DE3225729C2 - Device for rotating a swiveling machine element between two locking positions - Google Patents

Device for rotating a swiveling machine element between two locking positions

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DE3225729C2 DE19823225729 DE3225729A DE3225729C2 DE 3225729 C2 DE3225729 C2 DE 3225729C2 DE 19823225729 DE19823225729 DE 19823225729 DE 3225729 A DE3225729 A DE 3225729A DE 3225729 C2 DE3225729 C2 DE 3225729C2
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Abstract

Um ein schwenkbares Maschinenelement ruckfrei zwischen zwei Rastpositionen zu drehen, ist erfindungsgemäß ein Sollwert-Geber, vorzugsweise ein Funktions-Drehpotentiometer mit der Drehachse des Maschinenelements gekuppelt. Der Sollwert wird einer Regeleinheit zur Regelung des Antriebs, vorzugsweise eines Gleichstrommotors für das Maschinen ele ment zugeführt. Der Sollwert-Geber ist so ausgelegt, daß sein Sollwert-Ausgangssignal der Winkelgeschwindigkeit als Funktion des Drehwinkels gemäß einer bekannten ruckfreien Übergangskurve entspricht.In order to rotate a pivotable machine element smoothly between two detent positions, according to the invention a setpoint generator, preferably a function rotary potentiometer, is coupled to the axis of rotation of the machine element. The setpoint is fed to a control unit for controlling the drive, preferably a DC motor for the machine element. The setpoint generator is designed so that its setpoint output signal corresponds to the angular velocity as a function of the angle of rotation according to a known jerk-free transition curve.

Description

UmaxUmax

wobei Umax die maximal auftretende Spannung, T die Gesamtdauer der Drehbewegung und 1 die Umkehrfunktion /(i?)der Übergangskurve ist.where Umax is the maximum voltage that occurs, T is the total duration of the rotary movement and 1 is the inverse function / (i?) of the transition curve.

3535

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen eines schwenkbaren Maschinenelements zwischen zwei Rastposilionen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.The invention relates to a device for rotating a pivotable machine element between two Rastposilionen according to the preamble of the claim I.

Im Maschinenbau, insbesondere bei Werkzeugmaschinen sind häufig schwenkbare Maschinenelemente vorgesehen, die zwischen zwei Rastpositionen gedreht werden. Dies können beispielsweise Spindel- oder Werkzeugträger sein. Häufig wird die Drehbewegung über ein Malteser-Getriebe bewirkt. Bei diesem Antrieb irtii ein Beschleunigungssprung auf, der einen unerwünschten Ruck verursacht.In mechanical engineering, particularly in machine tools, there are often pivotable machine elements provided, which are rotated between two locking positions. This can, for example, spindle or Be a tool carrier. Often the rotary movement is brought about by a Maltese gear. With this drive irtii a jump in acceleration, which is an undesirable Jolt caused.

Aus der Getriebetechnik sind Übergangskurven be- »5 kannt. die einen ruckfreien Übergang ohne Beschleunigungssprünge zwischen zwei Rastpositionen ermöglichen. Bei diesen bekannten ruckfreien Übergangskurven wird der Weg, d. h. der Drehwinkel als Funktion der Zeit durch eine Gleichung 5. Grades oder durch eine bo geneigte Sinoide dargestellt.Transition curves are known from gear technology. which have a smooth transition without sudden acceleration enable between two locking positions. With these known smooth transition curves becomes the way, d. H. the angle of rotation as a function of time by an equation of the 5th degree or by a bo inclined sinoids shown.

Um diese bekannten Übertragungskurven für einen ruckfreien Drehantrieb auszunützen, ist es bekannt, den Antrieb über einen entsprechend dieser Übergangskurve gesteuert veränderbaren Kurbelradius zu bcwir- 1,5 kcn. Ebenso ist es bekannt, den Antrieb über ein Winkelschrittgetriebe entsprechend der Übergangskurve /ti steuern. Schließlich ist auch ein gemäß der ÜbergangsIn order to use these known transmission curves for a smooth rotary drive, it is known to use the Drive via a crank radius that can be changed in a controlled manner in accordance with this transition curve to bcwir- 1.5 kcn. It is also known to use an angular indexing gear for the drive steer according to the transition curve / ti. Finally, one is also according to the transition

kurve hydraulisch gesteuerter Antrieb bekannt.known curve hydraulically controlled drive.

Allen diesen bekannten Vorrichtungen haftet der Nachteil an, daß sie entweder in der mechanischen Konstruktion aufwendig und teuer sind oder einen numerisch gesteuerten Antrieb benötigen.All these known devices have the disadvantage that they are either in the mechanical construction are complex and expensive or require a numerically controlled drive.

Aus der DE-OS 25 21 532 ist bekannt, einem durch einen Elektromagneten angetriebenen schwenkbaren Maschinenelement z. B. einer Rohrpostweiche eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit zu erteilen, um den Aufprall beim Auftreffen des Maschinenelementes auf einen Anschlag am Ende seiner Schwenkbewegung zu verringern. Dazu ist der Magnetanker mechanisch mit dem Abgriff eines Potentiometers gekoppelt, der an den Eingang eines Reglers angeschlossen ist. Ober den Regler wird die an dem Elektromagneten anliegende Spannung entsprechend der Bewegung des Magnetankers beeinflußt. Diese bekannte Anordnung ermöglicht über die mechanische Rückkopplung durch das Potentiometer eine Kompensation der elektromagnetischen Antriebskraft, um eine im wesentlichen konstante Ge- »chwmdigkeii zu erreichen. Es ist mit dieser bekürmien Vorrichtung nicht möglich, ein Maschinenelement gemäß einer frei vorgebbaren ruckfreien Übergangskurve gesteuert anzutreiben.From DE-OS 25 21 532 it is known a pivotable one driven by an electromagnet Machine element z. B. a pneumatic tube switch to give a substantially constant speed to the impact when the machine element hits a stop at the end of its pivoting movement to reduce. For this purpose, the magnet armature is mechanically coupled to the tap of a potentiometer, which is connected to the input of a controller is connected. The one applied to the electromagnet is via the controller Voltage influenced according to the movement of the armature. This known arrangement enables A compensation of the electromagnetic via the mechanical feedback through the potentiometer Driving force to achieve an essentially constant speed. It is covered with this Device not possible, a machine element according to a freely specifiable jerk-free transition curve to drive controlled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit geringem Aufwand ein ruckfreies Drehen eines schwenkbaren Maschinenelementes zwischen zwei Rastpositionen ermöglicht.The invention is based on the object of creating a device that with little effort allows jerk-free rotation of a swiveling machine element between two locking positions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of the patent claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird die Drehbewegung des schwenkbaren Maschinenelcments dazu ausgenützt, einen dem jeweiligen Drehwinkel zugeordneten Sollwert für den Antrieb der Drehbewegung zu erzeugen. Der Drehantrieb des Maschinenclements wird entsprechend diesem vorgegebenen Sollwert geregelt. Der Sollwert-Geber gibt die entsprechend einer ruckfreien Übergangskurve bei der jeweiligen Winkelposition des Maschincnelements erforderliche Antriebsgröße als Sollwert für die Regelung des Antriebs vor. Dazu ist es notwendig, die bekannten Übergangskurven, die den Drehwinkel als Funktion der Zeit darstellen, umzurechnen in Antriebsgrößen als Funktion des Drehwinkels.According to the invention, the rotary movement of the pivotable machine element is used to create a to generate the setpoint assigned to the respective angle of rotation for driving the rotary movement. Of the The rotary drive of the machine element is regulated according to this specified setpoint. The setpoint generator gives the corresponding to a jerk-free transition curve at the respective angular position of the machine element required drive size as a setpoint for controlling the drive. For this it is It is necessary to convert the known transition curves that represent the angle of rotation as a function of time in drive sizes as a function of the angle of rotation.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist als Sollwert-Geber ein Funktions-Drehpotentiometer mit der Drehachse des schwenkbaren Maschinenelements gekuppelt. Für den Antrieb des '-',aschinenelements wird ein elektrischer Gleichstrommotor verwendet. Die Drehgeschwindigkeit des Gleichstrommotors und damit des Maschinenelemente wird durch die dem Gleichstrommotor zugeführtc Spannung bestimmt. Es ist damit eine einfache Regelung des Antriebs möglich. Einerseits wird nämlich durch einen mit der Welle des Gleichstrommotors gekuppelten Tachogenerator als Istwert-Geber eine der Drehgeschwindigkeit proportionale Spannung als Istwert erzeugt. Andererseits wird durch das Funktions-Drehpotentiometer ein Spannungssignal als Sollwert vorgegeben, das der entsprechend der ruckfreien Übergangskurve dem momentanen Drehwinkel zugeordnete Winkelgeschwindigkeit proportional ist.In a preferred exemplary embodiment, a function rotary potentiometer is provided as the setpoint generator coupled to the axis of rotation of the swiveling machine element. For driving the '-', aschinenelement a DC electric motor is used. The speed of rotation of the DC motor and thus of the machine element is determined by the voltage supplied to the DC motor. It is with it a simple control of the drive is possible. On the one hand is namely by one with the shaft of the DC motor coupled tachometer generator as actual value encoder one proportional to the speed of rotation Voltage generated as actual value. On the other hand, the function rotary potentiometer generates a voltage signal specified as a setpoint, which corresponds to the jerk-free transition curve of the current angle of rotation associated angular velocity is proportional.

Für die Auslegung des Funktions-Drehpotentiometers ist es notwendig, die bekannte Übergangskurve, die den Drehwinkel als Funktion der Zeit angibt, umzurechnen in eine Kurve, die die Winkelgeschwindigkeit als Funktion des Drehwinkels angibt.For the interpretation of the function rotary potentiometer it is necessary to use the known transition curve, the indicates the angle of rotation as a function of time into a curve representing the angular velocity as Specifies the function of the angle of rotation.

Von den bekannten rtickfreicn Übergangskurven haiFrom the well-known kick-free transition curves

sich für den erfindungsgemaßen Zweck die geneigte Sinoide als zweckmäßig erwiesen, da diese Kurvenform der Drehbewegung besser angepaßt ist. Der Drehwinkel φ stellt sich bei dieser Obergangskurve als Funktion der Zeit ί durch die folgende Gleichung (1) dar:the inclined sinoids have proven to be expedient for the purpose according to the invention, since this curve shape is better adapted to the rotary movement. The angle of rotation φ in this transition curve as a function of time ί is represented by the following equation (1):

2/rr2 / rr

(D potentiometers und einer einfachen Regeleinheit mit äußerst geringem Aufwand erreicht. Es sind weder aufwendige Steuerkurven noch eine NC-Steuerung notwendig. (D potentiometer and a simple control unit can be achieved with extremely little effort. Neither complex control cams nor an NC control are necessary.

wobei //der Gesamtdrehwinkel und Tdie Gesamtdauer der Drehbewegung sind. Durch Differentiation nach der Zeit ergibt sich die Winkelgeschwindigkeit ψ alswhere // is the total angle of rotation and T is the total duration of the rotation. Differentiation with respect to time gives the angular velocity ψ as

-cos-cos

2πί\2πί \ T JT J

(2)(2)

Um fur die Regelung des das Maschinenelement antreibenden Gleichstrommotors einen Spannungssollwen zu erhalten, der der durch die ruckfreie Übergangskurve vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit entspricht, muß das rünktions-Drehpüiefiiiorneier eine Ausgangsspannung U liefern, die der folgenden Gleichung (3) genügt:In order to obtain a voltage setpoint for the regulation of the DC motor driving the machine element, which corresponds to the angular velocity given by the jerk-free transition curve, the rünktions-Drehpüiefiiiorneier must supply an output voltage U that satisfies the following equation (3):

(3)(3)

Da das Funktions-Drehpotentiometer mit der Welle des schwenkbaren Maschinenelements gekuppelt und durch diese angetrieben ist, kann für die Auslegung des Funktions-Drehrnentiometers die Ausgangsspannung nicht als Funktion der Zeit dargestellt werden, sondern muß als Funktion des Drehwinkels φ angegeben werden. Dementsprechend ist in Gleichung (3) anstelle der Zeit t der in dieser Zeit f zurückgelegte Drehwinkel φ, d. h. die Umkehrfunktion t(<p) der Übergangskurve der Gleichung (I) einzusetzen.Since the functional rotary potentiometer is coupled to the shaft of the swiveling machine element and driven by it, the output voltage cannot be represented as a function of time for the design of the functional rotary potentiometer, but must be specified as a function of the angle of rotation φ. Accordingly, instead of the time t, the angle of rotation φ covered in this time f, ie the inverse function t (<p) of the transition curve of the equation (I), is to be used in equation (3).

Da diese Umkehrfunktion ί(φ) mathematisch nicht als geschlossener Ausdruck darstellbar ist, wird eine Lösung nach dem Newtonschen Iterationsverfahren eingesetzt. Dieses Iterationsverfahren ergibt für die (i + l)te NäherungSince this inverse function ί (φ) cannot be represented mathematically as a closed expression, a solution based on Newton's iteration method is used. This iteration method yields the (i + l) th approximation

InIn

sinsin

IntInt

IntInt

(4)(4)

Das Iterationsverfahren wird mittels eines Rechners soweit durchgeführt, bis |f, + 1 — i,| kleiner als der zulässige Fehler der Drehbewegung ist. Der auf diese Weise erhaltene Näherungswert r, ^ , wird in Gleichung (3) eingesetzt, um die für die Auslegung des Funktions-Drehpotentiometers erforderliche Abhängigkeit der Ausgangsspannung vom Drehwinkel der Potentiometerwelle bzw. des Maschinenelements zu erhalten.The iteration process is carried out by means of a computer until | f, + 1 - i, | smaller than the permissible Rotational movement error is. The approximate value r, ^, obtained in this way is given in equation (3) used to design the function rotary potentiometer required dependence of the output voltage on the angle of rotation of the potentiometer shaft or the machine element.

Da aufgrund des mechanischen Übersetzungsverhältnisses des Antriebs zwischen dem Gleichstrommotor und dem schwenkbaren Maschinenelement die Drehgeschwindigkeit und damit die Dauer der Drehzeil der am Gleichstrommotor anliegenden Spannung U proportional ist, kann die Drehgeschwindigkeit und damit die Drehdauer durch Änderung der maximalen Ausgangsspannung Umax des Funktions-Drehpotentiometers verändert werden, wie aus Gleichung (3) hervorgeht.Since, due to the mechanical transmission ratio of the drive between the DC motor and the swiveling machine element, the speed of rotation and thus the duration of the speed of rotation is proportional to the voltage U applied to the DC motor, the speed of rotation and thus the duration of rotation can be changed by changing the maximum output voltage Umax of the function rotary potentiometer as can be seen from equation (3).

Erfindungsgemäß wird eine ruckfreie Drehbewegung des Maschinenelements mittels eines Funktions-Dreh-According to the invention, a jolt-free rotary movement of the machine element is achieved by means of a functional rotary

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Drehen eines schwenkbaren Maschinenelements zwischen zwei Rastpositionen mittels eines gemäß einer ruckfreien Obergangskurve gesteuerten Antriebs, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Obergangskurve als Funktion des Drehwinkels darstellender Sollwert-Geber mit der Drehachse des Maschinenelements gekuppelt ist. daß ein Istwert-Geber mit dem Antrieb gekuppelt ist und daß eine den Antrieb entsprechend dem Vergleich von Istwert und Sollwert steuernde Regeleinheit vorgesehen ist1. Device for rotating a swiveling machine element between two locking positions by means of a drive controlled according to a jerk-free transition curve, characterized in that that a setpoint generator representing the transition curve as a function of the angle of rotation is coupled to the axis of rotation of the machine element. that an actual value encoder is coupled to the drive and that one controls the drive according to the comparison of the actual value and the setpoint Control unit is provided 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Gleichstrommotor aufweist und der Sollwert-Geber ein Funktions-Drehpotentiometer ist.2. Device according to claim 1, characterized in that that the drive has a DC motor and the setpoint generator a function rotary potentiometer is. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert-Geber ein mit der Welle des Gieicnstroitiiiiuiüi's gekuppelter Tachogenerator ist und daß die Ausgangsspannung des Funktions-Drehpotentiometers der Winkelgeschwindigkeit der Drehachse des Maschinenelements proportional ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the actual value transmitter one with the shaft des Gieicnstroitiiiiuiüi's coupled tacho generator and that the output voltage of the function rotary potentiometer of the angular velocity is proportional to the axis of rotation of the machine element. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangskurve der Drehwinkel φ in Form einer geneigten Sinoide von der Zeit r abhängig ist und daß die Ausgangsspannung U des Funktions-Drehpotentiometers die Gleichung erfüllt 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that as a transition curve the angle of rotation φ in the form of an inclined sinoid is dependent on the time r and that the output voltage U of the function rotary potentiometer satisfies the equation
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DE102005059477A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-21 Fachhochschule Flensburg Starting commutation determining method for e.g. synchronous and reluctance servo motor, involves determining angle corresponding to maximum of rotor torsion, and selecting determined angle as starting commutation angle

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005059477A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-21 Fachhochschule Flensburg Starting commutation determining method for e.g. synchronous and reluctance servo motor, involves determining angle corresponding to maximum of rotor torsion, and selecting determined angle as starting commutation angle

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