DE3312526C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3312526C2 DE3312526C2 DE3312526A DE3312526A DE3312526C2 DE 3312526 C2 DE3312526 C2 DE 3312526C2 DE 3312526 A DE3312526 A DE 3312526A DE 3312526 A DE3312526 A DE 3312526A DE 3312526 C2 DE3312526 C2 DE 3312526C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydraulic actuator
- chamber
- hydraulic
- valve unit
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/33—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device
- G05B19/35—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for point-to-point control
- G05B19/351—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34215—Microprocessor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41301—Pilot valve, linear fluid control valve and power cylinder
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45083—Manipulators, robot
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Servomotors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung mit
hydraulischem Stellglied für die Verschiebung eines Objektes
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Positioniereinrichtung mit hydraulischem
Stellglied ist aus der DE-OS 20 11 713 bekannt. Bei dieser
bekannten Positioniereinrichtung besteht das hydraulische
Stellglied aus einem Hydraulikkolben und einer auf elektrische
Signale ansprechenden Ventileinrichtung in Form
von Magnetventilgruppen, um den hydraulischen an das
hydraulische Stellglied bzw. den Druckkolben angelegten
Druck für die Steuerung der Bewegung des hydraulischen
Stellgliedes zu steuern. Bei dieser bekannten Konstruktion
ist die Ventileinheit zwischen dem hydraulischen Stellglied
und einer Quelle für den hydraulischen Druck angeordnet.
Ferner ist ein Weggeber vorgesehen, um ein erstes
Signal zu erzeugen, welches zu jedem Zeitpunkt in einer
Beziehung zu der Ist-Lage des zu verschiebenden Objektes
steht. Eine weitere Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten
Signals, das in einer Beziehung zu der Soll-Lage des zu
bewegenden Objektes steht, wird durch einen Sollwertgeber
gebildet. Eine auf das erste und das zweite Signal ansprechende
Einrichtung erzeugt schließlich ein drittes
Signal, welches in einer Beziehung zu der Differenz zwischen
der Ist-Lage und der Soll-Lage steht und es ist schließlich
auch eine Einrichtung vorhanden, die auf das genannte
dritte Signal anspricht, um die Ventileinheiten so
anzusteuern, daß die Differenz zwischen Ist-Lage und Soll-
Lage reduziert wird.
Bei dieser bekannten hydraulischen Positioniereinrichtung
werden mit Hilfe der Steuereinrichtung pulslängenmodulierte
Signal erzeugt, die den Magnetventilen zugeführt werden,
wobei dann, wenn der Hydraulikkolben eine stationäre Lage
erreicht hat, das Tastverhältnis der pulslängenmodulierten
Signale beispielsweise 1 : 1 beträgt. Diese bekannte Positioniereinrichtung
ist aber nicht in der Lage, beispielsweise
bei einer Verstellung eine für die Verstellänge optimale
Verstellgeschwindigkeit zu ermitteln, um dadurch unabhängig
von der jeweiligen Verstellgröße immer eine gleichbleibende
hohe Einstellgenauigkeit zu erreichen.
Aus der DE-PS 28 23 960 ist ein elektrohydraulischer Stellantrieb
bekannt, der insbesondere für Steuerorgane an Luftfahrzeugen
Verwendung findet, mit einem zweiseitig die aufschlagbaren
Stellzylinder, dem zur Positionierung über
durch eine Schaltimpulsfolge betätigte Ventile das benötigte
Ölvolumen in Form diskreter Ölvolumina zugeführt wird.
Dieser bekannte Stellantrieb umfaßt auch einen Rechner,
über den die den Ventilen zuzuleitenden Schaltimpulse festgelegt
werden. Es sind ferner auch elektrische Signale
abgebende Sensoren zwischen den Ventilen und dem Stellzylinder
vorgesehen und es sind Verbindungen zur Rückführung
dieser Signale auf den Rechner vorhanden. Das Wesentliche
dieses bekannten Stellantriebes besteht darin, daß als
Ventile bistabil gesteuerte Kugelventile verwendet werden,
deren Öffnungsdauer vom Rechner in Abhängigkeit vom vorgegebenen
Verstellweg des Stellzylinders mit variabler Pulsdauer
festlegbar ist und daß die von den Sensoren abgegebenen
elektrischen Signale als reine Funktionsbetätigungen
auf den Rechner rückgeführt werden. Bei diesem bekannten
elektrohydraulischen Stellantrieb wird aber beispielsweise
nicht die Ansprechverzögerungszeit der Ventile in irgendeiner
Form berücksichtigt. Ferner wird auch nicht die
Lage des hydraulischen Stellgliedes, wenn sich das Objekt
in der Soll-Lage befindet und auch nicht die Arbeitsgeschwindigkeit
des hydraulischen Stellgliedes berücksichtigt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
eine Positioniereinrichtung mit hydraulischem Stellglied
für die Verschiebung eines Objektes der angegebenen Gattung
derart zu verbessern, daß unabhängig von der Veränderung
verschiedener Betriebsparameter wie beispielsweise der
Verschiebungsstrecke des hydraulischen Stellgliedes oder
der Öltemperatur eine gleichbleibende, sehr hohe Einstellgenauigkeit
eines Objektes in einer gewünschten Lage realisiert
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird also bei einer Verstellung des hydraulischen
Stellgliedes eine für die Verstellänge optimale
Verstellgeschwindigkeit ermittelt, wobei unabhängig von
der jeweiligen Verstellstrecke immer eine gleichbleibende
hohe Einstellgenauigkeit erreicht werden kann.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Positioniereinrichtung
mit Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 2 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms, das in
der Zentraleinheit (CPU) nach Fig. 1 gespeichert ist.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Positioniereinrichtung
mit Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung. Diese, allgemein
durch das Bezugszeichen 1 angedeutete Positioniereinrichtung
weist einen hydraulischen Differentialzylinder
2 auf, dem unter Druck stehendes Öl von einer
Quelle 3 für den erforderlichen Hydraulik-Druck über eine
Ventileinheit 4 mit normalerweise geöffneten
Magnetventilen 5 und 6 und über ein normalerweise geschlossenes
Magnetventil 7 zugeführt wird.
Der Hydraulikzylinder 2 enthält ein Zylinderrohr 8, in dem
sich ein Differential- bzw. Stufenkolben 9 mit einer Kolbenstange
10 befindet. Die gegenüberliegenden Endbereiche
10 a und 10 b der Kolbenstange stehen nach außen aus dem
Zylinderrohr 8 vor. Der Endbereich 10 a ist mit einem schematisch
angedeuteten Objekt 11 verbunden, das durch die
Positioniereinrichtung 1 in eine bestimmte Lage gebracht
werden soll, während der andere Endbereich 10 b an einen
Stellungsfühler 12 angeschlossen ist; dieser Stellungsfühler
12 erzeugt eine Positionsspannung V₁, deren Pegel
ein Maß für die Lage der Kolbenstange 10 und damit für
die momentane Lage des Objektes 11 darstellt.
Der Innenraum des Zylinderrohres 8 wird durch den Kolben 9
in eine erste Kammer 13 und in eine zweite Kammer 14 aufgeteilt;
in dem Zylinderrohr 8 sind eine erste Öffnung 8 a
und eine zweite Öffnung 8 b vorgesehen, die jeweils mit den
Kammern 13 bzw. 14 in Verbindung stehen. Die Oberfläche
der Stirnseite 9 a des Kolbens 9, die durch den Druck in
der ersten Kammer 13 beaufschlagt wird, ist größer als
die Oberfläche der anderen Stirnseite 9 b des Kolbens 9,
die durch den Druck in der zweiten Kammer 14 beaufschlagt
wird, so daß der Kolben 9 in der durch den Pfeil A angedeuteten
Richtung verschoben wird, wenn gleichzeitig der
hydraulische Druck von der Quelle 3 die erste und die
zweite Kammer 13 und 14 beaufschlagt.
Die erste Öffnung 8 a ist an eine Öffnung 5 a des Magnetventils
5 angeschlossen, das außerdem eine mit einem Öltank
(nicht dargestellt) in Verbindung stehende Ablaß- bzw.
Entlüftungsöffnung 5 b aufweist; die zweite Öffnung 8 b ist
an eine Öffnung 7 a des Magnetventils 7 angeschlossen, das
außerdem eine mit der Quelle 3 für den Hydraulikdruck in
Verbindung stehende Öffnung 7 b aufweist. Das Magnetventil
6 liegt zwischen den Öffnungen 8 a und 8 b , so daß die erste
Kammer 13 mit der zweiten Kammer 14 in Verbindung tritt,
wenn sich das Magnetventil 6 im entregten (offenen) Zustand
befindet.
Da der Hydraulikzylinder 2 und die Ventileinheit 4 den
oben beschriebenen Aufbau haben, steht die erste Kammer
13 über das Magnetventil 5 mit der Atmosphäre und damit
dem Atmosphärendruck in Verbindung; der Druck in der zweiten
Kammer 14 ist gleich dem Druck der Quelle 3, wenn nur
die Erregerspulen 6 a und 7 a der Magnetventile 6 und 7 erregt
werden. Als Ergebnis hiervon wird der Kolben 9 in
der durch den Pfeil B angedeuteten Richtung verschoben.
Wenn alle Magnetwicklungen 5 a , 6 a und 7 a der Magnetventile
5, 6 und 7 entregt werden, nehmen die Magnetventile
die normale Ventilstellung ein, so daß die Bewegung des
Kolbens 9 unterbrochen und damit das Objekt 11 in der
dadurch definierten Lage gehalten wird. Wenn nur die Magnetwicklungen
5 a und 7 a erregt werden, bewegt sich der
Kolben 9 in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung,
da der Hydraulikdruck von der Quelle 3 über die Magnetventile
6 und 7 jeweils der ersten bzw. zweiten Kammer
13 und 14 aus den oben beschriebenen Gründen zugeführt
wird.
Der Hydraulikzylinder 2 kann also so betätigt werden, daß
er das Objekt 11 in einer der beiden möglichen Richtungen
verschiebt oder das Objekt 11 anhält, indem wahlweise
die Magnetventile 5, 6 und 7 erregt werden; auf diese
Weise läßt sich das Objekt 11 in jede gewünschte Lage
bringen.
Zur Steuerung der Lage des Objektes 11 durch Betätigung
der Ventileinheit 4 weist die Positioniereinrichtung 1
eine Steuerschaltung 15 auf, der digitale Daten D₁, die
der Positionsspannung V₁ entsprechen, zugeführt werden.
Die Daten D₁ werden erhalten, indem die Positionsspannung
V₁ in entsprechende, digitale Werte umgewandelt werden;
zu diesem Zweck ist ein Analog/Digitalwandler 16 vorgesehen,
der durch ein Steuersignal C₁ von einer Zentraleinheit
17 in der Steuerschaltung
15 gesteuert wird.
Ein Bezugsspannungsgenerator 18 erzeugt eine Bezugsspannung
V₂, deren Pegel so eingestellt wird, daß er der gewünschten
oder Zielposition entspricht, in die die Kolbenstange
10 gebracht werden soll. Aus der obigen Beschreibung
ergibt sich folgendes: Weil das Objekt 11,
beispielsweise durch einen Hebelmechanismus, mit dem
Endbereich 10 a der Kolbenstange 10 verbunden ist, stellt
der Pegel der Bezugsspannung V₂ auch ein Maß für die gewünschte
Lage dar, in die das Objekt 11 gebracht werden
soll. Der Bezugsspannungsgenerator 18 weist eine Quelle
19 für eine Gleichspannung sowie einen variablen Widerstand
20 auf, der parallel zu der Spannungsquelle 19 geschaltet
ist; die Bezugsspannung V₂ wird von dem beweglichen
Anschluß 20 a des variablen Widerstandes 20 abgeleitet.
Die Bezugsspannung V₂ wird durch einen Analog/
Digitalwandler 21, der durch ein Steuersignal 10₂ von
der Zentraleinheit 17 gesteuert wird, in die entsprechende
digitale Form umgewandelt, wodurch digitale Daten D₂ erhalten
werden, die den Pegel der Bezugsspannung V₂ darstellen.
Ein Signal CLK von einem Taktimpulsgenerator 22, das aus
einer Taktimpulsfolge besteht, wird der Zentraleinheit
17 zugeführt. In der Zentraleinheit 17 ist außerdem ein
Steuerprogramm gespeichert, welches die Ventileinheit 4
in der Weise ansteuert, daß das Objekt 11 exakt in die
Lage gebracht werden kann, die durch die Daten D₂ vorgegeben
wird. Die Zentraleinheit 17 führt die entsprechenden,
programmierten Arbeitsgänge durch, um das Objekt 11
mittels des Hydraulikzylinders 2 exakt in die gewünschte
Lage zu bringen; dabei werden die genauen Zeitintervall-
Informationen verwendet, die durch das Taktimpulsfolge-
Signal CLK dargestellt werden. Die Daten D₁ und D₂ werden
der Zentraleinheit 17 als Eingangsdaten zugeführt, wenn
das in der Zentraleinheit 17 gespeicherte Steuerprogramm
ausgeführt wird.
Die Zentraleinheit 17 weist 3 Ausgangsleitungen 23, 24
und 25 auf, die mit Treiberschaltungen 26, 27 und 28 verbunden
sind; die Ausgangsleitungen 26 a , 27 a und 28 a
dieser Treiberschaltungen 26, 27 und 28 sind jeweils an
die Magnetwicklungen 5 a , 6 a und 7 a angeschlossen. Entsprechend
dem von der Zentraleinheit 17 berechneten Ergebnis
ändern sich die Pegel der Signale auf diese Ausgangsleitungen
23, 24 und 25 selektiv zwischen einem
hohen Wert oder einem niedrigen Wert; jede Magnetwicklung
kann selektiv durch die entsprechende Treiberschaltung
erregt werden, wenn der Pegel auf der entsprechenden
Ausgangsleitung der Zentraleinheit 17 ist.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm des in der Zentraleinheit 17
gespeicherten Steuerprogramms. Nachdem die Analog/Digital-
Wandler 16 oder 21 durch die Steuersignale C₁ und C₂ in Betrieb
gesetzt werden, um die digitalen Daten D₁ und D₂ zu
erzeugen, wird die Ausführung des Steuerprogramms begonnen;
zu diesem Zweck werden die digitalen Daten D₁ und D₂ in die
Zentraleinheit 17 (Schritt 41) eingelesen und im Speicher der
Zentraleinheit 17 gespeichert. Dann wird im Schritt 42 die
Differenz (D₂-D₁) berechnet, um die Differenz zwischen
der momentanen bzw. Ist-Lage und der gewünschten bzw. Soll-
Lage des Objektes 11 zu ermitteln; der Absolutwert für die
Differenz (D₂-D₁) wird mit dem Absolutwert eines vorgegebenen
Wertes M verglichen, der den zulässigen Toleranzbereich
angibt, in dem davon ausgegangen wird, daß die Ist-
Lage des Objektes 11 gleich der Soll-Lage ist (Schritt 43).
Der Wert M kann beispielsweise auf ±0,07 mm eingestellt
werden. Wenn also D₂-D₁ kleiner als M ist, d. h. wenn
das bei der Diskriminierung im Schritt 43 erhaltene Ergebnis
"Nein" ist, weil davon ausgegangen wird, daß die Ist-Lage
des Objektes 11 gleich der Soll-Lage ist, so wird die Ausführung
des Steuerprogramms zum Schritt 41 zurückgebracht,
und zwar ohne Durchführung der Schritte für die eigentliche
Positionierung. Wenn andererseits das bei der Diskriminierung
im Schritt 43 erhaltene Ergebnis "Ja" ist, geht die Ausführung
des Steuerprogramms vom Schritt 44 weiter.
Im Schritt 44 wird durch einen entsprechenden Vergleich
festgestellt, ob der berechnete Wert (D₂-D₁) positiv
oder negativ ist. Weil sich in diesem Fall der Pegel der
Positionsspannung V₁ bei der Verschiebung der Kolbenstange
10 in Richtung des Pfeils A erhöht, wenn das bei der Diskriminierung
im Schritt 44 erhaltene Ergebnis "Ja" ist,
werden nur die Ausgangsleitungen 23 und 25 auf einen hohen
Pegel gebracht, wodurch nur die Magnetwicklungen 5 a und 7 a
erregt werden, um das Magnetventil 5 zu schließen und die
Magnetventile 6 und 7 zu öffnen (Schritt 45). Als Ergebnis
hiervon bewegt sich der Kolben 9 und dementsprechend das
Objekt 11 in Richtung des Pfeils A, um die Differenz zwischen
D₁ und D₂ zu verringern. Wenn das bei der Diskriminierung
im Schritt 44 erhaltene Ergebnis "Nein" ist, werden
nur die Ausgangsleitungen 24 und 25 auf den hohen Pegel
gebracht, so daß nur Magnetwicklung 6 a und 7 a erregt
werden, um das Magnetventil 6 zu schließen und die Magnetventile
5 und 7 zu öffnen (Schritt 46). Als Ergebnis hiervon
verschiebt sich der Kolben 9 in Richtung des Pfeils B,
um die Differenz zwischen D₁ und D₂ zu verringern.
Beim Beginn des Positioniervorgangs unter Verwendung des
Hydraulikzylinders 2 wird das Steuersignal C₁ in Abhängigkeit
von dem Taktimpulsfolge-Signal CLK in der Weise erzeugt,
daß die Positionsspannung V₁ in einem vorgegebenen
Zeitintervall Δ t, basierend auf den Zeitintervallinformationen
des Taktimpulsfolge-Signals CLK (Schritt 47) in
die entsprechende digitale Form umgewandelt wird. Als Ergebnis
hiervon werden die digitalen Daten D₁ in jedem Zeitintervall
Δ t erzeugt; diese Daten werden in die Zentraleinheit
17 eingelesen. Beim Schritt 48 wird die Arbeitsgeschwindigkeit
V des Hydraulikzylinders 2, d. h. die Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens 9 des Hydraulikzylinders
2, entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
dabei bedeuten:
D₁ (t n ):Der Wert für D₁, der bei der Analog/Digital-
Umwandlung zum Zeitpunkt t n erhalten wird
D₁ (t n-1 ):Der Wert für D₁, der bei der Analog/Digital-
Umwandlung zum Zeitpunkt t n-1 (=t n -Δ t) erhalten wird.
K₂:Eine Konstante.
Nach der Durchführung dieser Berechnung wird im Schritt 49
die Lage P stop , an der die Betätigung des Hydraulikzylinders
2 angehalten werden sollte, damit das Objekt 11 oder der
Kolben 9 in die gewünschte Lage gebracht werden können, die
durch Bezugsspannung V₂ angegeben wird, auf der Basis der
Gleichung (1) und der Arbeitsgeschwindigkeit V berechnet,
die durch Verwendung von Gleichung (2) erhalten wird.
Der im Schritt 49 berechnete Wert X stop zeigt die Lage an,
an der die Betätigung des Hydraulikzylinders 2 angehalten
werden sollte; im Schritt 50 wird durch einen Vergleich
festgestellt, ob die Soll-Lage P act , die durch die Daten
D₁ angegeben wird, mit der berechneten Lage P stop zusammenfällt
oder nicht. Wenn das bei der Diskriminierung im Schritt
50 erhaltene Ergebnis "Nein" ist, d. h., wenn die Ist-Lage
P act des Kolbens 9 nicht die Lage P stop erreicht hat, werden
die Schritte 47 bis 49 wiederholt ausgeführt, bis die
Ist-Lage P act mit der Lage P stop zusammenfällt.
Wenn das bei der Diskriminierung im Schritt 50 erhaltene
Ergebnis "Ja" ist, werden alle Magnetwicklungen entregt,
(Schritt 51), so daß die hydraulische Betätigungskraft für
die Verschiebung des Kolbens 9 von dem Hydraulikzylinder
2 entfernt wird. Als Ergebnis hiervon beendet
der Kolben 9 nach Verstreichen einer vorgegebenen
Zeitspanne seine Bewegung, so daß sich das Objekt 11 in
der gewünchten Lage, also der Soll-Lage befindet.
Wie oben beschrieben wurde, kann der exakte Zeitpunkt für
die Unterbrechung der Betätigung des Hydraulikzylinders
sehr genau festgelegt werden, da die Ansprech-Charakteristik
der Magnetventile und des Hydraulikzylinders bei der Bestimmung
dieses Zeitpunktes berücksichtigt werden; außerdem
wird in jedem Fall, also bei jeder Berechnung und zu jedem
Zeitpunkt, der gewünschte Zeitpunkt auf der Basis der
Arbeitsgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders berechnet.
Deshalb wird es möglich, das Objekt 11 extrem hoher
Genauigkeit in die Soll-Lage zu bringen.
Die Betätigungsgeschwindigkeit V hängt von verschiedenen
Betriebsbedingungen des Hydraulikzylinders 2 ab, wie beispielsweise
vom hydraulischen Druck, der Öltemperatur, der
Ölviskosität und ähnlichen Größen; wenn die Steuerung des
Hydraulikzylinders 2 entsprechend den Daten P stop durchgeführt
wird, die aus den Daten für die Arbeitsgeschwindigkeit
V des Hydraulikzylinders 2 erhalten werden, läßt sich
eine extrem exakte Positionierung des Hydraulikzylinders 2
durchführen.
Die Positioniereinrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung
kann in weitem Umfang für die Positionierung von Industrierobotern
und ähnlichen Geräten eingesetzt werden.
Da gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung die
Positionierung entsprechend einer berechneten Voraussage,
basierend auf der Arbeitsgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders,
durchgeführt wird, kann kein Pendeln bzw. Nachlaufen
bzw. eine um den Soll-Wert pendelnde Regelung auftreten,
so daß die Positionierung glatt und stoßfrei mit
hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann. Damit läßt sich
die Genauigkeit der Positionierung merklich verbessern,
ohne daß eine Öffnung für die Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit
des Hydraulikzylinders vorgesehen werden muß;
diese hohe Positioniergenauigkeit läßt sich auch bei hohen
Arbeitsgeschwindigkeiten erzielen.
Claims (3)
1. Positioniereinrichtung mit hydraulischem Stellglied für
die Verschiebung eines Objektes und mit einer auf ein elektrisches
Signal ansprechenden Ventileinheit zur Steuerung
des hydraulischen, an das hydraulische Stellglied angelegten
Drucks für die Steuerung der Bewegung des hydraulischen
Stellgliedes, wobei sich die Ventileinheit zwischen dem
hydraulischen Stellglied und einer Quelle für den hydraulischen
Druck befindet, mit einer Einrichtung zur Erzeugung
eines ersten Signals, das zu jedem Zeitpunkt in einer
Beziehung zu der Ist-Lage des Objektes steht, weiterhin
mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signals,
das in einer Beziehung zu der Soll-Lage steht, in die das
Objekt gebracht werden soll, mit einer auf das erste und
auf das zweite Signal ansprechenden Steuereinrichtung, die
aus dem die Istlage des Objektes wiedergebenden ersten
Signal die Arbeitsgeschwindigkeit des hydraulischen Stellgliedes
ermittelt, die Ansprechverzögerungszeit der Ventileinheit
berücksichtigt, und ein drittes Signal erzeugt,
das in einer Beziehung zu der Differenz zwischen der Ist-Lage
und der Soll-Lage des Objektes steht, und mit einer
auf das dritte Signal ansprechenden Einrichtung zur Ansteuerung
der Ventileinheit, um die Differenz zwischen Ist-
und Soll-Lage des Objektes kleiner zu machen,
dadurch gekennzeichnet, daß durch eine
Recheneinheit (17, CPU) die Lage P stop des hydraulischen
Stellgliedes (9), bei der dessen Betätigung durch die
Ventileinheit (4) unterbrochen wird, nach folgender
Vorschrift ermittelt wird:
wobei P CMD die Lage des hydraulischen Stellgliedes wenn sich
das Objekt in Sollage befindet, V die Arbeitsgeschwindigkeit
des hydraulischen Stellgliedes, TMV die Ansprechverzögerungszeit
einer der Magnetventile (5, 6, 7) der
Ventileinheit (4) und K₁ eine Konstante bedeuten.
2. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit
(17, CPU) die Arbeitsgeschwindigkeit des Stellgliedes
(9) nach der folgenden Gleichung berechnet:
worin D₁ (t n ) der Istwert D₁, der bei der Analog/Digital-
Umwandlung zum Zeitpunkt t n , D₁ (t n-1 ) der Istwert D₁
der bei der Analog/Digital-Umwandlung zum Zeitpunkt
t n-1 (=t n -Δ t) erhalten wird und K₂ eine Konstante
bedeuten.
3. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das hydraulische
Betätigungsglied ein hydraulischer Differentialzylinder
(2) mit einer Zylinderröhre (8) und mit einem Stellglied
(9) in Form eines Differential- bzw. Stufenkolbens ist,
der in der Zylinderröhre (8) aufgenommen wird, um den Zylinderraum
der Zylinderröhre (8) in eine erste Kammer (13)
und eine zweite Kammer (14) aufzuteilen, und daß die
Ventileinheit (4) ein erstes Magnetventil, welches die
Verbindung der ersten Kammer (13) der Atmosphäre ermöglicht,
ein zweites Magnetventil (6), welches die Verbindung
der ersten Kammer (13) mit der zweiten Kammer (14)
ermöglicht, und ein drittes Magnetventil (7) aufweist,
welches die Verbindung der zweiten Kammer (14) mit der
hydraulischen Druckkammer ermöglicht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57056538A JPS58174701A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 油圧アクチユエ−タ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3312526A1 DE3312526A1 (de) | 1983-10-20 |
DE3312526C2 true DE3312526C2 (de) | 1988-04-28 |
Family
ID=13029858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833312526 Granted DE3312526A1 (de) | 1982-04-07 | 1983-04-07 | Positioniereinrichtung mit hydraulischem stellglied |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4595979A (de) |
JP (1) | JPS58174701A (de) |
DE (1) | DE3312526A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29507608U1 (de) * | 1995-05-11 | 1995-07-27 | Bilfinger Berger Bau | Vorrichtung zum Bewegen von Bauwerken |
DE102006016414A1 (de) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines fluidbetätigten Steuersystems |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4763560A (en) * | 1984-05-25 | 1988-08-16 | Tokyo Precision Instruments Co., Ltd. | Method and apparatus of controlling and positioning fluid actuator |
DE3516768A1 (de) * | 1985-05-09 | 1986-11-13 | Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr | Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung einer hydrostatischen maschine |
SE8504239D0 (sv) * | 1985-09-13 | 1985-09-13 | Jan Kral | Automatisk mekanisk nivellerare |
GB8608194D0 (en) * | 1986-04-03 | 1986-05-08 | Massey Ferguson Services Nv | Valve control system |
DE3613120C2 (de) * | 1986-04-18 | 1994-07-07 | Kolbus Gmbh & Co Kg | Einrichtung an einer Buchbindemaschine zum Positionieren von Maschinengliedern über Stellantriebe für die Umstellung auf unterschiedliche Formate von Buchblocks |
DE3616914C2 (de) * | 1986-05-20 | 1994-05-05 | Mitsubishi Electric Corp | Hydrauliksteuerventilanordnung |
JPS6313904A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-21 | Diesel Kiki Co Ltd | 車両用液圧型アクチユエ−タ |
JPH01131305A (ja) * | 1987-04-25 | 1989-05-24 | Diesel Kiki Co Ltd | 流体圧差動シリンダの制御装置 |
JPH0226301A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-29 | Teijin Seiki Co Ltd | サーボ制御装置 |
US5172311A (en) * | 1988-11-11 | 1992-12-15 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Electrical amplifier for controlling valves |
US4951549A (en) * | 1988-12-12 | 1990-08-28 | Olsen Controls, Inc. | Digital servo valve system |
US5289388A (en) * | 1989-04-21 | 1994-02-22 | Vickers, Incorporated | Electrohydraulic control of a die casting machine |
JP2844476B2 (ja) * | 1989-09-11 | 1999-01-06 | 株式会社ゼクセル | 油圧アクチュエータの制御方法 |
CH678968A5 (de) * | 1989-09-28 | 1991-11-29 | Asea Brown Boveri | |
US5218895A (en) * | 1990-06-15 | 1993-06-15 | Caterpillar Inc. | Electrohydraulic control apparatus and method |
JPH03249403A (ja) * | 1990-11-30 | 1991-11-07 | Smc Corp | 弁機構 |
DE9114151U1 (de) * | 1991-11-14 | 1992-06-25 | Inro Elektrotechnik Gmbh, 8750 Aschaffenburg, De | |
US6003811A (en) * | 1997-03-24 | 1999-12-21 | The Boeing Company | Aircraft servovalve current rate limiter |
DE19721632C2 (de) * | 1997-05-23 | 2003-02-13 | Bernhard Moosmann | Verfahren zum Steuern eines fluidischen Antriebes |
DE19952590A1 (de) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Betätigung des Verdecks eines Kraftfahrzeugs |
JP2004100759A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Komatsu Ltd | スイング式油圧ショベルのスイング制御装置 |
CN1754914B (zh) | 2004-09-28 | 2010-05-26 | 拜耳(中国)有限公司 | 聚氨酯复合材料、其制备方法和用途 |
DE102005053106A1 (de) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Bosch Rexroth Ag | Hydraulischer Antrieb |
EP3141971B1 (de) * | 2015-09-11 | 2021-11-10 | Alfa Laval Corporate AB | Aufbau einer ventilsteuerung |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3454752A (en) * | 1966-03-30 | 1969-07-08 | Us Navy | Automatic speed controller for propeller shafts |
US3664358A (en) * | 1969-10-02 | 1972-05-23 | Nakakita Seisakusho | Method of automatic valve control |
DE2011713A1 (de) * | 1970-03-12 | 1971-09-30 | Bosch Gmbh Robert | Verstelleinrichtung fuer einen hydraulikkolben mit pulslaengenmodulierten steuersignalen |
US3699989A (en) * | 1970-06-18 | 1972-10-24 | Lummus Co | Feedback control apparatus |
US4025763A (en) * | 1975-10-06 | 1977-05-24 | Phillips Petroleum Company | Process control including simulating a derivative |
US4017056A (en) * | 1976-02-23 | 1977-04-12 | Westinghouse Electric Corporation | Servo control system for electro-hydraulic inlet valves |
US4192346A (en) * | 1976-08-25 | 1980-03-11 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha | Control valve |
CA1121888A (en) * | 1977-04-30 | 1982-04-13 | Junichi Ikeda | Industrial robot |
US4376450A (en) * | 1978-07-03 | 1983-03-15 | Scovill Manufacturing Co. - Scovill, Inc. | Valve position monitor and control system |
DE2832960C2 (de) * | 1978-07-27 | 1982-11-11 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, und Verfahren zu ihrer Herstellung |
US4502109A (en) * | 1982-09-14 | 1985-02-26 | Vickers, Incorporated | Apparatus for estimating plural system variables based upon a single measured system variable and a mathematical system model |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP57056538A patent/JPS58174701A/ja active Pending
-
1983
- 1983-04-06 US US06/482,578 patent/US4595979A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-04-07 DE DE19833312526 patent/DE3312526A1/de active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29507608U1 (de) * | 1995-05-11 | 1995-07-27 | Bilfinger Berger Bau | Vorrichtung zum Bewegen von Bauwerken |
DE102006016414A1 (de) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines fluidbetätigten Steuersystems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4595979A (en) | 1986-06-17 |
DE3312526A1 (de) | 1983-10-20 |
JPS58174701A (ja) | 1983-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3312526C2 (de) | ||
DE2011712C3 (de) | Kraftstoff-Einspritzanlage einer Dieselbrennkraftmaschine | |
DE2230299A1 (de) | Verfahren und anordnung zur steuerung der verschiebung eines druckkopfes eines druckers | |
DE2622344C2 (de) | ||
DE2754945A1 (de) | Digitalfunktionsdrehmelder fuer absolute winkelstellungen | |
EP0116850B1 (de) | Mikroprozessorgesteuertes, einen optoelektronischen Sensor enthaltendes Tauchanker-Drucksystem | |
DE2146507A1 (de) | Regeleinrichtung für Dieselmotoren | |
DE2923296A1 (de) | Digitales servokontrollsystem | |
EP2166312A1 (de) | Magnetischer oder induktiver Wegsensor | |
DE102017213650A1 (de) | Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Systems, Regeleinheit für ein hydraulisches System und hydraulisches System | |
DE19536398A1 (de) | Adaptive Steuerung für Hydrauliksysteme | |
DE2457091A1 (de) | Servo-steuerschaltung | |
DE2219692A1 (de) | Verfahren zur numerischen Steuerung einer Maschine | |
DE2643148C2 (de) | ||
DE2816780A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum zeitoptimalen positionieren mindestens eines gegenstandes in eine gewuenschte zielposition | |
DE102017114731A1 (de) | Verfahren zum regeln eines mechatronischen systems, regelungseinheit für ein mechatronisches system und mechatronisches system | |
DE3709129C2 (de) | ||
DE3714000A1 (de) | Steuersystem fuer eine programmgesteuerte spruehvorrichtung | |
DE2922501C2 (de) | ||
DE2139053A1 (de) | Numerische Werkzeugmaschinensteue rung | |
DE1538607A1 (de) | Numerische Werkzeugmaschinen-Steuerung | |
EP0381784B1 (de) | Elektrohydraulisches Antriebssystem | |
DE2460551C3 (de) | Steueranordnung für einen Schwingspulenmotor | |
DE3207815C2 (de) | ||
DE4417153C1 (de) | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Regeln der Lage eines ventilgesteuerten hydraulischen Stellglieds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZEXEL CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |