DE3002490A1

DE3002490A1 - Verfahren und geraet zur steuerung der geschwindigkeit eines abschneidemessers

Info

Publication number: DE3002490A1
Application number: DE19803002490
Authority: DE
Inventors: Robert H Craemer
Original assignee: Molins Machine Co Inc
Current assignee: Molins Machine Co Inc
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1980-07-31
Also published as: GB2049227A; JPS55101311A; GB2049227B

Description

Verfahren und Gerät zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Abschneidemessers

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Abschneidemessers.

Die" vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Abschneidesteuerung mit Direktantrieb.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und Gerät zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Rotationsmessers, das Abschnitte bestimmter Länge von einer bewegten Materialbahn oder Papierbahn abschneidet.

Bisher wurde die Geschwindigkeit eines Rotations-Schneidemessers in Abhängigkeit von Geschwindigkeits- und Positions-Fehlersignalen gesteuert. Zu Beginn des Schneidezyklus sank die Geschwindigkeit des Rotationsmessers auf einen vorgewählten verringerten Wert. Solange das Rotationsmesser auf der verringerten Geschwindigkeit lief, bewegte sich die Papierbahn weiterhin mit ihrer Anfangsgeschwindigkeit, und das Positionsfehlersignal sank allmählich auf Null. Das Positionsfehlersignal wurde ermittelt aus einer Zählung der Geschwindigkeitspulse des Messer«, der Geschwindigkeitspulse der Papierbahn und einer vorgewählten Zählung, die die Differenz zwischen der gewünschten Länge des von der Papierbahn abgeschnittenen Blattes und dem Umfang des Messers darstellte. Wenn das Positionsfehlersignal auf Null abgefallen war₅ stieg die Geschwindigkeit des Rotationsmessers vom verringerten Wert auf die Anfangsgeschwindigkeit des Messers zu Beginn des Schneidezyklus. Dies ist die Bahngeschwindigkeit oder die Geschwindigkeit des bewegten Papiers. Beim Ansteigen der Messergeschwindigkeit auf den Wert der Bahngeschwindigkeit ging das Positionsfehlersignal durch nominal Null und kehrte

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dann sein Vorzeichen um. Der Positionsfehler nahm zu, so daß es notwendig wurde, die Antriebsgeschwindigkeit des Messers über die Bahngeschwindigkeit hinaus zu erhöhen und dann auf die Bahngeschwindigkeit zurückzuführen, um das Positionsfehlersignal a.uf Null zu bringen.

Am Ende des Schneidezyklus war die Kessergeschwindigkeit angenähert gleich der Bahngeschwindigkeit, so daß das Messer die bewegte Bahn schneiden konnte. Da jedoch die Messergeschwindigkeit auf mehr als die Bahngeschwindigkeit gebracht werden mußte, um das Positionsfehlersignal abzugleichen, erreichte das Messer die Bahngeschwindigkeit erst gegen Ende dee Schneidezyklus, so daß nicht genügend Zeit blieb, um die Bahngeschwindigvor dem Schneiden der Papierbahn zu stabilisieren. Daher war das Positionsfehlersignal am Ende des Zyklus in irklichkeit nicht vollständig abgeglichen. Jedes Restfehlersignal würde jedoch eine Ungenauigkeit beim Schneiden der Papierbahn verursachen und somit ein Papierblatt erzeugen, das von der ROrmlänge abweicht.

Die vorliegende Erfindung behebt die Schwierigkeiten der bisherigen Abschneidesteuerungen, etwa das oben beschriebene Beispiel, indem das Positionsfehlersignal während eines Teils des Schneidezyklus unberücksichtigt bleibt und indem die Geschwindigkeit des Rotationsmessers auf Bahngeschwindigkeit erhöht wird, wenn eine Zählung der Papierge3chwindigkeitspulse einem bestimmten Bruchteil der gewünschten Länge des von der Papierbahn abzuschneidenden Blattes entspricht. Vorzugsweise liegt der Punkt, bei dem die Messergeschwindigkeit auf die Bahngeschwindigkeit erhöht wird, angenähert in der Mitte des Schneidezyklus. Bei diesem Punkt ist das Positionsfehlersignal nicht notwendigerweise Null. Hierdurch bleibt der Abschneidesteuerung genügend Zeit, um das Messer vor. dem Ende des Schneidezyklus auf

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Bahngeschwindigkeit zu stabilisieren. Hierdurch ist eine höhere Genauigkeit der Länge des von der bewegten Papierbahn abgeschnittenen Blattes gewährleistet.

Zusammenfassung: Etwa zu Beginn des Schneidezyklus beginnt die Geschwindigkeit des Rotationsmessers auf einen vorgewählten geringeren Wert abzusinken. Die Messergeschwindigkeit wird auf der verringerten Geschwindigkeit so lange gehalten, bis eine Zählung der Papiergeschwindigkeitspulse gleich einem bestimmten Bruchteil der gewünschten Länge des von der Papierbahn abzuschneidenden Papierblattes ist. An diesem Punkt beginnt die Messergeschwindigkeit bis zu der Geschwindigkeit anzusteigen, die das Messer zu Beginn des Schneidezyklus hatte. Wenn das Messer die letztere Geschwindigkeit erreicht hat, wird das Messer gemäß der Papiergeschwindigkeit und gemäß einem Positionsfehlersignal gesteuert, das abgeleitet wird aus einer vorgewählten Zählung, die die Differenz zwischen der gewünschten Länge des von der Papierbahn abzuschneidenden Blattes und des Umfangs des Rotationsmessers darstellt, sowie aus den Papiergeschwindigkeitspulsen und den Messergeschwindigkeitspulsen.

Allgemeine Zusammenfassung der Erfindung? Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Rotationsschneidemessers, das Abschnitte bestimmter Länge von einer bewegten Materialbahn abschneidet. Etwa zu Beginn eines Schneidezyklus sinkt die Geschwindigkeit des Rotationsmessers auf einen bestimmten reduzierten Wert ab. Pulse zur Kennzeichnung der Geschwindigkeit der bewegten Materialbahn und der Geschwindigkeit des Rotationsmessers werden separat gezählt. Die Geschwindigkeit der bewegten Materialbahn wird als konstant angenommen. Ungefähr zum Zeitpunkt, zu dem die Zählung der Geschwindigkeitspulse der Materialbahn gleich einem vorgewählten Bruchteil

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der länge des von der Materialbahn abzuschneidenden Abschnittes ist, beginnt die Geschwindigkeit des Rotationsinessers auf die Anfangsgeschwindigkeit des Messers zu Beginn des Schneidezyklus anzusteigen. Wenn das Rotationsmesser die letztere Geschwindigkeit erreicht hat, wird die Geschwindigkeit des Rotationsmessers gemäß der Bahngeschwindigkeit und gemäß einem Positionsfehlersignal gesteuert. Das Positxonsfehlersignal wird aus einer vorgewählten Zählung abgeleitet. Die vorgewählte Zählung selbst basiert auf der Differenz zwischen der gewünschten länge des von der Bahn abzuschneidenden Abschnittes und dem Umfang des Rotationsmessers. Die vorgewählte Zählung wird durch die pulse der Messergeschwindigkeit erhöht oder erniedrigt, entsprechend dem Verhältnis zwischen der gewünschten Länge des abzuschneidenden Abschnittes und dem Umfang des Messers.

Ss folgt nun eine Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen:

Figur 1 ist ein Blockdiagramm einer konventionellen Abschneidesteuerung mit Direktantrieb.

Figur 2A und 2B sind Kurvendiagramme der Geschwindigkeits- und Positionskurven für die konventionelle Abschneidesteuerung aus Figur 1.

Figur 3 ist ein Blockdiagramm der Abschneidesteuerung mit Direktantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 4A und 4B sind Kurvendiagramme der Geschwindigkeits- und Positionskurven der Abschneidesteuerung mit Direktantrieb, wie sie in Figur 3 gezeigt ist.

Figur 5 ist ein Diagramm der Mikroprozessor-Ausgangspulse und der Flipflop-Zustände während eines Schneidezyklus.

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In den Zeichnungen sind für gleiche üllemente die gleichen Bezugsziffern verwendet worden. Figur 1 zeigt eine konventionelle Abschneidesteuerung 10 mit Direktantrieb zur Steuerung der Geschwindigkeit zweier Rotationsschneidemesser 12 und in einer Falzmaschine (corrugator). Die Messer 12 und 14 trennen wiederholt eine Materialbahn oder Papierbahn 16 in Abschnitte vorgewählter oder gewünschter Länge. Die Messer 12 und 14 werden durch einen Gleichstrommotor 20 und eine Getriebeuntersetzung 22 angetrieben. Win Pulsgeschwindigkeitsmesser 24 ist mechanisch mit dem Antrieb jedes Messers gekoppelt. Der Geschwindigkeitsmesser 24 erzeugt eine Pulsfolge mit einer Wiederholfrequenz, die mit der Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 variiert.

Ein Meßrad 26 befindet sich entlang der Papierbahn vor den Messern 12 und 14. Das Meßrad 26 rollt auf der Oberfläche der bewegten Ba.hn 16 ab. Ein Pulsgeschwindigkeitsmesser 28 ist mit diesem Meßrad 26 verbinden. Der Geschwindigkeitsmesser 28 erzeugt eine Pulsfolge mit einer Wiederholfrequenz, die mit der Geschwindigkeit der Papierbahn 16 variiert. Die Geschwindigkeit der bewegten Bahn wird als konstant angenommen.

Die Wiederholfrequenzen der Pulsfolge am Ausgang der Tachometer 24 und 28 werden von D/A-Wandlern 30 und 32 abgetastet. Die Anzahl der Pulse . von den Tachometern 24 und 28 für die Messer 12 und 14 bzw. für die Papierbahn 16 - gemessen pro Zoll Weglänge - sind voraussetzungsgemäß gleich. Eine entsprechende Maßstabsschaltung (nicht dargestellt) kann für diesen Zweck vorgesehen sein. Die D/A-Wandler 30 und 32 erzeugen Analogsignale gemäß den Wiederholfrequenzen der Ausgänge der Tachometer 24 und 28. Dementsprechend zeigen die Ausgänge der D/A-Wandler 30 und 32 die tatsächlichen Geschwindigkeiten der Messer 12 und 14 und der bewegten Bahn

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16 an. Die Geschwindigkeiten der Messer 12 und 14 sind gleich.

Die Ausgänge der D/A-Wandler 30 und 32 werden durch eine analoge Differenzschaltung 34 zusammengefaßt. Die analoge Differenzschaltung 34 tastet die Differenz zwischen den Analogausgängen der D/A-Wandler 30 und 32 ab (die Differenz zwischen Papiergeschwindigkeit und Messergeschwindigkeit) und erzeugt ein Analogsignal, das diese Differnz am Eingang eines Geschwindigkeitsreglers 36 darstellt. Der Geschwindigkeitsregler 36 betreibt eine SCR-Spannungsversorgung 38, die den Strom zum Motor 20 steuert.

Der Ausgang eines D/A-Wandlers 40 der sich in einer Positionssteuerschaltung 42 befindet, wird zur Differenz zwischen den Ausgängen der D/A-Wandler 30 und 32 hinzuaddiert. Die Positionssteuerung 42 enthält typischerweise eine Verriegelung und einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 46. Die Verriegelung und der Zähler sind Mehr-Bit-Ein/Ausgabegeräte. Die Mehr-Bit-Singaben zur Verriegelung 44 werden von einem Rädereinstellwerk TW geliefert, das sich auf einem Hauptbedienungspult 48 befindet. Das Rädereinstellwerk TW wird vom Bediener auf die gewünschte Länge des von den Messern 12 und 14 von der Papierbahn 16 abzuschneidenden Blattes eingestellt. Zu Beginn eines Schneidezyklus werden die Räderschaltwerk-Signalausgaben über die Verriegelung 44 an den Zähler 46 angelegt, um ihn auf eine vorgewählte Zählung einzustellen. Die Positionssteuerschaltung 42 enthält eine Digitale Maßstabsschaltung, die jedoch in Figur 1 nicht dargestellt ist und die die Ausgaben des Rädereinstellwerks in eine Zahl umwandelt, die die Zahl der Pulse des Tachometers 28 darstellt, die die gewünschte Papierlänge bilden. Außerdem enthält die Schaltung 42 Schaltungen, wodurch die Ausgaben des Rädereinstellwerks um einen Betrag versetzt werden, der dem Umfang des Messers

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entspricht. Demzufolge wird der Zähler 46 auf eine Zählung gesetzt, die der Differenz zwischen der gewünschten Blattlänge und dem Umfang-des Messers 12 entspricht.

Die gewünschte Zählung stellt das Fehlersignal für die Position oder Blattlänge dar, die erzielt würde, wenn die Messer 12 und 14 mit der Geschwindigkeit der bewegten Bahn 16 während des vollen Abschneidezyklus bewegt wurden. Die Pulsausgaben der Tachometer 28 und 24 erhöhen oder erniedrigen die vorgegebene Zählung im Zähler 46, und zwar abhängig davon, ob die gewünschte Blattlänge größer oder kleiner als der Umfang des Messers 12 ist Der Ausgang des Zählers 46 stellt daher während des gesamten Schneidzyklus den Positionsfehler oder Blattlängenfehler dar.

Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß die Geschwindigkeit der bewegten Papierbahn 16 konstant ist. Demzufolge ist die G-eschwindigkeit, mit der der Geschwindigkeitsmesser 28 die Bahngeschwindigkeitspulse erzeugt, konstant. Die Messer-Geschwindigkeitspulse, die das Tachometer 24 erzeugt, werden jedoch mit sich ändernder Geschwindigkeit erzeugt, und zwar von der tatsächlichen gesteuerten Geschwindigkeit der Messer 12 und 14· Wenn die gewünschte Papierlänge größer als der Umfang des Messers 12 ist,muß die mittlere Geschwindigkeit des Messers während des Schneidezyklus geringer sein als die Geschwindigkeit des bewegten Papierbahn 16. Die Anzahl der vom Tachometer 24 erzeugten Messergeschwindigkeitspulse muß kleiner sein als die Anzahl der vom Tachometer 28 erzeugten Papier-Geschwindigkeitspulse, und zwar um die Höhe der vorgegebenen Zählung zum Abgleich auf Null in der vorgegebenen Zählung, d.h. für den Nullabgleich des vorgegebenen Positionsfehlers. Wenn andererseits die gewünschte Blattlänge kleiner als der Umfang des Messers 12 ist, muß die Anzahl der Messer-Geschwindigkeitspulse größer sein als die Anzahl der Papierbahnpulse,

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und zwar um die im Zähler vorgegebene Zählung, um das vorgegebene Positionsfehlersignal auf Null abzugleichen. Der Zähler 46 zeigt daher dauernd eine Zählung der Messergeschwindigkeitspulse und der Bahngeschwindigkeitspulse.

Am inde des Schneidezyklus trennen die l'esser 12 und 14 die bewegte Papierbahn 16 und erzeugen ein Blatt der gewünschten Länge, die durch das Haderschaltwerk TW eingestellt wurde. Für diesen Schnitt wird die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 am dnde des Schneidezyklus mit der Geschwindigkeit der Papierbahn 16 synchronisiert. Während des Schneidezyklus wird die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 durch den Geschwindigkeitsregelkreis 36 gemäß dem Rückkopplungssignal bestimmt, das die analoge Differenzschaltung 34 liefert. Eine typische Geschwindigkeits/Zeit-Kurve der Messer 12 und 14 ist in Figur 2A dargestellt, und zwar für den Fall einer gewünschten Papierlänge von 80 Zoll (200 cm) und einem Fesserumfang von 40 Zoll (1CO cm). Die Geschwindigkeit der bewegten Papierbahn ist durch die waagerechte Linie B während des Schneidezyklus gekennzeichnet. Zu Beginn bei der Zeit O (am Anfang des Schneidezyklus) sinkt die Geschwindigkeit der Messer von der Papiergeschwindigkeit W auf eine vorgewählte niedrigere Geschwindigkeit R ab, die als Full definiert wird.

Die vorgewählte Zählung oder der Positionsfehler, der im Zähler 46 zu Beginn des Schneidezyklus vorgegeben wird, ist durch die waagerechte Linie C aus Figur 2B angegeben. Die vorgegebene Zählung soll einen Wert P haben. Die Kurve D stellt den vorgegebenen Wert P dar, erhöht um die Geschwindigkeit des Messers. Die Kurve 3 stellt die Zählung der Papiergeschwindigkeitspulse dar. Die Differenz zwischen den Werten der Kurve D und S über den gesamten Schneidezyklus bildet das Positionsfehlersignal, das durch den D/A-Wandler 40 in der Positionssteuerschaltung 42 erzeugt wird,und ist mit dem Buchstaben F gekennzeichnet.

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Während die Geschwindigkeit der Kesser 12 und 14 auf den vorgegebenen geringeren V/ert H reduziert wird (Figur 2A), ist der Positionsfehler P relativ hoch und nimmt allmählich ab. Die Geschwindigkeit der Kesser 12 und 14 wird auf dem niedrigen W„rt H gehalten, "bis die Kurven D und si sich überschneiden. "Dieses, tritt zum Zeitpunkt TO nach der halben Zeit T/2 des Schneidezyklus auf» An diesem Punkt ist das Positionsfehlersignal P Null,und die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 wird allmählich durch die Geschwindigkeit der Reglerschaltung 36 erhöht, um die Geschwindigkeit der Messer an die Papiergeschwindigkeit W anzugleichen, wenn das Papier zur Zeit T geschnitten wird (am Ende des Schneidezyklus).

Während die Geschwindigkeit der Messer vom vorgewählten niedrigen Wert.R auf die Papiergeschwindigkeit W ansteigt, läuft das Positionsfehlersignal P zur Zeit TO durch nominal Null und kehrt sein Vorzeichen um. Zur Zeit T1 erreicht die Geschwindigkeit der Messer die Papiergeschwindigkeit W, aber das Positionsfehlersignal P ist beträchtlich. wohl die Geschwindigkeit der Fesser die Papiergeschwindigkeit W zum Zeitpunkt T1 erreichen kann, sind die Messer erst dann stabilisiert auf der Geschwindigkeit W, wenn das Positionsfehlersignal P vollständig Null ist. Um das Positionsfehlersignal P zwischen den Zeiten ^Φ1 und ™ auszugleichen, muß die Geschwindigkeit der Messer kurzzeitig über die Papiergeschwindigkeit W hinaus erhöht werden und dann zur Zeit T auf Papiergeschwindigkeit zurückgesetzt werden (am Snde des Senneidezyklus). Das Positionsfehlersignal P könnte am Ende des Schneidezyklus noch nicht völlig abgeglichen sein, so daß die Messer noch nicht auf der Papiergeschwindigkeit stabilisiert sind und ein Positionsfehler von nominal Null herrscht, ehe zur Zeit T geschnitten wird. Demzufolge kann die Länge des von den Messern abgeschnittenen Papierblattes von der gewünschten und am Räderwerk eingestellten Länge abweichen.

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Um die Ungenauigkeit beim Schneiden minimal klein zu halten, können die Steuerschaltungsparameter (Verstärkung, Proportionarbereich, Vorhaltnetzwerk-Zeitkonstanten, etc.) so "abgestimmt" werden, daß der Geschwindigkeitsregler 36 (und die Messer 12 und H) einen stabilen Zustand erreichen, und zwar so nahe wie möglich am rind« des Schneidezyklus. Es zeigte sich jedoch, daß alle Versuche, die Steuerung 10 so abzustimmen, daß am Ende des Schneidezyklus ein stabiler Betriebszustand erreicht wird, und zwar für möglichst viele Kombinationen von Papiergeschwindigkeit und gewünschten Papierlängen, unbefriedigende Ergebnisse liefern und keine genügend genauen Papierlängen ermöglichen.

Die Abschneidesteuerung mit "Direktantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Figur 3 gezeigt und allgemein mit der Bezugsziffer 52 bezeichnet. Entsprechende Elemente in der Abschneidesteuerung aus Figur 1 und 3 sind mit den gleichen Ziffern 12-48 bezeichnet. Die Abschneidesteuerung mit Direktantrieb 52 gewährleistet, daß die Messer 12 und 14 bei der

Papiergeschwindigkeit W rechtzeitig vor dem Ende des Schneidezyklus τ stabilisiert sind. Demzufolge wird das bewegte Papier 16 am Ende des Schneidezyklus unter stabilen Bedingungen getrennt, wodurch gleichbleibende genaue Papierlängen erzeugt werden. Wie noch näher erläutert wird, wird das dadurch erreicht, daß man die G-eschwindigkeit der Messer 12 und 14 von der vorgewählten verringerten Geschwindigkeit R auf die Papiergeschwindigkeit ungefähr in der Mitte des Schneidezyklus erhöht.

Die Reihenfolge der Betriebszustände der Schneidesteuerung 52 ist durch einen programmierten Mikroprozessor 54 festgelegt. Für die Beschreibung der Arbeitsweise der Abschneidesteuerung 52 aus Figur 3 wird auf die Folge von Mikroprozessor-Ausgangssignalen in Figur 5 hingewiesen.

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Zu Beginn des Schneidezyklus (Zeit O) oder aber kurz danach erzeugt der Mikroprozessor einen ST-PuIs. D_er ST-PuIs setzt ein Flipflop 56, das seinerseits ein Flipflop 58 setzt. Wenn das Flipflop 56 gesetzt wird, schaltet das Flipflop einen Analogschalter 60 aus. Das Gatter 60 verhindert daher, daß der Analogausgang vom D/A-Wandler 32 die analoge Differenzschal tung 34 erreicht. Dieses entfernt da.s Papiergeschwindigkeitsbezugssignal aus der Bezugsschaltung. Gleichzeitig schaltet das Flipflop 56 einen Analogschalter 62 ein. Der Analogschalter 62 überträgt den Analogausgang eines D/A-Wandlers a.n die Differenzschaltung 34. Der Ausgang des DA-Wandlers 64 ist die analoge äntsprechung des digitalen CSR-Signals, das der Mikroprozessor 54 erzeugt. Das CSR-Signal stellt di·? vorgewählte reduzierte Geschwindigkeit R dar, auf die die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 gebracht werden muß. 3s kann gezeigt werdon, daß die reduzierte Geschwindigkeit R gleich der doppelten mittleren Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 während des Schnei de zyklus minus der Papiergeschwindigkeit W ist. Die mittlere Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 ist gegeben durch die Gleichung;

Mittlere Geschwindigkeit = (Umfang des I/essers 12^ gewünschte Blattlänge) χ W

In Figur 4A und 4B sind die charakteristischen Geschwindigkeits- und Positionskurven für die Abschneidesteuerung 52 gezeigt, und zwar für den Fall einer Papierlänge von 80 Zoll und einem Messerumfang von 40 Zoll. Die reduzierte Geschwindigkeit R ist deshalb in Figur 4A Null.

Da der Analogschalter 62 angeschaltet wird, wenn der St-PuIs erzeugt wird, wird die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 entsprechend dem Ausgang des D/A-Wandlers 64 gesteuert, d.h.

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entsprechend dem CSR-Signal. Demgemäß wird die Geschwindigkeit der Fesser 12 und 14 allmählich auf die reduzierte Geschwindigkeit R verringert (in diesem Spezialfall Null). Während dieser Zeit wird das Flipflop 58 gesetzt und hält den Schalter 66 offen.

Sobald die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 die reduzierte Geschwindigkeit R erreicht hat, wird die Geschwindigkeit auf

diesem reduzierten Wert gehalten, bis die Mitte T/2 des Schneidezyklus erreicht ist.

Tn der ii^tte des Schnei de zyklus erreicht die Zählung der Papiergeschwindigkeitspulse (Kurve S) den Wert von der Hälfte der gewünschten Blattlänge oder TW/2. Der Mikroprozessor 54 zählt die Papiergeschwindigkeitspulse, die das Tachometer 28 erzeugt, wenn der ST-PuIs zu Beginn des Schneidezyklus erzeugt wird. Wenn die Zählung den Wert TW/2 erreicht, erzeugt der Mikroprozessor ein Null-Überschneidungssignal ZC.Das Null-Übersohneidungssignal ZC ist ein Puls, der das Flipflop 56 rücksetzt, während das Flipflop 58 gesetzt bleibt. Im rückgesetzten Zustand schaltet das Flipflop 56 den Analogschalter 62 aus und schaltet gleichzeitig den Analogschalter 6C an. Der Analogschalter 60 überträgt den Ausgang des D/A-Wandlers 32 an die analoge Differenzschaltung 34· Auf diese Weise werden die Papiergeschwindigkeitspulse zum Geschwindigkeits-Bezugssignal für den Geschwindigkeitsregler 36, und die Geschwindigkeit der besser 12 und 14 wird allmählich auf die Papiergeschwindigkeit W erhöht.

Wenn die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 die Papiergeschwindigkeit W zur Zeit ?1 erreicht, tastet der Mikroprozessor 54 diesen Zustand ab und erzeugt ein Geschwindigkeitssynchronisierungssignal SS. Das Geschwindigkeits-Synchronisierungssignal SS ist ein Puls zur Zeit T1, wie Figur 5 zeigt.

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Das SS-Signal wird durch, ein UND-Gatter 68 durchgelassen und setzt den Eingang des Flipflops 58 zurück. Das Flipflop 58 wird also rückgesetzt und schaltet den Analogsehalter 66 an. Der Analogschalter 66 überträgt das Positionsfehlersignal P3 an die analoge"Differenzschaltung 34. Demgemäß wird die Geschwindigkeit der Messer nun entsprechend den Papiergeschwindigkeitspulsen und dem Positionsfehlersignal Pu gesteuert.

Der Mikroprozessor 54 errechnet die vorgewählte Zählung oder den Positionsfehler P₉ der auf der Differenz zwischen der Einstellung am Badereinsteilwerk TW und dem Umfang des Messers 12 beruht. Der Mikroprozessor erhöht die vorgewählte Zählung P um die Anzahl der Messergeschwindigkeitspulse (für gewünschte Blattlänge größer als Messerumfang) und subtrahiert die Pulse der Papiergeschwindigkeit, um das Positionsfehlersignal PS zu erhalten. Sin D/A-Wandler 70 wandelt das PS-Signal in ein Analogsignal um, das durch den Analogsehalter 66 zur analogen Differenzschaltung 34 übertragen wird. Der analoge Ausgang des D/A -Wandler β 70 ist durch den Buchstaben P in. Figur 4B gekennzeichnet. Der Positionsfehler sinkt allmählich bei der Annäherung an den Mittelpunkt T/2 des Schneidezyklus. Der Positionsfshlar wird jedoch nicht am Mittelpunkt des Schneidezyklus abgeglichen.

Wenn die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 erneut rnit der Papiergeschwindigkeit W zur Zeit T1 übereinstimmt, ist der Positionsfehler Null oder sehr nahe Mull. Wie schon erwähnt wurde, wird das Positionsfehlersignal zur Zeit T1 durch den Analogschalter 66 zur analogen Differenzschaltung 34 übertragen, um einen etwa vorhandenen "Rest-Positionsfehler vollständig abzugleichen, während die Messer 12 und 14 sich auf der Papiergeschwindigkeit stabilisieren. Demgemäß stabilisieren aich die Messer 12 und 14 bei der Papiergeschwindigkeit V/ mit einem

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Positionsfehler von Null rechtzeitig vor dem Andes des Schneidezyklus ^φ.

Obwohl in dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Mittelpunkt ^φ/2 des Schneidezyklus als Punkt TO gewählt wurde, bei dem die Geschwindigkeit der Messer 12 und 14 in Richtung auf die Papiergeschwindigkeit W abgeglichen wird, sollte ersichtlich sein, daß die Angleichung der Geschwindigkeit der Fesser an die Papiergeschwindigkeit auch an anderen Punkten als bei TO des Schneidezyklus beginnen kann, die nicht genau mit dem Mittelpunkt T/2 zusammenfallen. Der Mikroprozessor 54 könnte also so programmiert werden, daß ein Null-Überschneidungssignal ZG erzeugt, wenn die Zählung der Papiergeschwindigkeitspulse (Kurve 3) einen anderen Wert als die Hälfte der gewünschten Blattlänge erreicht, die durch das Räder einstellwerk TV/ eingestellt wurde. Dar bestimmte Bruchteil der gewünschten Blattlänge, den die Zählung der Messergeschwindigkeitspulse erreichen muß, um die Geschwindigkeit der Messer an die Papiergeschwindigkeit W zur Zeit TO angleichen zu können, würde so gewählt, daß gewährleistet ist, daß sich die Messer auf der Papier— geschwindigkeit mit einem Positionsfehler von Null rechtzeitig vor dem finde des Schneidezyklus stabilisieren können. Wenn beispielsweise ein Wert von 5 T'vV/8 anstelle von TW/2 gewählt würde, ergäbe sich dadurch eine Verschiebung des Punktes T1 vom Mittelpunkt T2 des Abschneidezyklus nach rechts, wobei trotzdem eine Stabilisierung der Messer auf der Papiergeschwindigkeit zum Zeitpunkt T1 rechtzeitig vor dem linde des Abschneidezyklus gewährleistet wäre.

In der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels wurde angenommen, daß die Abfall- und Anstiegsflanken der Kurve A'gleich groß sind aber umgekehrtes Vorzeichen haben.

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Wenn die Planken nicht gleich groß sind, ergibt sich ein Restpositionsfehler zur Zeit ^Φ1. Dieser Restpositionsfehler kann jedoch bequem durch die Steuerung 52 rechtzeitig vor dein Ende des Abschneidezyklus abgeglichen werden, so daß die Messer 12 und 14 auf der Papiergeschwindigkeit W am linde des Abschneidezyklus stabilisiert sind.

Außerdem sei erwähnt, daß, obwohl die Erfindung mit Bezug auf zwei Abschneidemesser 12 und 14 beschrieben wurde, ebenso gut die Geschwindigkeit eines einzigen Rotations-Abschneidemessers gesteuert werden könnte, das mit einem festen oder stationären Amboß verbunden ist.

Zum Schluß sollte erwähnt werden, daß die gestrichelte Linie TW/2 und die Linie P auf verschiedenen Ordinaten in Figur 4B gezeigt wurden, um die allgemeine Beziehung zwischen den Linien zu zeigen, daß aber für den Spezialfall einer gewünschten Blattlänge von 80 Zoll und einem Messerumfang von 40 Zoll beide Linien zusmramenfallen würden, weil TW/2 (80 Zoll/40 Zoll) = 40 Zoll und die vorgegebene Zählung P 80 Zoll - 40 Zoll) ebenfalls = 40 Zoll wären.

Obwohl im vorstehenden eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß auch Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, soweit sie in den Bereich der Srfindung fallen.

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Leerseite

Claims

Verfahren und Gerät zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Abschneidemessers PATENTANSPRÜCHE

1.) Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit von wenigstens

nem Abschneidemesser während eines Abschneidezyklus, um wenigstens einen Abschnitt vorgegebener Länge von einer bewegten Materialbahn abzuschneiden, einschließlich Reduzierung der Geschwindigkeit des Fessers von einer ersten Geschwindigkeit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch; Abtasten eines vorgegebenen Punktes des Abschneidezyklus;

Zurückführen der Geschwindigkeit dee Fessers von der vorgegebenen reduzierten Geschwindigkeit auf die erste Geschwinsigkeit, nachdem der vorgewählte Punkt des Abachneidezyklus abgetastet wurde;

Erzeugen eines Positions-Fehlersignals, das von der Geschwindigkeit des Messers, der Geschwindigkeit der Materialbahn und der vorgewählten Länge des von der Materialbahn abzuschneidenden Abschnittes und von dem umfang des Messers abhängt;

und Steuerung der Geschwindigkeit des Messers gemäß dem Positions-Pehlersignal, nachdem die Geschwindigkeit des Messers die erste Geschwindigkeit erreicht hat.

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Bayerische Vereinsbank München, Kto.-Nr. 882 495 PLZ 700 202 70) · Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/080 50 PLZ 700 70010)

Postscheckamt München, Kto.-Nr. 1633 97- 802 PLZ 700100 80)

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewählte reduzierte Geschwindigkeit des Messers gleich der doppelten mittleren Geschwindigkeit des Messers während eines Schneidezyklus minus der Geschwindigkeit der Materialbahn ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt zum Erzeugen eines Positions-Fehlersignals das Erzeugen einer vorgewählten Zählung umfaßt, die die Differenz zwischen der gewünschten Länge des von der Materialbahn abzuschneidenden Abschnittes und dem Umfang des Messers kennzeichnet, sowie Srzeugen von mehreren Materialbahn-Pulsen, die die Geschwindigkeit der Materialbahn kennzeichnen, Zählen der Materialbahn-Geschwindigkeitspulse, Erzeugen von mehreren Messergeschwindigkeitspulsen, die die Geschwindigkeit des Messers kennzeichnen, Zählen der Messergeschwindigkeits-Pulse und variieren der vorgegebenen Zählung durch die Zählung der Messergeschwindigkeits-Pulse und die Zählung der Materialbahn-Geschwindigkeitspulse.

4. Gerät zur Steuerung der Geschwindigkeit von mindestens

einem Rotations-Abschneidemesser (12, 14) während eines Abschneidezyklus, um wenigstens einen Abschnitt vorgegebener Länge von einer bewegten Materialbahn (16) gemäß dem Verfahren aus Anspruch 1 abzuschneiden, mit Vorrichtungen (28) zum Erzeugen zahlreicher Materialbahn-Geschwindigkeitspulse, die die Geschwindigkeit der bewegten Materialbahn kennzeichnen, Vorrichtungen (24) zum Erzeugen von Messergeschwindigkeitspulsen, die di· Geschwindigkeit des Messers kennzeichnen, Vorrichtungen (54) zum Zählen der Materialbahn-Geschwindigkeitspulse ; Vorichtungen (54) zum Zählen der Messergeschwindigkeitspulse und Vorrichtungen zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Messers von einer ersten Geschwindigkeit auf eine vorgewählte reduzierte Geschwindigkeit, gekennzeichnet durchs

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Vorrichtungen zum Abtasten, wann die Zählung der Bahngeschwindigkeitspulse einen Wert erreicht, der ein vorgewählter Bruchteil der gewünschten Länge des von der Materialbahn abzuschneidenden Abschnittes ist;

Vorrichtungen zur Rückführung der Geschwindigkeit des Messers auf die erste Geschwindigkeit von der vorgegebenen reduzierten Geschwindigkeit, nachdem abgetastet wurde, daß die Zählung der Materialbahn-Geschwindigkeitspulse den erwähnten Wert erreicht hat;

Vorrichtungen zum Erzeugen eines Positionsfehlersignals, das auf der vorgewählten Länge des von der Materialbahn abzuschneidenden Abschnittes, von dem Umfang des Messers und von den Materialbahn-Geschwindigkeitspulsen sowie den Messergeschwindigkeitspulsen abhängt; und

Vorrichtungen zur Steuerung der Geschwindigkeit des Messers gemäß dem Positionsfehlersignal, nachdem die Geschwindigkeit des Messers die erste Geschwindigkeit erreicht hat.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Wert etwa, die Hälfte der vorgewählten Länge des von der Materialbahn abzuschneidenden Abschnittes ist.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert mit dem Mittelpunkt des Abschneidezyklus übereinstimmt.

7· Gerät nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte reduzierte Wert die doppelte mittlere Geschwindigkeit des Messers während eines Schneidezyklus minus der Materialbahn-Geschwindigkeit ist.

8. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen eines Positions-Fehlersignals Vorrichtungen enthält, um eine vorgewählte Zählung zu erzeugen, die die Differenz zwischen der gewünschten Länge des von der bewegten

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ftTaterialbahn abzuschneidenden Abschnittes und dem Umfang des Messers kennzeichnet, und Vorrichtungen, um die vorgewählte Zählung entsprechend den ftlessergeschwindigkeitspulsen und den JKaterialbahn-G-eschwindigkeitspulsen, variieren zu können.

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