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Vorschubsteuerung für eine Papierschneidemaschine Die Erfindung betrifft
eine Vorschubsteuerung für den Vorschubantrieb des Sattels einer Papierschneidemaschine,
bei der ein Informationsträger vorgesehen ist, auf dem Marken angebracht sind, die
die Haltepunkte des Vorschubantriebs markieren und von zwei in festem Abstand zueinander
angeordneten Abtastköpfen nacheinander abgetastet werden, wobei der bei der Relativbewegung
zwischen dem Informationsträger und den Abtastköpfen zuerst auf eine Marke ansprechende
Abtastkopf eine Umschaltung der Geschwindigkeit des Vorschubantriebs bewirkt, während
der zweite Abtastkopf bei Ansprechen auf dieselbe Marke das AhbrelDsen des Sattels
zur Durchfünrung eines Schnittes bewirkt, und wobei weiterhin ein Impulsgeber vorgesehen
ist, dessen Impulse ein aß für den zurückgelegten Vorschubweg nach dem Erfassen
einer Marke sind und einem Eingangszähler zugeführt werden.
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Eine solche Vorschubsteuerung ist bekannt und beispielsweise in der
DE-AS 23 56 348 näher beschrieben. Für den Vorschubantrieb des Sattels der Papierschneidemaschine
sind zwei Geschwindigkeiten vorgesehen, nämlich der sogenannte Eilgang und der sogenannte
Schleichgang. Der Eilgang wird für die Überbrückung von größeren Strecken eingeschaltet,
während der Schleichgang in einem vorgegebenen Abstand vor derjenigen Stelle eingeschaltet
wird, an der ein Schnitt ausgeführt werden soll. Dabei ist der Schleichgang vorgesehen,
um die Positioniergenauigkeit des dann langsamer bewegten Sattels zu verbessern.
Nach einem ausgeführten schnitt wird der Sattel zunächst wieder im Eilgang weiterbewegt,
es sei denn, der letzte Schnitt fällt in die vorgegebene, im
Schleichgang
durchmessene Strecke vor dem nachfolgenden Schnitt.
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Ein wichtiger Gesichtspunkt bei den Papierschneidemaschinen ist der
Antrieb für den Vorschub des Sattels. Wegen der geforderten unterschiedlichen Geschwindigkeiten
wären an sich Gleichstrommotoren ideal für den Antrieb geeignet. Im Vergleich zu
Wechsel- oder Drehstromantriebssystemen, sind die Gleichstromsysteme jedoch erheblich
teurer. Daher werden als Antrieb für den Vorschub ausschließlich Wechsel- oder Drehstrommotoren
eingesetzt.
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Wenn diese auch erheblich günstiger im Anschaffungspreis liegen,so
ist ihre Verwendung dennoch mit einem Nachteil behaftet. Für die beiden unterschiedlichen
Geschwindigkeiten müssen die Wechselstrommotoren nämlich mit zwei Wicklungen versehen
werden, wobei eine Wicklung für den Eilgang und die andere Wicklung für den Schleichgang
vorgesehen ist. Es können daher nicht die handelsüblichen Wechselstrommotoren benutzt
werden. Diese müssen vielmehr kundenspezifisch nach den Angaben des Auftraggebers
hergestellt werden. Hinzu kommt, daß für die Umschaltung auf die unterschiedlichen
Geschwindigkeiten noch Schütze vorgesehen werden müssen. Dies führt insgesamt zu
einem relativ hohen Aufwand, der jedoch im Vergleich zu den hohen Anschaffungskosten
von Gleichstrommotoren noch vertretbar ist.
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Bei den bekannten Papierschneidemaschinen tritt noch ein weiterer
Nachteil auf. Die im Schleichgang durchmessene Strecke muß stets jeweils so groß
gewählt werden, daß unabhängig von der auf dem Sattel angehäuften Papiermasse-in
jedem Fall ein stationärer Vorschubantrieb unmittelbar vor Ausführung des Schnittes,
also vor dem Anhalten des Sattels, vorhanden ist.
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Dabei muß selbstverständlich von einer maximalen Sattelbelastung ausgegangen
werden, damit auch in diesen Fällen die gewohnte Genauigkeit bei der Einhaltung
der Schnittstelle gewährleistet ist. In der Regel sind jedoch die Sättel der Papierschneidemaschinen
weniger
stark als maximal belastet, so daß in vielen Fällen eine für die Masse des Sattels
unnötig lange Strecke im Schleichgang zurückgelegt wird. Daraus ergibt sich in der
Summation beispielsweise über einen Tagesablauf bei größeren Strecken eine recht
beträchtliche Verlustzeit, die bisher durch keine Maßnahme beseitigt werden konnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschubsteuerung
für den Vorschubantrieb des Sattels einer Papierschneidemaschine zu schaffen, die
insgesamt kostengünstiger ist und mit der die erwähnten Nachteile verringert werden
können.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein Steuerzähler vorgesehen ist,
der über eine von den Signalen der Abtastköpfe gespeiste elektronische Ansteuerschaltung
auf bestimmte Zählerstunde setzbar ist, daß dem Steuerzähler mit dem Erfassen einer
Marke durch den ersten Abtastkopf die Impulse des Impulsgebers zur Veränderung seines
Zählerstandes zugeführt sind, und daß der Zählerstand des Steuerzählers zur Ansteuerung
eines üblichen Wechsel- oder Drehstrommotors für den Vorschubantrieb dient und ein
aß für die Vorschubgeschwindigkeit ist, und daß das Signal des zweiten Abtastkopfes
eine die Antriebsbewegung des Wechsel-oder Drehstrommotors hindernde Bremse in Tätigkeit
setzt.
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Durch die Erfindung wird. die Möglichkeit geschaffen, für den Antrieb
einen handelsüblichen Wechsel- oder Drehstrommotor zu verwenden, der nun nicht mehr
kundenspezifisch hergestellt werden muß. Dies wird dadurch erreicht, daß auf die
bisher übliche diskrete Umschaltung zwischen nur zwei Geschwindigkeiten - nämlich
Eilgang und Schleichgang - verzichtet worden ist. Es ist vielmehr eine kontinuierliche
Regelung der Vorschubgeschwindigkeit vorgesehen, wobei die jeweilige Geschwindigkeit
des
Wechselstrommotors von dem jeweiligen Zählerstand des Steuerzählers
bestimmt wird. Mit dem Erfassen einer Marke durch den ersten Abtastkopf wird der
auf einem maximalen Zählerstand, der der maximalen Vorschubgeschwindigkeit zugeordnet
Ist, stehende Steuerzähler freigegeben. Dieser Zählerstand wird dann durch die Impulse
des Impulsgebers verändert, wodurch sich auch eine Anderung der Vorschubgeschwindigkeit
einstellt. Es sind daher nicht nur zwei verschiedene Geschwindigkeiten für den Antrieb
vorgesehen, sondern zwischen dem Zustand "Eilgang, "Schleichgang' und 11Null'# wird
die Vorschubgeschwindigkeit stufenweise vermindert, wobei die Dauer einer Geschwindigkeitsstufe
mit zunehmender Annäherung an den Zustand ~"Null" zunimmt, so daß keine Einbuße
bezüglich der Positioniergenauigkeit eintritt. Die Dauer der einzelnen Geschwindigkeitsstufen
richtet sich nämlich nach der Impulsfolge der von dem Impulsgeber erzeugten Impulse,
wobei mit zunehmender Bremsung des Sattels ein längerer Zeitraum bis zum Auftreten
eines nächsten Impulses des Impulsgebers verstreicht.
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Zur Realisierung der Abhängigkeit der Geschwindigkeit von dem Zählerstand
des Steuerzählers ist diesem in vorteilhafter Weise ein Digital/Analog-Wandler nachgeschaltet,
dessen analoges Ausgangssignal von dem Zählerstand des Steuerzählers abhängig ist
Dieses analoge Ausgangssignal wird - ggfs. unter Zwischenschaltung eines Operationsverstärkers
- einer Phasenanschnittsteuerung zugeführt, die den erwähnten Wechselstrommotor
ansteuert. Durch die Verwendung der Phasenanschnittsteuerung können die eingangs
erwähnten zusätzlichen Wicklungen für den Wechselstrommotor und die zugehörigen
Schütze wegfallen, wodurch sich eine Einsparung und günstigere elektrische Situation
ergibt. Da keine Schütze mehr vorhanden sind, entfallen auch die durch sie verursachten
schlichen Störimpulse. Durch den sich nach dem Erfassen einer Marke durch den ersten
Abtastkopf ändernden Zählerstand des Steuerzählers und den nachgeschalteten Digital/Analog-Wandler
wird somit eine Geschwindigkeitsänderung des Vorschubantriebs in Stufen
zwischen
den beiden Zuständen l'Eilgangl' und «"Null'7 erreicht Eine solche Geschwindigkeitsänderung
hat den Vorteil, daß die Strecke, in der eine Geschwindigkeitsverminderung eintritt,
insgesamt wesentlich schneller durchfahren werden kann, als bei einem einstufigen
Ubergang vom Eilgang zum Schleichgang.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die
beiden Abtastköpfe an einen Signalspeicher der Ansteuerschaltung angeschlossen.
sind, der jedes Signal des zuerst auf eine Marke ansprechenden Abtastkopfes speichert,
das vor dem von der gleichen Marke herrührenden Signal des zweiten Abtastkopfes
eingeht. Bei jedem Signal des ersten Abtastkopfes wird der Eingangszähler,der auf
einen durch den festen Abstand der Abtastköpfe voneinander vorbestimmten Zählerstand
gesetzt ist, freigege ben, und dieser Zählerstand wird durch die Impulse des Impulsgebers
verändert, vorzugsweise rückwärts gezählt Dem Signalspeicher und dem Eingangs zähler
ist ein Distanzspeicher zur Speicherung der Zählerstände des Eingangszählers nachgeschaltet,
und der Distanzspeicher ist mit dem Eingang des Steuerzählers über eine Subtraktionsschaltung
verbunden. In zweckmäßiger Weise wird der Steuerzähler durch die Impulse des Impulsgebers
rückwärts gezählt.
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Bei der Erfindung ergibt sich auch eine Zeitersparnis, wenn innerhalb
der vor der Schnittstelle befindlichen Strecke, in der eine Verringerung der Sattelgeschwindigkeit
vorgenommen wird, eine weitere mit Hilfe einer Marke markierte Schnittstelle liegt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist nämlich vorgesehen, daß der Steuerzähler
bei leerem Signalspeicher von einem maximalen Zählerstand aus, der gleich dem vorbestimmten
Zählerstand des Eingangszählers ist, rückwärts gezählt und nach Durchführung des
Schnittes wieder auf den maximalen Zählerstand gesetzt wird. Andererseits ist vorgesehen,
daß der Steuerzähler
bei Vorhandensein eines Signals in dem Signalspeicher
im Augenblick des Schnittes von dem dann in dem Eingangszähler vorhandenen Zählerstand
aus rückwärts gezählt wird, wobei der Steuerzähler über den Distanzspeicher auf
diesen Zählerstand gesetzt wird. Es wird also gewissermaßen die verbleibende Strecke
bis zu der zweiten Schnittstelle so durchfahren, wie wenn eine Abbremsung aus dem
Zustand "Eilgang" vorhanden gewesen wäre. Somit fährt der Sattel bei relativ dicht
nebeneinander liegenden Schnittstellen bis ca. 10 mm Zählerstand nicht im Schleichgang
voran, sondern er wird in den Zwischenphasen jeweils auf das vertretbare Maß beschleunigt
und wieder abgebremst. Daraus ergibt sich für die beschriebenen Schnittstellen eine
Zeitersparnis.
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Für den Distanzspeicher wird vorzugsweise ein sogenannter RExl-Speicher
verwendet, dessen gespeicherte Informationen bei geeigneter Steuerung in der Reihenfolge
ihrer Einspeicherung ausgelesen werden. Solche Speicherkonfigurationen werden auch
als Fifo-Register bezeichnet (der Ausdruck Fifo steht für "First in; first out".
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Als Informationsträger wird vorzugsweise ein Magnetband verwendet,
und die Abtastköpfe sind zweckmäßig als Magnetköpfe ausgestaltet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorschubsteuerung,
Fig. 2 ein Mehrfach-Diagramm zur Verdeutlichung der Zustände einzelner Bauteile
und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines verwendeten Distanzspeichers.
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In Fig. 1 ist ein Informationsträger 1 dargestellt, der beispielsweise
in Form eines Magnetbandes vorliegt. Es können jedoch auch andere Informatlonsträger,
beispielsweise Lochkarten oder dergleichen verwendet werden. Im weiteren wird jedoch
ein Magnetband 1 zugrunde gelegt. Auf dem Magnetband sind beispielsweise drei Marken
Mn, Mn+1 und Mn+2 angebracht bzw. programmiert Diese Marken markieren die Haltepunkte
des Vorschubantriebs und geben somit die Stellen an, an denen ein Schnitt erfolgen
soll.
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Weiterhin sind zwei Abtastköpfe 2 und 4 vorgesehen, die bei Verwendung
eines Magnetbandes 1 als Informationsträger als Magnetköpfe ausgebildet sind. Durch
den Pfeil A ist angedeutet, daß sich das Magnetband 1 synchron mit dem nicht dargestellten
Sattel der Papierschneidemaschine an den Abtastköpfen 2 und 4 vorbeibewegt. Es ist
aber auch umgekehrt möglich, daß das Magnetband ortsfest angeordnet ist und sich
die mit dem Sattel gekoppelten Abtastköpfe synchron mit dem Sattel bewegen. Entscheidend
ist nur, das eine Relativbewegung zwischen dem Magnetband 1 und den Abtastköpfen
2 und 4 vorliegt.
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In Vorschubrichtung läuft jede der auf dem Magnetband 1 angebrachten
Marken Mnr Mn+1, Min+2 zuerst an dem Abtastkopf 2 und dann an dem Abtastkopf 4 vorbei.
Wenn die Marken die Abtastköpfe passieren, erzeugen diese ein Signal, welches über
eine Logik 8a einem Signalspeicher 8 zugeführt wird. Das Signal des zuerst auf eine
Marke ansprechenden Abtastkopfes 2 wird außerdem einem Eingangszähler 10 zugeführt.
Dieser Eingangszähler 10 wird von den Impulsen eines Impulsgebers 12 gespeist. Für
den Eingangs zähler 10 können beispielsweise die bekannten Zählerbausteine
SN
74 LS 192 (zoBo von Texas Instruments) verwendet werden. Der Impulsgeber 12 kann
in an sich bekannter Art aufgebaut sein, wie er beispielsweise in der eingangs erwähnten
DE-AS 23 56 348 beschrieben ist. Demnach kann als Impulsgeber eine mit der Vorschubspindel
des Vorschubantriebes gekoppelte Lochscheibe mit einer Lichtquelle auf der einen
und einer Fotozelle auf der andere ren Seite dienen. Anstelle der Lichtquelle und
der Fotozelle zum Empfangen der Lichtsignale kann zur Abtastung der Lochscheibe
auch ein Hall-Generator verwendet werden. Inkrementale Drehgeber mit verschiedenen
Auflösungen eignen sich ebenfalls. Der Impulsgeber 12 kann vorzugsweise auch auf
induktiver Basis aufgebaut sein, so daß er nach gleichen zurückgelegten Weglängen
des Sattels jeweils einen Impuls abgibt. Wichtig ist nur, daß die von dem Impulsgeber
erzeugten Impulse ein Maß für den nach Erfassen einer Marke zurückgelegten Weg des
Sattels sind.
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Für den Vorschub des Sattels wird ein Motor verwendet, wobei die
Erfindung es ermöglicht, hier einen handelsüblichen Wechsel- oder Drehstrommotor
26 vorzusehen. Die Geschwindigkeitsregelung des Wechselstrommotors 26 wird mit Hilfe
einer Phasenanschnittsteuerung 24 vorgenommen. Die Höhe der von dem Wechselstromriotor
26 infolge der Anstüuerung durch die PhasenanscJinittsteuerung 24 abgegebenen Leistung
hängt von dem Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 22 ab, welcher der Phasenanschnittsteuerung
24 vorgeschaltet ist. An den Eingang des Digital/Analog-Wandlers 22 ist ein Steuerzähler
20 angeschlossen, dessen den Zählerstand darstellendes digitales Ausgangssignal
die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt.
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Zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorschubsteuerung
sei angenommen, daß die beiden Abtastköpfe 2 und 4 in einem Abstand von 30mm ortsfest
angeordnet sind Der Einfachheit halber sei weiterhin vorausgesetzt, daß - anders
als in Fig. 1 dargestellt - zwei aufeinanderfolgende Marken M in
einem
Abstand auf dem Magnetband 1 angebracht sind, der größer als 30 mm ist. Der Steuerzähler
20 weist ein Zahlenwertintervall von dreißig Zahlen auf, beispielsweise also von
1 - 30" . Dabei entspreche der Zahlenwert '§30" dem Zustand Ellgang und der Zahlenwert
"1" dem Zustand ~Null", also der geringsten Geschwindigkeit, bei der jedoch noch
die Bewegung des Sattels ichergestellt ist. Bei Inbetriebnahme der Papierschneidemaschine
weist der Steuerzähler den Zählerstand "30'§ auf, so daß der Sattel zunächst im
Eilgang bewegt wird. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß die Strecke, in
der die Vorschubgeschwindigkeit des Sattels als Vorbereitung für die Ausführung
eines Schnittes verringert wird, 30 mm beträgt. Wenn nun von dem ersten Abtastkopf
2 die erste Marke erfaßt wird, wird der Verbindungsweg von dem Impulsgeber 12 zum
Steuerzähler 20 freigegeben. Der Impulsgeber 12 erzeugt bei jedem Millimeter zurückgelegten
Weg einen Impuls, innerhalb der erwähnten 30 mm also insgesamt dreißig Impulse.
Diese Impulse werden dem Steuerzähler 20 zugeführt, der dadurch von dem s.ählerstand
"30" an rückwärts gezählt wird, so daß jeder Zahlenwert bzw Zählerstand des Steuerzählers
20 einem Abstand zugeordnet werden kann, der ungefällr der Fntfernung von der Schnittstelle
in Millimeter entspricht. Wenn somit beispielsweise nach Erfassen der ersten Marke
durch den Abtastkopf 2 sich der Sattel um 5 mm weiterbewegt hat, ist der ursprüngliche
Zählerstand "30" des Steuerzählers 20 bis auf den Wert "25" rückwärts gezählt.
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Bei der Vorbereitung und Ausführung eines Schnittes laufen nun die
folgenden Vorgänge ab. Der Steuerzähler 20 befindet sich zunächst in der Stellung
113011, die der höchsten Geschwindigkeit des Wechselstrommotors 26 entspricht. Sobald
der erste Abtastkopf 2 eine Marke erfaßt hat, wird die Verbindung
von
dem Impulsgeber 12 zu dem Steuerzähler 20 freigegeben, so daß ersterer gemäß der
von dem Impulsgeber 12 erfaßten Impulsfolge den Steuerzähler 20 abwärts zählt. Dabei
wird also der änierstand des Steuerzählers 20 verringert und entsprechend nimmt
die Geschwindigkeit des Wechselstrommotors 26 mit jedem Zahlenwechsel innerhalb
des Steuerzählers ab, wobei die Dauer der jeweiligen Geschwindigkeitsstufe sich
nach dem Zeitintervall richtet, das bis zum Eintreffen des nächsten Impulses vergeht
Da der Zählerstand des Steuerzählers 20 ein Maß für die Vorschubgeschwindigkeit
des durch den Wechselstrommotor 26 angetriebenen Sattels ist, wird so die Vorschubgeschwindigkeit
verringert.
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Entsprechend der fallenden Vorschubgeschwindigkeit werden die Intervalle
zwischen den Impulsen des Impulsgebers 12 immer größer, so daß der Sattel zunelsend
langsamer abgebremst wird. Sobald der zweite Abtastkopf 4 dieselbe Marke erfaßt,
die zuvor den Abtastkopf 2 passiert hat, wird einer dem Wechselstrommotor 26 zugeordneten
elekromagneSschcn oder mechanischen Bremse ein Impuls zur Betätigung gegeben, der
den motor abbremst Unmittelbar danach erfolgt der Schnitt. Nach Fertigstellung der
Schnittausführung wird der Steuerzähler 20 wieder auf d,--n Zählerstand "30" gesetzt,
was clne augenblickliche Beschleunigung des Wechselstrommotors 26 und damit des
Sattels auf seine Höchstgeschwindigkeit bewirktvwenn dabei die Gefahr besteht, daß
ein auf dem Sattel liegender Papierstapel verrutscht, kann zusätzlich eine Schaltungsanordnung
an dem Steuerzähler 20 angeschlossen sein, die statt eines schlagartigen Umschaltens
vom Zählerstand "1" auf den Zustand "30" ein stufenweises Hochzählen des Steuerzählers
20 bewirkt, wobei die Geschwindigkeit des Hochzählens nach einer Takteinrichtung
erfolgen kann, die innerhalb der Schaltungsanordnung vorgesehen ist, und deren Takt
einstellbar ist. In Fig. 1 ist zu diesem Zweck beispielsweise ein Impulsgenerator
18 vorgesehen, der durch einen Multivibrator gebildet sein kann.
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Es wurde bisher vorausgesetzt, daß der Abstand der beiden Abtastköpfe
2 und 4 30mm beträgt, so daß zu dem Zeitpunkt, an dem die zuerst den Abtastkopf
2 passierende Marke den zweiten Abtastkopf 4 erreicht hat, der Steuerzähler durch
die Impulse des Impulsgebers 12 um die Zahl 30 rückwärts gezählt wurde Wie bereits
in der eingangs erwähnten DE-AS 23 56 348 beschrieben, werden die Abtastköpfe 2
und 4 vorzugsweise in einem geringeren Abstand als 30mm angeordnet, so daß zu dem
Zeitpunkt, wenn eine zuerst den Abtastkopf 2 passierende Marke den zweiten Abtastkopf
4 erreicht hat, der Zählerstand des Steuerzählers 20 noch einen von 0 verschiedenen
Wert aufweist. Das bedeutet, daß dann, wenn der zweite Abtastkopf 4 einen Impuls
zur Betätigung der Bremse 28 abgibt, der Steuerzähler 20 noch einen geringen Zählerstand
aufweist und somit der Wechselstrommotor 26 noch eine geringe Geschwindigkeit des
Sattels bewirkt. Den gleichen Effekt erreicht man durch geeignete anpassung des
D-A-Wandlersignals an die Steuer-Eingangsempfindlicbkeit der Phasenanschnittsteuerung;
unabhängig vom Xopfabstand. Di-e Bremsung des Wechselstrommotors 26 durch die Bremse
28 erfolgt dann gegen eine an dem Wechselstrommotor 26 wirkende clckrise Energie.
Vorteil ist ein genauerer Positionieren, da vor dem Stopp keine unkontrollierte
Verfahrbewiegung stattfindet, im Gegensatz zur bisherigen Phase des Ausscrialtens
der Schütze f-r "Schleichgang" bis zur Bremsenbetätigung und dem Stopp. Wenn die
Bremsung erfolgt ist, wird dann danach der Zählerstand des Steuerzählers 20 auf
den Wert "0" gesetzt.
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Danach wird,wie oben beschrieben, der Zählerstand des Steuerzählers
20 durch den Impulsgenerator 18 wieder erhöht und der Sattel somit entsprechend
dem Wert des Zählerstandes weiterbewegt.
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Bisher wurde vorausgesetzt, daß der Abstand der die Schnittstellen
angebenden Marken M auf dem Magnetband 1 größer ist als der Abstand der beiden Abtastköpfe
2 und 4, daß also von dem Abtastkopf 4 ein Impuls für die Bremse 28 abgegeben wurde,
bevor der erste Abtastkopf 2 die nächste Marke erfaßt hat. Dieser Fall tritt jedoch
nicht immer auf. In vielen Fällen wird der zuerst
auf eine Abtastmarke
M ansprechende Abtastkopf 2 nach dem Erfassen einer ersten Marke Mn eine weitere
Marke Mn+1 erfassenr bevor die zuerst erfaßte ~#arke M von dem r#iten Abtasiopf
4 erfaßt n wird. Anhand der Figuren 2a bis 2c sollen daher nachfolgend die Vorgänge
geschildert werden, die bei Schnittstellen auftreten, die dichter als 30 mm - dies
ist die Länge der Strecke, in der die Sattelgeschwindigkeit verändert wird - liegen.
Für diese Betrachtung ist insbesondere die durch die gestrichelte Linie in Fig.
1 angedeutete elektronische Ansteuerschaltung von Bedeutung, die neben dem Impulsgeber
12 den Steuerzähler 20 ansteuert.
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In Fig. 2a ist die Sattelgeschwindigkeit v über dem Sattelweg aufgetragen,
wobei entlang des Sattelweges das Erfassen der Marken Mn, Mn+1 und Mn+2 aufgetragen
ist. Mit diesen Marken ist in Fig. 1 das Magnetband 1 programmiert. Bei einer Biegung
der Abtastköpfe 2 und 4 in Richtung des Pfeiles A wird also der Abtastkopf 2 zunächst
die Marke M und danach die Marke Mn+ n erfassen. Für die nachfolgenden Betrachtungen
seien zunächst nur diese beiden #arken zugrunde gelegt, und die dritte Marke Mn+2
sei nicht berücksichtigt.
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In Fig. 2b ist der Zählerstand Z1 des Eingangszählers 10 längs des
Weges dargestellt, während Fig. 2c den Zählerstand Z2 des Steuerzählers 20 zeigt.
Wie in Fig. 2a und 2c zu erkennen ist, beträgt der Zählerstand Z2 des Steuerzählers
20 vor dem Erreichen der ersten Marke "30",und der Sattel bewegt sich im Eilgang
mit seiner maximalen Geschwindigkeite Wenn nun die Marke Mn von dem Abtastkopf 2
erfaßt wird, gibt dieser ein Signal ab, welches über eine Logik 8a im Signalspeicher
8 gespeichert wird.
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Weiterhin wird durch dieses Signal der Eingangszähler 10 auf den Zählerstand
"30" gesetzt, und schließlich wird noch der Weg von dem Impulsgeber 12 zu dem Steuerzähler
20 freigegeben. Der Impuls geber 12 erzeugt pro jeden Millimeter zurückgelegten
Weg einen Impuls. Wie in den Figuren 2b und 2c zu erkennen ist, werden der
Eingangszähler
10 und. Steuerzähler 20 durch die Impulse des Impulsgebers 12 rückwärts gezählt.
Der sich somit verringernde Zählerstand Z2 des Steuerzählers 20 bewirkt ein sich
ebenfalls verringerndes analoges Ausgangssignal am Ausgang des Digital/ Analog-Wandlers
22, der die Phasenanschnittsteuerung 24 speist.
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Als Folge davon verringert sich auch die von dem Wechselstrommotor
26 abgegebene Leistung und damit auch die Sattelgeschwindigkeit; wie in Fig 2a zu
erkennen ist Wobei ist die Darstellung der stufenweisen Verlangsamung der Sattelgeschwindigkeit
zugunsten einer durchgehenden Linie nicht exakt wiedergegeben.
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5 mm nach dem Beginn der Verlangsamung der Sattelgeschwindigkeit
wird nun von dem ersten Abtastkopf 2 die weitere ilarle Min+1 erfaßt. Bis zu diesem
Zeitpunkt sind dem Eingangszähler 10 und dem Steuerzähler 20 jeweils 5 Impulse vom
Impulsgeber zugeführt worden und diese weisen somit den Zählerstand "25" auf. Mit
dem Erfassen der zweiten Marke Mn+1 wird nun der Zähler stand Z1 des Eingangszählers
10 - also die Zahl "25" - im Distanzspeicher 14 abgespeichert. Gleichzeitig wird
das Erfassen der zweiten Marke in dem Signalspeicher 8 gespeichert, und der Eingangszähler
wird durch das Signal des Abtastkopfes 2 wieder auf seinen maximalen Zählerstand
"30" gesetzt. Die erwähnte Abspeicherung des Erfassens der zweiten Marke in dem
Signalspeicher 8 kommt nur dann zustande, wenn der erste Abtastkopf 2 zwei oder
mehrere Marken erfaßt, bevor der zweite Abtastkopf 4 die erste dieser Marken erfaßt
hat.
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Wie in Fig. 2c zu erkennen ist, wird der Steuerzähler 20 unabhängig
von dem Erfassen der zweiten Marke weiter rückwärts gezählt, bis sein minimaler
Zählerstand erreicht ist, und der Schnitt durchgeführt wird, wenn die zuerst erfaßte
Marke
von dem zweiten Abtastkopf 4 erfaßt ist (vergl. M' in Fig.
2a), n und das Signal des zweiten Abtastkopfes 4 die Bremse 28 in Tätigkeit setzt.
Wie in Fig. 2b zu erkennen ist, besitzt der Eingangszähler 10 zu diesem Zeitpunkt
noch einen Restzählerstand "5", was gleichbedeutend damit ist, daß der Sattel 5
mm von der nächsten Schnittstelle entfernt ist. Nach Fertigstellung des ersten Schnittes
wird nun der Signalspeicher 8 abgefragt, ob inzwischen eine Marke von dem Abtastkopf
2 erfaßt worden ist Dies ist in dem angenommenen Beispiel, in dem die beiden Marken
M n und Mn+1 zugrundegelegt sind, der Fall Während der Signalspeicher 8 nur das
Auftreten von Marken an sich abspeichert, ist die eigentliche Weginformation, also
der Ort, an dem sich die zweite Marke befindet, im Distanzspeicher 14 gespeichert.
Dessen Speicherinhalt beträgt ~25", und diese Zahl wird in der Subtraktionsschaltung
16 von dem maximalen Zählerstand "30" subtrahiertz Das Subtraktionsergebnis wird
dem Steuerzähler 20 zugeführt, der in dem vorliegenden Fall also auf den Zählerstand
"5" gesetzt wird (vcrgl. Fig. 2c) Dies ist genau der Zählerstand, der sich oben
hätte, wenn nur die eine Marke Mn+ vorhanden gewesen wäre und der Steuerzähler 20
bei Erfassen dieser Marke von seinem maximalen Zählerstand "30" an rückwärts gezählt
worden wäre. Dem Zählerstand "5" ist eine bestimmte Sattelgeschwindigkeit zugeordnet,
die sich mit abnehmendem Zählerstand verringert, bis dann der zweite Schnitt (vergl.
M +1 in Fig. 2a) durchgeführt worden ist. Wenn danach die Abfrage des Signalspeichers
8 ergibt, daß inzwischen keine weiteie Marke erfaßt wurde - was hier zunächst unter
Weglassung der Marke Mn+2 angenommen wird - wird der Zähler-, stand dc s Steuerzählers
20 durch die Impulse des Impulsgenerators 18 rasch auf den maximalen Wert 30 aufgefüllt,
so daß sich der Sattel mit seiner maximalen Geschwindigkeit im Eilgang weiterbewegt.
Das Auffüllen des Zählerstandes des Steuerzählers 20 durch die Impulse des Impulsgenerators
18 kann vorzugsweise in -einem
wählbaren Takt und damit innerhalb
einer wählbaren Zeitdauer erfolgen. Die Taktfolge wird dabei so bemessen, daß zur
Vermeidung von Totzeiten die Beschleunigung des Sattels möglichst groß ist, jedoch
nicht so groß, daß darauf liegende Papierstapel verrutschen können. Es ist aber
auch ein sofortiges Laden des Zählers mit "30mm" möglich.
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Der Steuerzähler 20 kann durch das Laden mit einer für den Schleichgang
geeigneten Zahl auch manuell beeinflußt werden, was für den Einrichtbetrleb erwünscht
ist. Je nach der geeigneten Zahl bewegt sich der Sattel mit entsprechender Geschwindigkeitr
wobei grundsätzlich zum Anhalten des Sattels die Bremse 28 impulsmäßig betätigt
wird.
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Im Anschluß an die obigen Betrachtungen soll im folgenden nun die
Funktion bei Berücksichtigung der bisher außer acht gelassenen dritten Marke Mn+2
erläutert werden. Hierzu wird auf die gestrichelten Linien in Fig. 2b und 2c verwiesen.
Mit dem Erfassen der dritten are Mn+2 wird der dann vorhandene Zähierstand des Eingangszählers
10 - im vorliegenden Fall ~16" in den Distanzspeicher 14 übernommen, und der Eingangszähler
wird wieder auf seinen maximalen Zählerstand von 30 gesetzt. Außerdem wird das Erfassen
der dritten Marke in dem Signalspeicher 8 registriert.
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Durch die schematische Darstellung eines Distanzspeiders 14 in Fig.
3 ist angedeutet, daß es sich bei dem Distanzspeicher um einen sogenannten RAM-Speicher
(Schreiblesespeicher) handelt, der nach dem Prinzip des "First in; first out" gesteuert
wird. Das bedeutet, daß die zuerst in die jeweiligen Adressen eingegebenen Informationen
auch zuerst ausgelesen werden. Die Einleserichtung ist in Fig. 3 durch den Pfeil
B dargestellt. Im vorliegenden Beispiel wurde zunächst die Zahl 112511 und dann
die Zahl"16"gespeichertn
Im Anschluß daran können noch weitere
Informationen x, y und z usw eingegeben werden Das Auslesen der gespeicherten Informationen
aus dem Distanzspeicher14 erfolgt nun in der Reihenfolge, daß zuerst die Zahl "25",
dann die Zahl "14' usw. ausgelesen wird.
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Wie oben bereits erläutert wurde, ist nach Durch führung des zeiten
Schnittes die Zahl "25" bereits aus dem Dlstanzspeicher ausgelesen worden. Nach
dem zweiten Schnitt erfolgt nun wieder eine Anfrage des Signalspeichers 8, ob inzwischen
eine weitere Marke erfaßt wurde, was wegen der Marke Mn+2 hier der Fall ist. Zum
Zeitpunkt des Erfassens der dritten Marke Mn+2 wurde der Zählerstand "16" des Eingangszählers
10 im Distanzspeicher 14 abgespeichert, und dieser Zahlenwert wird nun der Subtraktionsschaltung
16 zugeführt. Dort wird diese Zahl von der Zahl "30" subtrahiert und das Subtraktionsergebnis
von "14" wird in den Steuerzähler 20 i*.ernor.mcn (vergl. Fig. 2c> Der Zähler
stand "14" gibt an, daß die nächste Schnittstelle nach 14 mm folgt. Der Zahl "14"
ist über den Digital/Analog-Wandler 22 und der Phasenanschnittsteuerung 24 eine
bestimmte Geschwindigkeit zugeordnet, auf die der Sattel beschleunigt wird Danach
wird der Zählerstand "14" des Steuerzählers 20 durch die Impulse des Impulsgebers
12 rückwärts gezählt, so daß sich die Sattelgeschwindigkeit entsprechend verringert,
bis dann der dritte Schnit# ausgeführt wird Die Figuren 2a bis c veranschaulichen
deutlich einen Vorteil der Erfindung, der darin besteht, daß der Steuerzähler 20
nach Vollendung eines Schnittes sozusagen "weiß" in welcher Entfernung die nächste
Schnittstelle liegt. Der Sattel kann daher auf die maximal vertretbare Anfangsgeschwindigkeit
beschleunigt werden, die noch eine sichere Abbremsung zur Durchführung des
folgenden
Schnittes ermöglicht Mit anderen Worten wird eine folgende zweite Schnittstelle
nach der Vollendung des ersten Schnittes mit einer solchen Geschwindigkeit angefahren,
die sich auch dann einstellen würde r wenn nur die zweite Schnittstelle vorhanden
gewesen wäre. und die Abbremsung des Sattels 30 mm vor dieser zweiten Scnnittstelle
erfolgt wäre Bei der Erläuterung der Figuren 2a bis 2c wurde der Einfachheit halber
angenommen, daß der feste Abstand der beiden Abtastköpfe 30 mm beträgt, daß also
der Zählerstand des Steuerzählers 20 den Wert "O" aufweist; wenn eine zuerst von
dem Abtastkopf 2 erfaßte Marke von dem zweiten Abtastkopf 4 erfaßt wird.
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Die beiden Abtastköpfe 2 und 4 sind jedoch vorzugsweise in einem geringeren
Abstand als 30 mm angeordnet, beispielsweise in einem Abstand von 28 r.m Das bedeutet,
daß zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Schnitt ausgeführt werden soll, der Steuerzähler
20 noch einen Rcstz.-;hlerstand von "2" aufweist, und daher der Wechselstrom motor
26 noch eine geringe Leistung abgibt. Mit dem Erfassen der zugehörigen Marke durch
den zweiten Abtastkopf 2 wird die mechanische Bremse 28 betätigt, die den Motor
gegen seine geringfügige Leistung abbremst; was in Fig 2a durch die beiden dicht
nebeneinander liegenden vertikalen Kurvenverläufe der Sattelgeschwindigkeit angedeutet
ist. Die Abbremsung erfolgt somit bereits nach 28 mm und nicht erst nach 30 mm und
wenn die Bremsung erfolgt ist, wird der Restzählerstand des Steuerzählers 20 von
2 gelöscht und der Steuerzähler auf den jeweiligen neuen Zählerstand gesetzt Es
wurde weiter oben bereits erwähnt, daß bei der Erfindung.handelsübliche Wechsel-
oder Drehstrommotoren verwendet werden können, die nicht mit zusätzlichen Wicklungen
ausgestattet
sind. Weiterhin können auch die entsprechenden Schütze
für die Umschaltung auf die beiden diskreten Geschwindigkeiten wegfallen. Das bedeutet
gleichzeitig auch, daß die durch die Schütze verursachte erhebliche Funkenbildung
nicht mehr auftritt, so daß die Entstörung der elektronischen Baugruppen bzw. der
Steuerung geringere Schwierigkeiten bereitet.
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Nachfolgend seien noch einige Hinweise zum Aufbau der dargestellten
elektronischen Bauelemente gegeben. Der Signalspeicher 8 und der Eingangszähler
10 können beispielsweise durch die bekannten Bausteine SN 74 LS 192 realisiert werden.
Für den Distal-.zspeicher 14 wird ein RAM-Speicher verwendete eiterhin ist der Impulsgenerator
18 in üblicher Weise durch einen Multivibratcr gebildet. Für den Steuerzähler 20
können ebenfalls handelsübliche Zählerbausteine verwendet werden, während der Digital/
Analog-Wandler 22 in bekannter Weise diskret aufgebaut sein kann.
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Ggfs. kann dem Digital/Analog-Wandler 22 noch ein Operationsverstärker
(z.B. TAA 861) nachgeschaltet sein Als Phasenanschnittsteuerung 24 kann der bekannte
Baustein TCA 280 (Valvo) verwendet werden.
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L e e r s e i t e