgruppen mit einer solchen Beziehung gehalten werden, daß jedes Glied der zweiten Schaltgruppe aus Schaltfunktionen besteht, die den nächstfolgenden Schritt zu jedem Glied der ersten Schaltgruppe einnehmen.

Die logischen Kreise bestehen aus einem Subträfetionskreis für die Differenz zwischen den Analog- und den Pegelsignalen in dem Polgekreis, einem anderen Subtraktionskreis für die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen, die durch die erste und die zweite Schaltgruppe in dem Stifttafelschaltfeld erhalten werden, einem Multiplikationskreis für diese Additionsund Subtraktionsergebnisse und einem Additionskreis für die Summe dieses Multiplikanten und das über die erste Schaltgruppe erhaltene Ausgangssignal.

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Zusätzlich kann der Servoverstärker für den Empfang des Ausgangssignals der Schaltung zur Erzeugung einer frei gewählten Ungleichförmigkeitsfunktion eine übliche Schaltungsausbildung haben. Der in den Relaisschaltungen verwendete Relaismechanismus, welcher den Folgekreis darstellt, kann entweder elektronisch oder elektromagnetisch arbeiten.

Aufgrund der Verwendung eines Kreises zur Erzeugung einer frei gewählten Ungleichförmigkeitsfunktion kann die erfin- dungsgemäße Servosteuerung ein üngleichförmigkeitssignal mit einer linearen Entsprechung erhalten als Instruktionssignale entsprechend den zwei Programmeinstellpunkten auf dem Stifttafelschaltfeld. Der größte Vorteil dieser Wirkung ist, daß die Belastung über einen weiten Bereich weich gesteuert werden kann.

Die oben genannte Aufgabe und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Servosteuerung in Anwendung auf eine Einrichtung zum Spritzen von Külbeln. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer Külbelspritzeinrichtung mit einer Servosteuerung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild eines praktischen Ausführungsbeispiels des Kreises zur Erzeugung einer Ungleichförmigkeitsfunktion in der Servosteuerung;

Fig. 3 ein ausführliches Schaltbild, welches einen Folgekreis in dem eine Ungleichförmigkeitsfunktion erzeugenden Kreis;

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JSM*^

Fig. k charakteristische Kurven der Ausgangsspannung und 5 in den Kreisen der Polgekreiseinheit;

Fig. β ein Schaltbild des Stifttafelschaltfelds;

Fig. 7 eine Darstellung der Instruktionssignalspannung der erfindungsgemäßen Servosteuerung; und

Fig. 8 eine typische Stiftanordnung in dem Stifttafelschaltfeld.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Servosteuerung gemäß der Erfindung auf eine Külbelspritzeinrichtung angewendet ist.

Eine Spritzmaschine 10 enthält in ihrem Zylinder 11 eine gewisse Menge Kunststoff, welcher dort erhitzt und in die Spritzgußform 14 gepreßt wird durch einaiKolben 1J>, der in dem Zylinder 11 mit Hilfe eines InjektionsZylinders 12 hin- und herbewegt werden kann. Die Position des Injektionszylinders 12 während des Spritzv.organges wird ständig abgefühlt durch einen Fühler 15* der an der Basis des Kolbens 13 befestigt ist. Da der Positionsfühler 15 der Positionsänderung des Kolbens 1J> in dem Injektionszylinder 12 folgt, um eine analoge Positionssignalspannung entsprechend der Lageänderung zu erzeugen, kann ein Potentiometer, beispielsweise ein direkt betätigtes Potentiometer, verwendet werden.

Die Signalspannung für die Position des Injektionszylinders 12, die durch den genannten Positionsfühler 15 erzeugt ist, wird als Eingangssignal einem Generator 17 zur Erzeugung

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einer Ungleichförmigkeitsfunktion in der Servosteuerung 16 zugeführt, und zwar erhält der Generator 17 zur Erzeugung einer Ungleichförmigkeitsfunktion diese Spannung als Eingangssignal, um ein Külbelwanddickensignal zu erzeugen, das durch eine Stifttafel vorprogrammiert ist. Dieses Külbelwanddiekensignal wird zu einem Servoventil 19 über einen Servoverstärker 18 in der" Servosteuerung 16 übertragen, und es arbeitet das Servoventil 19 in unmittelbarer oder entgegengesetzter Proportion zum Külbelwanddickensignal, um den Zylinderdorn 20 anzutreiben. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird, wie allgemein bekannt, die Bewegung des Zylinderdorns 20 ständig abgefühlt durch einen Differentialtransformator 21, und es wird das Signal für seine Positionsänderung der Eingangsseite des Servoverstärkers 1.8 In der Servosteuerung 16 zurückgeführt.

Zur gleichen Zeit bestimmt der Zylinderdorn 20 die Lage des Doms 22 in bezug auf das Formwerkzeug 14 der Spritzmaschine 10 durch seine Auf- und Abbewegung. Somit steuert die relative Position von Formwerkzeug 14 und Dorn 22 die Größe der Formwerkzeugöffnung 25 und eventuell die Wanddicke eines Külbels 24, welcher aus der öffnung 23 ausgepreßt wird. Infolgedessen wird der Külbel 24 in seiner Wanddicke geändert entsprechend einem Külbenwanddickensignal, das in dem Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerator 17 vorprogrammiert ist, und zwar entsprechend der Bewegung des InjektionsZylinders 12. In diesem Zusammenhang stellt die Kombination eines Positionsfühlers 15 für den Injektionszylinder 12 und eines Ungleichförmi^gkeitsfunktionsgenerators 17

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ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar.

Eine typische Ausbildung eines Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerators 17 wird im einzelnen im folgenden erklärt. Der Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerator 17 enthält elektrische Kreise, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, einschließlich eines Polgekreises 25·

Der genannte Polgekreis 25 ist in Fig. 3 im einzelnen gezeigt. Eine Positionssignalspannung X, die von dem Positionsfühler 15 des Injektionszylinders 12, dem ersten beweglichen Element erzeugt worden ist, ist so angeschaltet, daß sie die Eingangsspannung des genannten Folgekreises 25 bildet. In diesem Falle wird die Positionssignalspannung X üblicherweise zu jeder Eingangsklemme der negativen Seite der Komparatoren 25-1 26-15 zugeführt. Eine Pegelsignalspannung (Pegelsignal), die

schrittweise in den Abschnitten X,, Xp X₁₁- ausgelesen

wird, wird an jede Eingangskiemme der negativen Seite der Komparatoren 26-1 - 26-15 gegeben, wie es in der Figur gezeigt ist, so daß die genannte Positionssignalspannung X mit jeder dieser Pegel signal spannungen X, - X,r verglichen werden kann. Da aber bei diesem Beispiel die Positionssignalspannung X als positiv angenommen ist, werden die genannten Pegelsignalspannungen X₁ X₁^ als negativ festgesetzt. Jede Eingangsklemme der positiven Seite der Komparatoren 26-1 - 26-15 sind geerdet (Null-Pegel- · Spannung) über einen bestimmten Widerstand, so daß eine Hyste-

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resecharakteristik an den Ausgang dieser Komparatoren 2β-1 26-15 gegeben werden kann. Diese Hysteresecharakteristik spielt eine Rolle in der Verhinderung von R^tererscheinungen der elektromagnetischen Relais, wenn diese in den unten genannten Relaissteuerkreisen verwendet werden. Die Kreise 28-1 - 28-15, die an die Ausgangsseiten jedes der Komparatoren 26-1 - 26-15 geschältet sind, stellen Begrenz-ierkreise zur Vergleichmäßigung der Ausgangsspannungen dar. Jeder Ausgang"der Komparatoren 26-1 26-15 wird übertragen zu den anderen Komparatoren 27-1 - 27-16, die für die Identifizierung des Vergleichssignals entsprechend angeordnet sind. An die Ausgangs Seiten dieser Komparatoren 27-1 27-16 sind die Basen von Transistoren 29-1 - 29-16 für.die Betätigungsschalter angeschlossen, so daß die Transistoren 29-1 29-16 durch den Ausgang dieser Komparatoren 27-1 - 27-16 eingeschaltet werden können, um die elektromagnetischen Relais 30-1 30-16 zu erregen.

In dem Polgekreis 25 arbeiten einige der Komparatoren 26-1 26-15 in Abhängigkeit von der Positionssignalspannung X. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der Komparator 26-1 seinen Arbeitsbereich erreicht und ein anderer Komparator 26-2 ebenfalls folgt, dann bewirken die.Ausgangssignale dieser Komparatoren 26-1, 26-2 beide eine hohe Pegelspannung. Somit erhalten unter den aufeinanderfolgenden Stufen der Komparatoren die Komparatoren 27-1 und 27-2 einen höheren Spannungspegel über ihren po-.sitiven und negativen Eingangsklemmen, während gleichzeitig, ausgenommen der Komparator 27-3, alle anderen Komparatoren der spä-

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teren Stufen 27-4 - 27-16 niedrige Spannungspegel über ihren positiven und negativen Eingangsklemmen haben. Infolgedessen erscheint keine Ausgangsspannung an.den Identifikationskomparatoren 27-1, 27-2, 27-4 - 27-16, sondern nur an dem Komparator 27-5· Somit erreicht nur der Komparator 27-3 die festgesetzte Ausgangspannung, und es wird der Transistor 29-3 in seinen "Ein"-Zustand gebracht, um das elektromagnetische Relais 30-3 zu erregen. Eine solche Reaktion tritt auch jedesmal dann ein, wenn einer oder mehrere der Komparatoren 26-1 - 26-15 arbeiten, und es wird sofort nur eines der elektromagnetischen Relais 30-1 - 30-16 erregt. Im Hinblick auf die obigen Ausführungen ist es leicht zu verstehen, daß die elektromagnetischen Relais 30-1 - 30-16 aufeinanderfolgend arbeiten in Abhängigkeit von einer kontinuierlichen Änderung der Positionssignalspannung X. Insbesondere wird die Arbeitsweise der elektromagnetischen Relais 30-1 - 30-16 in solcher Weise durchgeführt, daß sie progressiv fortschreiten mit sich vergrößernder Positionssignalspannung X und progressiv rücklaufen, wenn sich die Positionssignalspannung X verringert. Der Vorgang ist also vollständig reversibel. Zusätzlich geben mit der Schiebeoperation der.elektromagnetischen Relais 30-1 - 30-16 Licht aussendende Dioden 31-1 - 31-16, die zu den elektromagnetischen Relais 30-1 - 3O-I6 parallel geschaltet sind, eine sichtbare Anzeige der Operation.

Fig. 4 zeigt eine charakteristische Darstellung der Beziehung zwischen der Ausgangsspannung der Komparatoren 26-1 26-I.5 und der Positionssignalspannung X. Es ist ersichtlich,

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daß die Komparatoren 26-1 - 26-15 progressiv ihre Arbeitsbereiche erreichen, wenn die genannte Positionssignalspannung X ansteigt.

Fig. 5 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung der Komparatoren für die Identifikation 27-1 - 27-16 und die Positionssignalspannung X zeigt. Es ist selbstverständlich, daß die Ausgangsspannung dieser Komparatoren 27-1 - 27-16 sich verschieben mit einer Änderung der Positionssignalspannung X.

In Fig. 2 ist das Stifttafelschaltfeld 32 im Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerator 17 von üblicher Art, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Es hat aber besondere Merkmale insoweit, als nicht nur die erste Schaltergruppe, das heißt die Ausgangsklemmen 33-1 - 33-16, sondern auch eine zweite Schaltergruppe, das heißt die Ausgangsklemmen 34-2 - 34-15 vorgesehen sind. Wie in der Figur gezeigt, besitzt jede Klemme der zweiten Schaltergruppe 34-2 - 3^-15 eine um eine Stufe weiter fortgeschrittene Position als die erste Schaltergruppe 33-1 - 33-16, so daß jedes Paar Ausgangsklemmen 33-2 und 34-2, 33-3.und 34-3 usw. arbeiten kann, um gleichzeitig in Abhängigkeit von der Verschiebung der genannten elektromagnetischen Relais 30-1 - 3O-I6 zu schalten. Wenn somit die Ausgangsspannung der ersten Schaltergruppe 33-1 - 33-16 ausgedrückt wird als Y., dann ist die Ausgangsspannung der zweiten Schaltergruppe 34-2 - 34-15 Y. ^

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(wobei der Index i eine ganze Zahl 1, 2 16 ist). Beide

Ausgangsspannungen Y. und Y_i+1 werden einem Subtraktionskreis 35 zugeführt, in welchem Y. - Y. ₊ _ berechnet wird.Wie es üblich ist, ist zusätzlich ein Instruktionssignaleinsteller (Potentiometer) 36 an das Stifttafelschaltfeld 32 angeschlossen.

Gleichzeitig wird die Positionssignalspannung X nicht nur dem genannten Folgekreis 25* sondern auch einem zusätzlichen Kreis 37 als Eingangsspannung zugeführt. Als das andere Eingangssignal werden die schrittweise ausgele-senen PegelsignalT spannungen X ..... X,,- auch an den Additionskreis 37 gegeben, um die Berechnung von X - X. zu erhalten. Da in diesem Falle die Pegelsignalspannung X. negativ ist, ergibt das Resultat der Berechnung X-X. das Äquivalent einer Subtraktion (wobei i, der Index zu X, eine gerade Zahl von 1, 2, 3 ...... I5) ist.

Der ein Pegelsignal erzeugende Kreis 38 erzeugt eine Eingangssignalspannung für den zusätzlichen Kreis 37 und auch für den genannten Folgekreis. Es soll erwähnt werden, daß die dritte Schaltergruppe 39-1 - 39-15 geschaltet wird, geradeso wie die erste und die zweite SchaItergruppe 33-1 - 33-16, 34-2 -'34-15 des Stifttafelschaltfeldes 32 geschaltet sind mit Hilfe der genannten elektromagnetischen Relais 30-I - 3O-I6. Jedoch stellt jedes so erhaltene Ausgangssignal die negative Spannung dar, die so abgeleitet ist, wie es bereits aufgeführt worden ist. Darauf wird jedes Ausgangssignal des Subtraktionskreises 35 und des zusätzlichen Kreises 37 erneut berechnet durch den Multipli-

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kationskreis 4o, um das Produkt (Y. ₁ - Y.) χ (X - X.) zu erhalten. Dann wird das resultierende Produkt endlich einem Additionskreis 41 zugeführt, wo die Ausgangsspannung Y₁ der ersten Schaltergruppe 33-1 - 33-16 des Stifttafelschaltfeldes 32 addiert wird, um eine Instruktionssignalspännung Y entsprechend der folgenden Gleichung zu erzeugen:

Y = (Y_{1 +1} - Y₁) * (X- X₁) + Y₁ (1)

Die Instruktionssignalspannung Y entsprechend der genannten Gleichung ergibt eine Ungleichförmigkeitsfunktionssignalspannung, welche linear die Instruktionssignalspannungen entsprechend zweier programmierter Einstellpunkte verbinden, wie es in Flg. 7 gezeigt ist. Diese Signalspannung wird als Eingangsspannung einem Servoverstärker 18 zugeführt. In diesem Falle wird das Stifttafelschaltfeld 32 in der Stiftanordnung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, bestimmt. Es ist zu beachten, daß in Fig. 2 der Leistungskreis mit 42 bezeichnet ist.

Es soll nunmehr eine weitere Erläuterung des Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerators 17 gegeben werden. Wenn die Eingangsspannung und die AusgangsSpannung des Stifttafelschaltfeldes 32 als X und Y angenommen werden, gilgt folgende Gleichung:

*i + 1 " *JI
Y= (X-X, )+ Y, ...(2)

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hierin bedeuten: X.: Eingangsspannung-Koordinatenpegel

(coordinate level)

Y.: Ausgangsspannungs-Koordinatenpegel (coordinate level)

Vorausgesetzt, daß die Differentialspannungen zwischen benachbarten Pegelsignalspannungen konstant sind, kann folgende Gleichung angenommen werden:

X. , - X. = konstant = 1

Infolge dessen ist:

Y = (Y_{1 +} ! - Y₁) (X - X₁) + Y₁ ..· (3)

Solare die Eingangsspannung X sich nur zwischen X. und X₁₊₁ ändert, ist die Ausgangsspannung Y ein Funktionssignal erster Ordnung. Da dieses Prinzip aber auf den eine lineare Punktion erzeugenden Kreis angewendet ist, müssen in solchen Fällen, in denen ein eine einstellbare UngMchförmigkeitsfunktion erzeugender Kreis unter Verwendung dieses Prinzips gebildet wird, zwei Subtraktionskreise für die Berechnung (Y. ^ - Y.) und (X - X^), ein Multiplikationskreis für die Berechnung (Y. . - Y.) χ (X-X.) und ein Additionskreis für die Addition von Y. zu dem Produkt schließlich in Übereinstimmung mit der genannten Gleichung (3) angeordnet werden. Dieses Prinzip ist in der Tat genau das, welches.der Schaltungsanordiung in Fig. 2 zugrundeliegt.

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Wie sich aus der Gleichung (3) ergibt, wird unmittelbar nachdem die Eingangsspannung X eine ausgelesene Pegelsignalspannung X₁ erreicht, das heißt X = X₁, die Spannung X etwa gleich X₁, das heißt es ist X '= X. und X - X₁ '= O. Infolgedessen wird die Gleichung (3) zu Y = Y. (worin das Produkt (Y. . - Y .) χ (X - X₁) = O), und es wird die Ausgangssignalspannung Y auf einer konstanten Höhe gehalten. Ferner wird gerade bevor X = X. .,, das heißt die Eingangs spannung X eine ausgelesene Pegelspannung X. ₁ erreicht, X ebenfalls ungefähr gleich X_{1 +} _v das heißt es ist X = X_± _χ und X-X₁ *= 1. Infolgedessen ist Y = (Y_{1 +} ₁ - Y₁) + Y₁ = Y₁ . Somit wird auch die Ausgangssignalspannung Y auf einem konstanten Wert gehalten.

Im Hinblick auf die obigen Ausführungen* wird es verwirklicht, daß die Ausgangsspannung Y, das heißt die Instruktionssignalspannung, für die Stellung konstant gehalten, wo X '= X₁, das heißt gerade nach oder bevor X = X₁, wo die Positionssignalspannung X der Pegelsignalspannung X₁ gleich wird. Infolgedessen können die Ausgangsspannungskoordinatenpegel Y₁, ^Yi ₊ 1 ^{und die} Pegelsignalspannung X₁ so reguliert werden, daß sie selektiv geschaltet werden, wenn die Positionssignalspannung X die Pegelspannung X₁ erreicht.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bewirkt die Ausgangssignalspannung des einstellbaren Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerators 17 immer eine einstellbare Ungleichförmig-

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keitfunktionsspannung, welche linear interpoliert zwischen den Spannungen entsprechend den beiden Instruktionssignaleinstellpunkten auf dem Stifttafelschaltfeld 32. Diese AusgangsSignaI^ spannung wird als Eingang auf den Servoverstärker 18 gegeben, dessen Ausgangssignal die vertikale Bewegung des Zylinderdornes 20 steuert, und zwar entsprechend der bereits erwähnten üblichen Methode.

Wie sich ohne weiteres aus dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel ergibt, schaltet die Preßbewegung des.Injektionszylinders 12 den Programmsignaleinstellpunkt fortschreitend entsprechend der von der Positionsänderung des Zylinders abgeleiteten Analogpositionssignalspannung. Die vertikale Bewegung eines Zylinderdornes 20 und die Preßbewegung eines Injektionszylinders 12 wird also immer in genauer Übereinstimmung miteinander ausgeführt, so daß die Wanddicke eines Külbels 24 genau eingehalten werden kann. Da zusätzlich das Ausgangssignal der Servosteuerung 1β auf die Differenz zwischen der Ungleichförmigkeitsfunktionssignalspannung des Ungleichförmigkeitsfunktionsgenerators 17 und der Rückführsignalspannung vom Differentialtransformator 21 in Abhängigkeit von dem Zylinderdorn 20 anspricht, kann die Wanddicke des Külbels weich und über einen weiten Bereich gesteuert werden, und zwar unabhängig davon, ob der Bewegungszyklus.langsam oder schnell erfolgt. Da ferner die Servosteuerung 16 mit Rückführfähigkeiten versehen ist, können Störungen durch fehlerhafte Arbeitsfolgen aufgrund von Störungen und anderen unerwar-

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teten Gründen in maximaler Weise unterdrückt werden.

Bei dem Aus'führungsbeispiel bezüglich der Külbelspritzeinrichtung ist die Positionskontrolle eines Zylinderdornes 20 in bezug auf das Positionssignal für einen Spritzzylinder 12 behandölt worden. Es sind sowohl die Eingangsspannung und auch die Ausgangs spannung der ".-Servosteuerung 16 mit der Steuerung der Position gegen Position in Vergleich gebracht worden. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf einen solchen Fall beschränkt, sondern sie kann in verschiedenen Fällen angewendet werden, z.B. dort, wo ein Geschwindigkeitssteuerausgangssignal erhalten wird entsprechend einem Positionssignaleingang und wo ein Druck-, ein Kraft- oder Drehmomentsteuerausgang erhalten wird in bezug auf einen Positionssignaleingang. Da ferner EingangsSignaIe der Servosteuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht auf Positionssignale beschränkt sind, ist die Einrichtung auch anwendbar auf einige andere Fälle <, in denen eine Geschwindigkeit, ein Druck, eine Kraft oder ein Drehmoment in ein Analogsignal umgewandelt werden. In diesem Falle können verschiedene Belastungen, wie eine Position, eine Geschwindigkeit, ein Druck, ein Drehmoment usw. gesteuert werden.

Wie oben erwähnt, besteht die Servosteuerung gemäß der Erfindung aus einem eine Ungleichförmigkeitsfunktion erzeugenden Kreis und einem Servoverstärker, wobei ihre Instruktions-.signalspannung ('oder Strom) einer Ungleichförmigkeitsfunktion

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unterworfen ist, die wahlweise mit Hilfe einer Stiftanordnung auf einem Stifttafelschaltfeld bestimmt werden kann. Infolgedessen wird eine weichere Laststeuerung über einen weiten Bereich erreicht, als es mit einer üblichen Einrichtung möglich ist, welche die Laststeuerbedingung nur mit der Stiftanordnung auf einem Stifttafelschaltfeld programmiert, um schrittweise Instruktionssignalspannungen zu erhalten. Außerdem hat diese Servosteuerung eine Ruckfuhrfolgefunktion und wird kaum beeinflußt durch elektrische Störungen aufgrund von Schwankungen der Speisespannung oder aufgrund verschiedener anderer Gründe. Es besteht deshalb nur geringe Gefahr, daß die Bewegung fehlerhaft beeinflußt wird. Wie sich aus dem oben beschreibenen Ausführungsbeispiel ohne weiteres ergibt, ist die Einrichtung im Aufbau sehr einfach, praktisch und für verschiedene Maschinen im industriellen Masch-inenpark anwendbar, wo sie mit großem Erfolg einsetzbar ist.

Die Erfindung ist in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert worden, es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.^N Servosteuerung mit einem Polgekreis (25), der ein Eingangs-Analogsignal mit jedem mehrerer schrittweise ausgelesener Pegelsignale vergleicht, der ein oder mehrere durch den Zustand des Analogsignals bestimmte Vergleichssignale erzeugt und der mehrere entsprechend jedem der Pegelsignale angeordnete Relaiskreise (30) enthält, die auf die Vergleichssignale ..ansprechen, mit einem Stifttafel-Schaltfeld (32), dessen erste und zweite Schaltergruppen .('33*3*0 d^em Ausgang entsprechend aufeinanderfolgender Wicklungen der Relaiskreise beeinflussen, während jedes Glied der zweiten Schältergruppe Schalter· betätigt, die immer den nächsten Schritt in bezug auf entsprechende Glieder der ersten SchaItergruppe einnehmen, und mit einem eine einstellbare Ungleichförmigkeitsfunktion erzeugenden Kreis (17), der aus logischen Kreisen zur Subtraktion (35) eines durch die erste Schaltergruppe (33) erhaltenden Einstellsignals von dem durch die zweite Schaltergruppe (3*0 erhaltenen Signal, zur Subtraktion eines Analogsignals von dem Pegelsignal, zur Multiplikation (40) der Subtraktionsergebnisse und zur Addition (4l) des Einstellsignals durch die erste Schaltergruppe zum Multiplikanten, so daß der Ausgang des Kreises dem Eingang des Servoverstärkers (18) bildet.

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2. Servosteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analogsignal von einem Positionssignalfühler (15) erhalten wird, welcher die Verschiebung des Injektionszylinders (12) feststellt, und daß ein Servoventil (19)* ein Zylinderdorn (22) oder eine andere übliche Einrichtung und gegebenenfalls die KUlbelwanddicke durch den Ausgang eines eine willkürlich einstellbare Ungleichförmigkeitsfunktion erzeugenden Kreises (17) steuerbar ist.

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