DE2551278B2

DE2551278B2 - Transferschienenantrieb

Info

Publication number: DE2551278B2
Application number: DE2551278A
Authority: DE
Inventors: Yves Berrie; Francois Dolle; Claude Sebire
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1980-05-22
Also published as: FR2291123A1; JPS5410791B2; IT1050639B; FR2291123B1; DE2551278C3; DE2551278A1; GB1518167A; JPS5172062A; US4022307A

Description

Die Erfindung betrifft einen Transferschienenantrieb, insbesondere für die Handhabung schwerer Lasten, wobei die Transferschiene eine Zahnstange aufweist, mit der ein Ritzel zusammenarbeitet, das von einem Motor in zwei Drehrichtungen angetrieben werden kann und die Transferschiene zu einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung veranlaßt und wobei Schaltmittel vorgesehen sind, die beim Anlaufen eine Beschleunigung und beim Abbremsen eine Verzögerung bewirken.

Ein derartiger Transferschienenantrieb ist bekannt

(DE-AS 11 95 671). Die erwähnten Schaltmittel sind hier von an der Transferschiene vorgesehenen Anschlägen gebildet, die mit einer Beschleunigungsvorrichtung bzw.

ίο einer Verzögerungsvorrichtung zusammenwirken. Das endgültige Abschalten des Transferschienenantriebes erfolgt durch Endanschläge. Der zeitliche Verlauf der Geschwindigkeitsreduzierung vom Inbetriebsetzen der Verzögerungsvorrichtung bis zum endgültigen Abschalten hängt von der Verzögerungsvorrichtung ab. Da diece keine Information über den nach Einleiten der Verzögerungsphase von der Transferschiene zurückgelegten Weg erhält, ist kein optimaler Übergang von der Höchstgeschwindigkeit bis zum Stillstand gewährleistet, der einerseits möglichst stoßfrei und anderseits möglichst kurz ist. Die Vermeidung von Totzeiten und die stoßfreie Verzögerung sind jedoch in modernen Produktionsprozessen, bei denen schwere Lasten gehandhabt werden müssen, insbesondere beim Bewegen von Kraftfahrzeugkarrosserien zwischen den einzelnen Schweißstationen in hohem Maße erwünscht. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Transferschienenantrieb der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß bei geringstmöglichen Totzeiten ein möglichst weiches Anfahren und Abbremsen, sowie ein Anhalten in einer genau vorgeschriebenen Position gewährleistet sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Antrieb zwischen dem Motor und dem Ritzel

J¹; eine elektromagnetische Kupplung und eine elektromagnetische Bremse sowie ein Steuerungssystem für die Stromversorgung der elektromagnetischen Betätigung der Kupplung und der Bremse vorgesehen sind, und daß dieses System eine Vergleichseinrichtung mit einem von

einem zur Übermittlung des Wertes der Istgeschwindigkeit mit der Antriebsübertragung des Ritzels verbundenen Drehzahlgeber gespeisten Eingang und einem die Sollgeschwindigkeit aufnehmenden Eingang aufweist, während der Ausgang der Vergleichseinrichtung über

4¹) einen auf die Polarität des Ausgangssignales ansprechenden Verstärker einerseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Kupplung und andererseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Bremse angeschlossen ist, wobei zwei Funktionsgeber vorgesehen sind, von denen der eine die Beschleunigungsphase der Transferschiene vom Stillstand aus und der andere die Verzögerungsphase vor dem Stillstand steuert und wobei ferner die beiden Geber an den Sollgeschwindig-

■>■> keits- Informationseingang über Schaltmittel angeschlossen sind, die jeweils einen der beiden Geber nach Maßgabe vorbestimmter Positionen der Transferschiene in Betrieb nehmen, und wobei der Funktionsgenerator für die Verzögerungsphase in einem Regelkreis zur

bo Regelung der Position der Transfei schiene angeordnet ist.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß ein Antrieb für ein Förderband zum Transport von Glasartikeln durch einen Brennofen bekannt ist.

μ (Process Control and Automation, Febr. 1966, Nr. 2, Seite 36—38), der das Förderband wiederholt in einer Richtung mit Verzögerung weich abbremst und nach dem Stillstand wieder weich beschleunigt. Die Motor-

welle ist über eine Kupplung und eine dieser nachgeschaltete Bremse mit dem Förderband verbunden. Zwischen dem Motor und der Kupplung sitzt auf der Antriebswelle eine kardioidenförmige Nockenscheibe, die durch einen induktiven Funktior.sgeber abgetastet wird, der entsprechend der Kurvenform der Nockenscheibe eine weich ansteigende und danach wieder eine weich abfallende Steuerspannung erzeugt Mit dem Antriebswellenteil zwischen der Bremse und dem Förderband ist ein Tachogenerator gekoppelt, der eine de· tatsächlichen Geschwindigkeit des Bandes entsprechende Spannung erzeugt, die zusammen mit der von dem Funktionsgeber erzeugten Steuerspannung einem Komparator zugeführt wird. Aus der Ausgangsspannung des Komparator werden dann in einer weiteren Verstärkerschaltung die Steuerströme für die Kupplung und die Bremse erzeugt

Abgesehen davon, daß dieser Antrieb nur in einer Richtung wirkt, wird auch trotz der Rückführung der vom Tachogenerator erzeugten und der Geschwindigkeit des Förderbandes entsprechenden Spannung nicht gewährleistet, daß das Förderband in genau vorbestimmten Positionen abstoppt Der Funktionsgeber ist nämlich hier nicht in einem Regelkreis zur Regelung der Position der Transferschiene angeordnet. Hier liegt, was die Position des Förderbandes betrifft, vielmehr nur eine Steuerung vor.

Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transferschienenantriebs wird nachstehend beispielshalber und anhand der zugehörigen Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine schema tische Wiedergabe einer solchen Antriebseinrichtung ist.

Die hin und zurück bewegbare Transferschiene 1 ist starr verbunden mit einer Zahnstange 2, mit der ein Ritzel 3 kämmt, das im vorliegenden Fall von einem Asynchronmotor 4 angetrieben wird, der eine übliche Start-Stop-Schaltung mit Drehrichtungsumkehr (nicht gezeichnet) aufweist.

Zwischen dem Motor 4 und dem Ritzel 3 ist eine elektromagnetisch schaltbare Kupplung 6, eine elektromagnetisch betriebene Bremse 7 und ein Untersetzungsgetriebe 8 angeordnet; ferner ist bei 9 sicherheitshalber eine Notbremse vorgesehen.

Die Kupplung 6 und die Bremse 7 sind als Pulverkupplung bzw. -bremse ausgebildet, d. h. sie bestehen aus zwei relativ zueinander verdrehbaren Teilen, die durch einen Raum voneinander getrennt sind, der mit Metallpulver gefüllt ist, das unter der Wirkung eines zwischen diesen Elementen erzeugten Magnetfeldes die Kupplungsteile bzw. die Bremsenteile durch ein feldabhängiges Moment zu verbinden vermag, welches beim Fehlen des das Pulver magnetisierenden Magnetfeldes zu Null wird. Auf diese Weise werden die beiden Teile der Kupplung 6 kraftschlüssig mit dtr Ausgangswelle 10a des Motors bzw. mit der Überse:zungswelle iOb verbunden, die bis in das Untersetzungsgetriebe 8 führt. Auf der Welle iOb ist das eine Teil der Bremse 7 angebracht, während das andere Teil festgehalten wird, und das Gleiche gilt für die Bestandteile der Notbremse 9 die an sich beliebig ausgeführt sein kann.

Die Speisung der magnetfelderzeugenden Organe, d. h. der Steuerwicklungen der Kupplung 6 und der Bremse 7, erfolgt über Leistungsstufen 11a und Wb, die Bestandteil eines Steuerungssystems sind, das folgendermaßen aufgebaut ist:

Es enthält eine Vergleichseinrichtung (Komparator) 12, dessen einer Eingang durch einen Drehzahlgeber 13 gespeist wird, der an die Antriebsübertragung des Ritzels 3, im vorliegenden Fall die Welle IQb, angeschlossen ist, um eine Spannungsinformation abzugeben, die der Istgeschwindigkeit der Transferschiene proportional ist

Die Vergleichseinrichtung weist einen weiteren Eingang auf, an den jeweils einer der beiden Funktionsgeber 14, 15 anzuschließen ist, wobei die Geber eine Spannung abgeben, die der Sollgeschwindigkeit der Schiene proportional ist

ίο Der Geber 14 dient zum Steuern der Beschleunigungsphase der Schiene bis auf ein vorgegebenes Geschwindigkeitsniveau und besteht dazu aus einem handelsüblichen Integrator mit einstellbarer Steigung 16, in diesem Integrator hängt der zeitliche Spannungsanstieg von dem Wert einer bei 17 an den Integratoreingiing angelegten Spannung ab, und das mit 18 bezeichnete Niveau entspricht der Sättigungsspannung des Integrators. Die Knickstellen an den Enden der Anstiegslinie können in der dargestellten Weise abgerundet sein, wozu in an sich bekannter Weise Filterelemente zu verwenden sind.

Der Geber 15 dient zum Steuern der Verzögerungsphase der Schiene vor dem Anhalten und weist zu diesem Zweck ein handelsübliches Radiziergerät auf, dessen Eingangsspannung, wie später gezeigt wird, bei jeder Endstellung der Schiene von einem Drehpotentiometer 19 geliefert wird, das drehfest mit der Antriebswelle des Ritzels 3 verbunden ist.
Jeweils einer der beiden Geber 14, 15 ist mit der Vergleichseinrichtung 12 über einen beweglichen Kontakt 20a eines Relais 20 verbunden, das in Abhängigkeit von einem Positionsdetektor für die Schiene erregt wird, etwa von magnetischen Annäherungsdetektoren oder von Mikroschaltern, wie sie

)) beispielsweise durch Stellungsdetektoren 21 angedeutet sind und die sich in jeweils einer Endstellungszone der Schienenenden befinden. Die beiden Detektoren 21 sind elektrisch mit dem Relais 20 verbunden, um dieses derart zu betätigen, daß sein beweglicher Kontakt 20a den Funktionsgeber 15 während der extremen Endstellungen der Schiene, die der Verzögerungsphase vor dem Anhalten entsprechen, mit der Vergleichseinrichtung 12 verbindet.
Diese Detektoren 21 sind gleichzeitig einzeln mit zwei Relais 21a und 216 verbunden, deren bewegliche Kontakte für die Auswahl und Inbetriebsetzung des Potentiometers 19 sorgen, das zu der jeweiligen Endstellung gehört. Zweckmäßigerweise werden an diesen Stellen gewöhnliche Drehpotentiometer benutzt,

w die in einem solchen Verhältnis angetrieben werden, daß sie von dem Detektor 21 und dem zugehörigen Relais mit dem Funktiongeber 15 in einem Bruchteil ihrer letzten Antriebsdrehung zusammengeschaltet werden. Damit läßt sich mit ausreichender Genauigkeit eine Spannungsabnahme erzielen, die in dem gewünschten Anhaltaugenblick Null wird.

Auf den Komparator folgt ein Verstärker 22, dessen Ausgang an den Eingang von zwei weiteren Verstärkern 23, 24 gelegt ist, die jeweils auf eine vorgegebene

bo Ausgangspolarität des Verstärkers 22 ansprechen, um je nach der Polarität des Ausgangswerts entweder die die Kupplung betätigende Leistungsstufe 11a oder die Bremse 7 betätigende Leistungsstufe 11b zu beeinflussen.

b5 Dioden 25, 26 sind hier zur Herabsetzung des Rauschens zwischen dem Verstärker 22 und den Verstärkern 23, 24 und entsprechend den Polaritäten, auf die die letztgenannten Verstärker ansprechen,

vorgesehen.

Bei den Leistungsstufen lla und 11fr kann es sich um an sich bekannte Leistungstransistoren in Folgeschaltung handeln, man kann aber auch Leistungstransistoren in Kommutationsschaltung oder Thyristoren mit Auslö- ^r> seschaltung einsetzen.

Die Arbeitsweise einer derartigen Antriebsanordnung ist folgende:

Nimmt man an, daß die Schiene sich in einer ihrer Endlagen in Ruhe befindet, so wird der Motor 4 in der geeigneten Richtung in Drehung versetzt, und eine vorgegebene Spannung wird an den Eingang 17 des Funktionsgebers 14 für die Beschleunigungsphase gelegt, während durch das Relais 20 der bewegliche Kontakt 20a veranlaßt wird, den Geber 14 mit der Vergleichseinrichtung 12 zu verbinden. Nun wird die Kupplung 6 allmählich nach einer durch die Steigung 16 des Integrators definierten Beziehung gespeist, wodurch sich eine Beschleunigungsphase der Schiene in einem der gewählten Steigung entsprechenden zeitlichen Verlauf ergibt, bis das Niveau 18 erreicht ist, das einer gleichförmigen Antriebsbewegung entspricht.

Wenn dann die Schiene sich ihrer Endlage nähert, wo sie eine Verzögerung erfahren soll (Strecke D), wird der entsprechende Stellungsdetektor 21 betätigt und wirkt auf das Relais 20, dessen beweglicher Kontakt 20a nun die Verbindung des Gebers 14 mit der Vergleichseinlichtung 12 unterbricht, um die Verbindung zwischen dem Geber 15 und der Vergleichseinrichtung herzustellen, während er das Relais 21a betätigt, das das zugeordnete Potentiometer 19 einschaltet, so daß das an die Vergleichseinrichtung gelegte Spannungssignal sich entsprechend der in der Zeichnung wiedergegebenen Quadratwurzelkurve entwickelt. Diese Kurve entspricht der Funktion V = k \'x, wobei χ die für den Restweg 3> der Schiene maßgebende Spannung vor dem durch das Potentiometer 19 gesteuerten Anhalten bedeutet und im Augenblick des Anhaltens auf Null abnimmt, wobei ferner Jt ein Koeffizient ist und V die Spannung ist, die der Sollgeschwindigkeit entspricht, die ihrerseits auf Null abnimmt nach einer Beziehung, die eine theoretisch konstante Verzögerung der Transferschiene bis zu ihrem Stillstand gewährleistet.

Man sieht, daß man natürlich derart vorgehen kann, daß im Augenblick, in dem der Funktionsgeber 15 für die Verzögerungsphase mit der Vergleichseinrichtung 12 verbunden wird, er von dem Potentiometer 19 eine Eingangsspannung empfängt, die eine Ausgangsspannung von gleicher Höhe bewirkt, wie die Spannung, die zuvor von dem Geber 14 abgegeben wurde und dem Niveau 18 entspricht.

Somit läßt sich für die Transferschiene nach einer Geschwindigkeitsbeziehung ein genauer Bewegungsablauf mit sanften Übergängen mit rein elektronischen Mitteln herbeiführen, weil die verschiedenen Parameter des Zyklus (Beschleunigung — Dauer des Zyklus — Positionieren) auf Spannungen zurückzuführen sind, die nach Bedarf durch Verstellen von Potentiometern verändert werden können, ohne daß die Kraftübertragungsorgane verändert werden müssen.

Natürlich muß man die Stellung der Schiene im vorliegenden Fall nicht unbedingt mit Hilfe von Potentiometern 19 übertragen, man kann vielmehr beliebige andere Analog- oder sogar Digitalübertrager verwenden, für den letzteren Fall z. B. einen Impulsgenerator, der von der Welle des Ritzels 3 angetrieben wird und mit einem Zähler zusammenarbeitet, der beim Erreichen des Nullwerts die Verzögerung und das Anhalten der Schiene steuert.

Start und Einstellen der Drehrichtung des Motors können von Hand erfolgen oder können auch in einen automatisch oder halbautomatisch arbeitenden periodischen Programmablauf eingebaut sein, wobei ein solches Programm gleichzeitig die Auswahl des Detektors 21 besorgen kann, dessen Schaltkreis im vorliegenden Fall das Relais 20 bei der Endstellung der Schiene betätigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Transferschienenantrieb, insbesondere für die Handhabung schwerer Lasten, wobei die Transferschiene eine Zahnstange aufweist, mit der ein Ritze! zusammenarbeitet, das von einem Motor in zwei Drehrichtungen angetrieben werden kann und die Transferschiene zu einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung veranlaßt, und wobei Schaltmittel vorgesehen sind, die beim Anlaufen eine Beschleunigung und beim Abbremsen eine Verzögerung bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Antrieb zwischen dem Motor (4) und dem Ritzel (3) eine elektromagnetische Kupplung (6) und eine elektromagnetische Bremse (7) sowie ein Steuerungssystem für die Stromversorgung der elektromagnetischen Betätigung der Kupplung (6) und der Bremse f/) vorgesehen sind, und daß dieses System eine Vergleichseinrichtung (12) mit einem von einem zur Übermittlung des Wertes der Istgeschwindigkeit mit der Antriebsübertragung des Ritzels (3) verbundenen Drehzahlgeber (13) gespeisten Eingang und einem die Sollgeschwindigkeit aufnehmenden Eingang aufweist, während der Ausgang der Vergleichseinrichtung (12) über einen auf die Polarität des Ausgangssignales ansprechenden Verstärker (22) einerseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Kupplung (6) und andererseits an eine Stromversorgungsstufe für die elektromagnetische Betätigung der Bremse (7) angeschlossen ist, wobei zwei Funktionsgeber (14, 15) vorgesehen sind, von denen der eine die Beschleunigungsphase der Transferschiene (1) vom Stillstand aus und der andere die Verzögerungsphase vor dem Stillstand steuert und wobei ferner die beiden Geber (14, 15) an den Sollgeschwindigkeits-Informationseingang über Schaltmittel angeschlossen sind, die jeweils einen der beiden Geber (14,15) nach Maßgabe vorbestimtnter Positionen der Transferschiene (1) in Betrieb nehmen, und wobei der Funktionsgenerator (15) für die Verzögerungsphase in einem Regelkreis zur Regelung der Position der Transferschiene (1) angeordnet ist.

2. Transferschienenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem die Beschleunigungsphase steuernden Funktionsgeber (14) um einen Integrator mit einstellbarer Steigung handelt.

3. Transferschienenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem die Verzögerungsphase steuernden Funktionsgeber (15) um ein Radiziergerät handelt, dessen Eingangsspannung für jede Transferschienenendstellung von einem Potentiometer (19) gesteuert wird, das an die Antriebsübertragung des genannten Ritzels (3) angeschlossen ist.

4. Transferschienenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der elektromagnetischen Kupplung (6) und der elektromagnetischen Bremse (7) um Magnetpulvergeräte handelt.