DE2551278C3 - Transferschienenantrieb - Google Patents
TransferschienenantriebInfo
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- B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
- B23Q7/1426—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
- B23Q7/1478—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices using a conveyor comprising cyclically-moving means
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Description
Die Erfindung betrifft einen Transferschieheriantrieb,
Insbesondere für die Handhabung schwerer Lasten, wobei die Transferschiene eine Zahnstange aufweist,
mit der eirt 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 1 ? 95 671). Die erwähnten Schaltmittel sind hier
von an der Transferschiene vorgesehenen Antchlägen 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 diese 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 Schweiße itionen 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
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 Aim'ang der Vergleichseinrichtung über
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 Sillgeschwindigkeits-Informationseingang
über Schaltmittel angeschlossen sind, die jeweils einen der beiden Geber nach
Maßgabe vorbestimmter Positionen der Transferschie
ne in Betrieb nehmen, und wobei der Funktionsgenerator für die Verzögerungsphase in einem Regelkreis zur
so Regelung der Position der Transfersehiene angeordnet
ist.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß ein
Antrieb für ein Förderband zum Transport von Glasartikeln durch einen Brennofen bekannt ist.
(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 einekardioidenförmige Nockenscheibe,
die durch einen induktiven Funktionsgeber 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 der tatsächlichen Geschwindigkeit des Bandes entsprechende Spannung erzeugt, die zusammen mit
der von dem Funktionsgeber erzeugten Steuerspannung einem Komparator zugeführt wird. Aus der
Ausgangsspannung des Kamparators 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 Spar.iung 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 schematische
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 ai. sgebildet, d. h. sie
bestehen aus zwei relativ zueinander verdrehbarer. Teilen, die durch einen Raum voneinander getrennt sind,
der mit Metallpulver gefüllt ist, das unter der Wirkung eines zwischen diesen pigmenten erzeugten Magnetfeldes
die Kupplungsteile bzw. die Bremsenteile durch ein feldabhän<?iges Moment ?u 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 der Ausgangswelle 10a des Motors bzw. mit der Übersetzungsweile
iOb verbunden, die bis in das Untersetzungsgetriebe 8 führt. Auf der Welle 10i 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 Ua und lit», die
Bestandteil eines Steuerungssystems sind, das folgendermaßen aufgebaut ist:
Es enthält eine Verplejchseiiirichtung (Komparator)
12, dessen einer Eingang durch einen Drehzahlgeber 13 gespeist wird, der an die Antriebsübertragung des
Ritzels 3, im vorliegenden FaJl die Welle 19Zj, 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
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 Integratoreingang
angelegten Spannung ab, und das mit 18 bezeichnete Niveau entspricht der Sättigungsspannung
des Integrators. Die Knickstellen an den Enden der Anstiegsiinie können in der dargestellten Weise
abgerundet sein, wozu in an sie« bekannter Weise
Filterelemente zu verwenden sind.
Der Geber 15 dient zum Steuern der Verzögerungsphase der Schiene vor dem Anhalten und v. ^ist zu
diesem Zweck ein handelsübliches Radiziergerät auf.
dessei. 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 Stelluigsdetektoren 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 gleichze:lig einzeln mit
zwei Relais 21a und 21 ύ 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, die in einem solchen Verhältnis angetrieben werden,
daß sie von dem Detektor 21 und dem zugehörigen Relais mit dem Funktiongeber 15 in einem Bruchteil
Ihre! ,etzten 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 Ausgangspölärität des Verstärkers 22 ansprechen, um je
nach der Polarität des Ausgangswerts entweder die die Kupplung betätigende Leistungsstufe Ha oder die
Bremse 7 betätigende Leistungsstufe Hb zu beeinflussen.
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.
Beiden Leistungsstufen 11a und 116 kann es sich um
an sich bekannte Leistungstransistoren In Folgeschaltung handeln, man kann aber auch Leistungstransistoren
in Kommutationsschaltung oder Thyristoren mit Auslöseschaltung
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 to 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 Vergleichseinrichtung 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
der Schiene maßgebende Spannung vor dem durch das Potentiometer 19 gesteuerten Anhalten bedeutet und im
Augenblick des Anhaftens auf Null abnimmt, wobei ferner k 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 Ausgangsspan^ riung 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 Obergängen mit rein elektronischen Mitteln herbeiführen, weil die verschiedenen Parameter
des Zyklus (Beschleunigung — Dauer des Zyklus — Positionieren) auf Spannungen zurückzuführen sind, die
nach Bedarf durch Vefsleiien 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 ihaJ 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 (4)
1. 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, 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 (7) vorgesehen sind, und daß dieses System
eine Verg!e;chseinrichtung (12) mit einem von einem
zur Übermüdung 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 Jenen der eine die Beschleunigungsphase d;r Transferschiene (1) vom
Stillstand aus und der andere d: 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 vorbestimmter 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
Verzögerungsphuse steuernden Funktionsgeber (15) um ein Radi/iergerät handelt, dessen Eingangsspannung
für jede Transferschienenendstellung von einem Potentiometer (19) gesteuert wi.d, das an tie
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.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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