DE3313623C2 - Steuerung für hydraulische Antriebe - Google Patents

Abstract

Steuerung für hydraulische Antriebe mit Hydraulikzylindern, die über ein Proportionalventil angesteuert werden, mit einem Volumensensor, der für diskrete Ölmengen elektrische Impulse abgibt. Die Impulse werden einem Impulszählwerk aufgegeben, das mit einer dem Weg entsprechenden Impulszahl vorgeladen ist. Das Impulszählwerk arbeitet decrementierend und gibt Impulse auf einen mit einem Analogverstärker versehenen D/A-Wandler. Durch Übersteuerung des D/A-Wandlers wird für eine gegebene Impulszahl die Steilheit der Kennlinie eingestellt. Der Ausgang des Analogverstärkers ist auf einen Vergleicher geschaltet, auf den weiter eine die Sollgeschwindigkeit bestimmende Spannung über eine Steuerung für die Beschleunigungsrampe aufgeschaltet ist. Die beiden Eingänge des Vergleichers sind auf die beiden Eingänge eines Umschalters geschaltet, dessen Ausgang über einen Verstärker auf die Elektromagneten des Proportionalventils geschaltet sind. Bei Spannungsgleichheit schaltet der Vergleicher den Umschalter von der Geschwindigkeitssollwertschaltung auf den Ausgang des D/A-Wandlers. Die Kennlinie des D/A-Wandlers bildet vom Schnittpunkt mit der Geschwindigkeitssollwertspannung die Verzögerungsrampe. Der Antrieb wird durch einen Impuls bei der Zählerstellung Null stillgesetzt.

Description

— das Impulszählwerk (26) decrementierend arbeitet;

— für das Impulszählwerk (26) ein Impulsvorwähler (28) vorgesehen ist,

— dem D/A-Wandler (30) ein Analogverstärker (32) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang zusammen mit der Sollwertspanr.ung (V 1 — VA) dsm Vergleicher (36) aufgeschaltet ist,

— dem Sollwertgeber (40) die Rampensteuerung (48) nachgeschaltet ist,

— ein elektrisch betätigter Umschalter (54) vorgesehen ist, auf dessen ersten Eingang (52) der Ausgang des Analogverstärkers (32) und auf dessen zweiten Eingang (50) der Ausgang der Rampensteuerung (48) aufgeschaltet ist, und dessen Ausgang (54) auf den elektromagnetischen Antrieb des Durchflußorgans (12) geschaltet ist,

— dem Vergleicher (36) ein impulsgesteuerter selbsthaltender Schalter (66) nachgeschaltet ist, über den der Umschalter (54) bei Gleichheit der am Vergleicher anliegenden Spannungen vom ersten Eingang (52) auf den zweiten Eingang (50) geschaltet wird,

— bei Gleichheit der am Vergleicher (36) anliegenden Spannungen die Ausgangsspannung des Sollwertgebers (40) abgeschaltet wird und

— der impulsgesteuerte selbsthaltende Schalter t>o (66) weiter mit einem Rückstellanschluß versehen ist, der durch einen vom Impulszählwerk (26) bei der Zählcrstelking Null abgegebenen Schallinipuls aktiviert wird.

2. Steuerung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Analogverstärker (32) und dem Umschalter (54) ein analoger Summierer

(34) geschaltet ist, dem eine Spannung (38) für eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit aufgeschaltet ist

3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Summierers (34) auf den Vergleicher (36) geschaltet ist.

4. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Rampensteuerung (48) auf den Vergleicher (36) geschaltet ist.

5. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Sollwertgebern (VX-VA) vorgegeben ist,deren Ausgangsspannungen wahlweise auf die Rampensteuerung (48) aufschaltbar sind.

6. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator mit der die augenblickliche Geschwindigkeit bestimmenden Spannung geladen und über einen einstellbaren Widerstand entladen wird, derart, daß ein stoßarmer Übergang der Geschwindigkeiten erreicht wird.

7. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (12) als Proportional-(Servo)-ventil ausgebildet ist und dem Steuerventil (12) ein Richtungswahlschalter (60) vorgeschaltet ist

8. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchflußorgan eine Drossel (72) mit proportional veränderbarem Durchflußquerschnitt vorgesehen ist und daß sie verwendet wird für Antriebe mit wenigstens zwei Antriebszylindern (82,84), wobei alternativ nur ein Arbeitszylinder betätigt werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Eine Steuerung der gattungsgemäßen Art ist Gegenstand der älteren Anmeldung gemäß der DE-OS 32 09 313. Diese Anordnung ist als Programmsteuerung ausgebildet, mit der eine Mehrzahl von Wegabschnitten unabhängig voneinander nach Größe und Geschwindigkeit einstellbar ist. Die vom Sollwertgeber abgegebene Spannung bestimmt dabei jeweils in Verbindung mit dem incrementierend arbeitenden Impulszählwerk den jeweiligen Weg. Die Schaltanordnung ist ein Schrittschaltwerk, über das die jeweiligen Wegsollwerte geschaltet werden und gleichzeitig jedem Weg eine gesonderte Geschwindigkeit zugeordnet wird. Am Ausgang der Steuerung ist eine Rampensteuerung vorgesehen, die in üblicher Weise für ein Proportional-(Servo)-Ventil die Beschleunigungs- und Verzögerungsrampe bestimmt.

Es ist weiter eine Steuerung für hydraulische Antriebe mit den Zu- bzw. Ablauf steuernden Proportionalventilen bekannt (DE-OS 31 10 676), bei dem in wenigstens einer Arbeitsleitung des Antriebes ein Volumensensor mit einem Paar runder Zahnräder als Meßwerk vorgesehen ist, dessen Zahnbewegungen mittels Detektoren berührungslos abtastbar sind, die jeweils für diskrete Teilmengen elektrische Impulse abgeben, wobei die Steuerung ein Impulszählwerk aufweist und die Ventile in Abhängigkeit von der Impulszahl und/oder Impulsfrequenz steuerbar sind. Mit dieser Steuerung wird zur Vermeidung von mechanischen Anschlägen, die den Beginn der Verzögerungsrampe bestimmen, im linpulszählwerk zu der vom Volumensensor abgegebenen Ist-Impulszahl einer Anzahl von Impulsen addiert,

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die dem ölvolumen entspricht, das während des Abfah- steuert Die Steuerung ist weiter mit einer Eingabe 24 rens der Verzögerungsrampe in Abhängigkeit von der versehen, über die der vom Antriebszylinder zurückzu-Arbeitsgeschwindigkeit und dem Winkel der Verzöge- legende Weg. seine Geschwindigkeit und die Steilheit rungsrampe in den Antrieb einzuspeisen ist, wobei nach seiner Verzögerungsrampe und die Bewegungsrichtung Erreichen der dem Gesamtweg entsprechenden Impuls- 5 in die Steuerung als Sollwerte eingebbar sind, zahl der Antrieb auf Verzögerung umgeschaltet wird. Es In Fig. 2 ist die Steuerung sowie die Eingabe als

handelt sich hier also um eine berührungslose Brems- Blockschaltbild dargestellt. In Fig.2 erscheint weiter punktfindung. der Volumenzähler 14 und das Proportionalventil 12.

Bei Verwendung der Steuerung nach der DE-OS Die in F i g. 2 veranschaulichte Steuerung weist ein

31 10 676 bei Antrieben, für die zwischen dem Ende der io impulszählwerk 26 auf, dem die vom Volumensensor 14 Beschleuni£ungsrampe und dem Beginn der Verzöge- abgegebenen Impulse über die Leitung 16 aufgegeben rungsrampe ein Konstantgeschwindigkeitsbereich vor- werden. Der Volumensensor ist in bekannter Weise mit gesehen ist, sind Geschwindigkeitsänderungen im Kon- einem Impulsvervierfacher 28 versehen, so daß für jede stantgeschwindigkeitsbereich ohne Einfluß auf die kor- Teilmenge, die einem Zahnvolumen entsprechen kann, rekte Bremspunktfindung, sofern die Geschwindigkeit 15 über die Leitung 16 vier Impulse auf das Impulszählbei Erreichen des Bremspunktes der Sollgeschwindig- werk 26 gegeben werden. Das Impulszählwerk arbeitet keit entspricht. Liegt die Geschwindigkeit höher oder decrementierend.

tiefer, wird der Verzögerungsweg langer oder kürzer als Dem Impulszählwerk 26 ist weiter eine Impulsvorder Sollweg, da die Verzögerungsrampe lediglich in üb- wahl 28 vorgeschaltet. Dem Impulszählwerk nachgelicher Weise proportional gesteuert wird. 20 schaltet ist ein D/A-Wandler 30, dessen Ausgang auf

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung der ein- einen Analogverstärker 32 geschaltet ist Der Ausgang gangs genannten Art zu schaffen, mit der bei automati- des Analogverstärkers 32 ist auf einen analogen Sumscher Bremspunktfindung der vorgegebene Sollweg un- mierer 34 und auf einen Vergleicher 36 geschaltet. Auf abhängig von der Ist-Geschwindigkeit am Bremspunkt den analogen Summierer ist weiter ein Sollwertgeber 38 genau eingehalten wird. 25 geschaltet, über den auf den analogen Summierer einer

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die gewünschten Restgeschwindigkeit entsprechende kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Spannung aufgeschaltet wird.

Die Benutzung von Impulszählwerken, die decremen- Es ist weher ein Sollwertgeber 40 für die Geschwin-

tierend arbeiten, bei Positioniersteuerungen ist bereits digkeit vorgesehen. Von diesem Sollwertgeber wird weaus »Der Elektromeister + Deutsches Elektrohand- 30 nigstens eine die Sollgeschwindigkeit bestimmende werk« Bd. 50, 1975, H. 23, S. 1495-1498, bekannt. Die Spannung abgegeben. Nach der Zeichnung sind vier erfindungsgemäße Lösung hat den zusätzlichen Vorteil. einstellbare Sollwertgeber für die Geschwindigkeiten daß inherent eine hyperbelförmige Verzögerungsrampe Vi bis V4 vorgesehen. Die Ausgänge des Sollwertgeerzielt wird und damit eine ideale Abbremsung des An- bers 40 liegen an einer Schaltergruppe 42, die von einem triebes. 35 Geschwindigkeitswahlschalter 44 über eine Schaltan-

Zweckmäßige Ausgestallungen der Steuerung sind Ordnung 46 mit rücksetzbaren selbsthaltenden Schal-Gegenstand der Unteransprüche. tern ansteuerbar sind, die hier als Haltespeicher darge-Die Steuerung ist in der Zeichnung in einem Ausfüh- stellt sind. Der Ausgang der Schaltergruppe 42 (Gerungsbeispiel veranschaulicht und im nachstehenden im schwindigkeits-Sollwert) ist auf eine Rampensteuerung einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt 40 48 und deren Ausgang ist auf den Vergleicher 36 ge-

F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines hydraulischen An- schaltet.

triebes mit einem Hydraulikantrieb und einer Steuerung Weiter sind die Ausgänge der Rampensteuerung 48

gemäß der Erfindung, und der Ausgang des analogen Summierers 34 auf die

Fig.2 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen beiden Eingänge 50 bzw. 52 eines Umschalters 54 ge-

Steuerung, 45 schaltet, dessen Ausgang 56 in einem U/I-Verstärker 58

F i g. 3 in einem Geschwindigkeitszeitdiagramm die verstärkt über einen zweiten Umschalter 60 jeweils auf

Wirkung der Steuerung, eine der Antriebsspulen des Proportionalventils 12 ge-

F i g. 4 in einem weiteren Geschwindigkeitsdiagramm schaltet ist. Der zweite Umschalter 60 wird von einem

die Wirkung einer weiteren Ausführung der Steuerung, Richtungswahlschalter 62 angesteuert.

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Antriebes 50 Der Ausgang des Vergleichers 36 führt über einen mit einer Steuerung gemäß der Erfindung. Impulsbildner 64 zu einem rücksetzbaren selbsthalten-

In Fig. 1 ist das Schaltbild eines Hydraulikantriebes den Schalter 66. Der Ausgang des Impulsgebers 64 ist mit einer elektronischen Steuerung. Der Antrieb weist weiter den Rücksetzanschlüssen der Speicher der einen Antriebszylinder 2 auf, der mit ein-oder beidseitig Schaltanordnung 46 aufgeschaltet. Der Rücksetzanherausgeführter Kolbenstange oder auch als Phngerzy- 55 Schluß des hier als Speicher dargestellten selbsthaltenlinder ausgebildet sein kann. Es ist weiter eine Drucköl- den Schalters 66 ist mit dem Impulszählwerk 26 verbunversorgung 4 mit einem Tank 6, einer Pumpe 8 und den, so daß beim Zählerstand Null ein Rücksetzimpuls einem Überdruckventil 10 vorgesehen. Zur Steuerung auf den Schalter 66 gegeben wird. Der Ausgang des des Antriebszylinders ist ein elektrisch gesteuertes Pro- Schalters 66 ist auf das Betätigungselement 55, hier darportionalventil 12 vorgesehen. In einer der Anschlußlei- bo gestellt als Elektromagnet, des Umschalters 54 geschaltungen des Antriebszylinders 2 ist ein Volumensensor tet, und zwar so, daß der Umschalter 54 auf den Eingang vorgesehen, der ein Paar runder Meßräder als Meß- 52 geschaltet wird, wenn der Schalter 66 über den vom werk aufweist, dessen Zahnbewegungen mittels Detek- Impulsgeber64 abgegebenen Impuls eingeschaltet wird, toren berührungslos abtastbar sind, die jeweils für dis- Gestartet wird die Steuerung über einen Taster 68

krete Teilmengen elektrische Impulse abgeben. Die Im- bs mit nachgeschaltetem Impulsbildner 70. Der Schaltimpulse werden über eine Leitung 16 der elektronischen puls wird einmal den Speichern der Schaltanordnung 46 Steuerung 18 aufgegeben, die über Leitungen 20, 22 die und zum andern dem Impulszählwerk 26 aufgegeben beiden Elektromagneten des Proportionalventils 12 an- Der Taster kann von Hand betätiebar sein. Der Startim-

puls kann aber von einer Programmsteuerung oder dergleichen abgegeben werden.

Im Wegvorwähler 28 ist eine dem Sollweg des Antriebszylinders entsprechende Sollimpulszahl eingegeben. Über den Geschwindigkeitswahlschalter 44 wird eine der vier Geschwindigkeiten V1 bis V 4 des Sollwertgebers 40 eingestellt. Mit dem Richtungswahlschalter 62 wird die Durchlaufrichtung des Proportionalventils und damit die Bewegungsrichtung des Antriebszylinders 2 vorgegeben.

Den Zählerstand übernimmt der D/A-Wandler, so daß dieser ausgehend von der Sollimpulszahl bis zum Zählerstand Null des Impulszählwerkes 26 die Ausgangsspannung von einem Anfangswert ausgehend bis Null führt. Es wird weiter durch Einstellung des Verstärkungsfaktors des D/A-Wandlers 30 über den Analogverstärker 32 die Spannungsänderung pro Zählerimpuls und damit die Steilheit der Verzögerungsrampe bestimmt.

Mit dem Startinipuls wird die am Wegvorwähler 28 eingestellte Impulszahl in das Impulszählwerk übernommen. Darüber hinaus wird der Speicher der Schaltanordnung 46 gesetzt, der über den Geschwindigkeitswahlschalter 44 angesteuert ist. Damit wird in der Schaltergruppe 42 der zugehörige Schalter aktiviert, so daß an der Rampensteuerung 48 die Spannung für diejenige Geschwindigkeit anliegt, die über den Wahlschalter eingestellt ist. Über die Rampensteuerung 48 wird dem über den Umschalter 60 angesteuerten Elektromagneten eine nach der in der Rampensteuerung festgelegten Kennlinie steigende Spannung zugeführt, durch die der Durchlaß des Proportionalventiles nach der Kennlinie öffnet.

Die Kennlinie kann dabei geradlinig sein (F i g. 3). Zweckmäßig wird sie aber zum Bewegungsbeginn in bekannter Weise verzögert, so daß zunächst eine langsamere Beschleunigung aus der Nullstellung heraus erfolgt (F i g. 4). Auch der Übergang von der Beschleunigung in den Bereich konstanter Geschwindigkeit kann in bekannter Weise verzögert und damit stoßarm erfolgen. Bei Erreichen der der Sollgeschwindigkeit entsprechenden Spannung am Ausgang der Rampensteuerung wird der Antrieb dann abhängig von den Betriebsbedingungen mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit gefahren. Es steht dann auch am Vergleicher die Sollspannung für die Geschwindigkeit an.

Wenn sich der Antrieb in Bewegung setzt, werden vom Volumensensor 14 Impulse auf das Impulszählwerk aufgegeben, das mit der Sollimpulszahl aus dem Wegvorwähler 28 gesetzt ist. Das decrementierend arbeitende Impulszählwerk 26 zählt dabei die vom Volumensensor abgegebenen Impulse von der gespeicherten Sollimpulszahl ab. Dies führt zu einer entsprechenden Verringerung der Ausgangsspannung des D/A-Wandlers. Mit sich mindernder Impulszahl nähert sich die Ausgangsspannung des Analogverstärkers der Geschwindigkeitssollwertspannung, die mit der Ausgangsspannung der Rampensteuerung am Vergleicher 36 anliegt Bei Gleichheit der am Vergleicher anliegenden Spannungen wird über den über den Impulsgeber 36 abgegebenen Impuls der Schalter 66 aktiviert, über den dann der Umschalter 54 vom Eingang 50 auf den Eingang 52 geschaltet wird. Gleichzeitig wird der in der Schaltanordnung 46 gesetzte Speicher rückgesetzt wodurch der entsprechende Schalter der Schaltergruppe 42 abfällt und der Ausgang der Schaltergruppe 42 spannungslos wird.

Nachdem der Umschalter 54 auf den Eingang 52 geschaltet hat Hegt am Elektromagneten des Proportionalventils 12 die Ausgangsspannung des analogen Summierers 34 an, die zunächst als identisch mit der Ausgangsspannung des Analogverstärkers angesehen werden soll. Mit weiterem Herabzählen der Impulse sinkt die über den D/A-Wandler abgegebene Spannung. Damit nähert sich das Proportionalventil entsprechend der Schließstellung. Dies bedeutet, daß beginnend mit der Umschaltung des Umschalters 54 eine Verzögerungsrampe gefahren wird. Da die pro Impuls in den Antrieb

ίο eingespeiste ölmenge konstant ist, der Zeitraum, in dem Impulse abgegeben werden aber größer wird, ändert sich die Ausgangsspannung und damit die Geschwindigkeit des Antriebszylinders 2 hyperbolisch. Sie nähert sich damit asymptotisch der Geschwindigkeit Null. Um den Antrieb in angemessener Zeit zum Stillstand zu bringen, ist dem analogen Summierer 34 eine einer gewünschten Restgeschwindigkeit entsprechende Spannung 38 aufgeschaltet. Damit erhält der Elektromagnet des Proportionalventils im unteren Bereich der Verzögerungsrampe eine Spannung, die das Ventil weiter geöffnet hält als es der vom D/A-Wandler abgegebenen Spannung entspricht. Über die Einstellung der Restgeschwindigkeitsspannung 38 kann die Geschwindigkeit des Antriebszylinders 2, aus der dieser zum Stillstand gebracht wird, bestimmt werden.

Wenn der Impulszähler den Zählerstand 0 erreicht hat, wird auf den Schalter 66 ein Rücksetzimpuls gegeben, so daß der Elektromagnet auf den Eingang 50 zurückschaltet. Da der Eingang der Rampensteuerung 48 durch das vorher erfolgte Rücksetzen des über den Geschwindigkeitswahlschalter 44 gesetzten Schalters 46 spannungslos ist, wird auch der Elektromagnet des Proportionalventiles J2 spannungslos und das Ventil schließt. Da zu diesem Zeitpunkt genau die Ölmenge in den Arbeitsraum des Antriebszylinders 2 eingeflossen ist der dem vorbestimmten Weg entspricht, kommt der Antrieb genau in der vorgegebenen Endstellung zum Stillstand.

Durch die rücksetzbaren Schalter der Schaltanordnung 46 wird sichergestellt, daß bei Erreichen des Zählerstandes Null beim Umschalten des Umschalters 54 über den Schalter 66 dem U/I-Verstärker nicht erneut die Ausgangsspannung der Rampensteuerung aufgeschaltet wird.

Ein D/A-Wandler arbeitet so, daß jeder eingegebene Impuls eine vorgegebene Spannungsänderung am Ausgang bewirkt Handelsübliche D/A-Wandler haben eine effektive Ausgangsspannung von 10 V. Bei einer gegebenen Spannungsänderung pro Impuls entspricht damit der maximal anzeigbare Analogwert von 10 V einer Gesamtimpulszahl, die sich aus der Spannung von 10 V dividiert durch die Spannungsänderung pro Impuls ergibt Dies gilt sowohl für die D/A-Wandler mit incrementierender Eingabe als auch solche mit decrementierender Eingabe. Ein dem D/A-Wandler aufgegebener Impuls entspricht bei einem Antrieb mit einem Antriebszylinder einem vorgegebenen ölvolumen. Es ergibt sich damit für den Ausgang des D/A-Wandlers im U/t-Diagramm eine Kennlinie für die Geschwindigkeitsänderung des Antriebszylinders 2. Die Kennlinien für Wege, die kürzer sind als es dem Faktor 10 V dividiert durch die Spannungsänderung pro Impuls entspricht liegen parallel.

Bei Hydraulikantrieben ist die Zahl der Impulse vielfach groß bei einer vorgegebenen minimal tragbaren Spannungsänderung pro Impuls. Um bei derartig großen Impulszahlen zu den Kennlinien der gewünschten Steilheit zu gelangen, ist dem D/A-Wandler der Analog-

verstärker nachgeschaltet, mit dem die Anfangsspannung des D/A-Wandlers bis auf ein Mehrfaches ihres Effektivwertes verstärkt bzw. übersteuert werden kann. In Verbindung mit dem decrementierend arbeitenden Impulsgeber wird somit die effektive maximale Spannung des D/A-Wandlers erst nach einer Zeit erreicht, die sich aus dem Grad der Übersteuerung und der Gesamtzahl der Impulse ergibt. Durch Wahl der Übersteuerung läßt sich bei einer gegebenen Impulszahl die Neigung der Kennlinie bestimmen.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Steuerung soll im nachstehenden im einzelnen unter Bezug auf das Diagramm nach F i g. 3 beschrieben werden, in der die die Geschwindigkeit V des Antriebes bestimmende Spannung U über die Zeit t aufgetragen ist. Der Bewegungsablauf setzt sich ausgehend vom Punkt O aus einer Beschleunigungsrampe O - .4, einem Konstantgeschwindigkeitsbereich A-B und einer Verzögerungsrampe ß-£zusammen. Die Fläche unter der Kurve O-A- B-E entspricht dem vom Antrieb zurückgelegten Weg. Dieser Weg entspricht seinerseits bei einer gegebenen Querschnittsfläche des Zylinderraums einem vorbestimmten ölvolumen und dieses entspricht wiederum einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen, die vom Volumensensor abgegeben werden. Für einen bestimmten Weg liegt damit die Impulszahl fest, die in die Wegvorwahl 28 einzugeben ist und auf die der D/A-Wandler anspricht. In der Praxis werden für einen hydraulischen Antrieb Startpunkt und Endpunkt festgelegt und als Sollimpulszahl die Impulszahl ermittelt, die vom Volumensensor bei der Bewegung des Antriebs zwischen den Endlagen abgegeben wird.

Die Beschleunigungsrampe O-A wird in bei Proportionalventilen üblicher Weise durch die Rampensteuerung 48 vorgegeben. Der Antrieb wird beschleunigt, bis die für eine Sollgeschwindigkeit vorgegebene Sollspannung Us erreicht ist. Dieser Spannung entspricht eine vorbestimmte Öffnungsstellung des Proportionalventils, das dann eine konstante öimenge über den Konstantgeschwindigkeitsbereich A-Bdurchläßt. Us kann'maximal der effektiven Ausgangsspannung des D/A-Wandlers entsprechen.

Im Diagramm eingetragen sind zwei Kennlinien I und II, die sich durch Übersteuerung des D/A-Wandlers durch den Analogverstärker ergeben. Diese Kennlinien haben wie für die Kennlinie/ eingetragen, bis zum Zeitpunkt fl, d.h. während der Beschleunigung des Antriebs einen flacheren Verlauf. Die Kennlinien I und II schneiden die U = 10 V Linie, die der maximalen effektiven D/A-Wandler-Spannung entspricht, in den Punkten G bzw. G'. Auf der Kennlinie I wird die Spannung Us im Bremspunkt B zum Zeitpunkt f 2 erreicht. Mit Erreichen des Brernspunktcs B erfolgt die Umschaltung des Umschalters 54 und der Antrieb wird verzögert Während der im Bremspunkt B beginnenden Verzögerungsrampe erfolgt die weitere Spannungsänderung über der Zeit entsprechend einer Hyperbel, bis die über den Sollwertgeber 38 eingestellte Spannung Ur für die Restgeschwindigkeit erreicht ist Zum Zeitpunkt f3 wird im Punkt E mit Erreichen des Zählerstandes Null der Schalter 66 rückgesetzt und der Antrieb kommt zum Stillstand. Die Verzögerungshyperbel ergibt sich automatisch, da mit abnehmender Geschwindigkeit die Zeitabstände der vom Volumensensor abgegebenen Impulse sich entsprechend vergrößern.

Damit bei dieser hyperbolischen Verzögerung der Antrieb in angemessener Zeit zum Stillstand kommt wird dem analogen Summierer 34 die Spannung Ur für eine Restgeschwindigkeit aufgegeben. Diese Spannung Ur entspricht einer Mindestgeschwindigkeit, aus der der Antrieb ohne Stoß abgebremst werden kann.

Bei der stärker übersteuerten Kennlinie Il wird die Spannung (Λ-erst zum Zeitpunkt f 4 im Bremspunkt B' erreicht. Die Verzögerungsrampe ist hier wesentlich steller und der Endpunkt ß'wird bereits zum Zeitpunkt 15 erreicht. Die Flächen unter der Kurve OAl)-H-E" einerseits und unter der Kurve O-A-B-B'-E'-E'" andcrerseits sind gleich und damit auch die vom Antrieb zurückgelegten Wege.

In Fig.3 ist weiter für einen kürzeren Weg eine Kennlinie III dargestellt. Ist bei einem solchen Antrieb die Sollgeschwindigkeit entsprechend Us eingestellt,

schneidet die Beschleunigungsrampe O-A die Kennlinie III bereits im Punkt C, der hierbei der Bremspunkt ist. An diesem Bremspunkt C wird der Umschalter 54 umgeschaltet und der Antrieb wird anschließend hyperbolisch verzögert und kommt zum Zeitpunkt <6 zum Stillstand. Eine solche Arbeitsweise, bei der der Antrieb nur beschleunigt und verzögert wird, ist so lange möglich, wie die eingestellte Kennlinie die Beschleunigungsrampe noch unterhalb der maximalen D/A-Wandler-Spannungvon lOVschneidet

In F i g. 4 ist ein Bewegungsdiagramm dargestellt, bei dem für die Verzögerungsrampe an ihrem Fuß eine verzögerte Beschleunigung und an ihrem oberen Ende ein verzögerter Übergang in die Konstantgeschwindigkeit durch die Rampensteuerung vorgegeben ist. Die Steuerung ist weiter so ausgelegt, daß am Beginn der Verzögerungsrampe ein gegenüber dem gestrichelt eingezeichneten hyperbolischen Verlauf entsprechend F i g. 3 ein stoßärmerer Übergang in die Verzögerungshyperbel erreicht wird.

Ein solcher verzögerter Übergang von der Konstantgeschwindigkeit zur Verzögerungsrampe ist beispielsweise dadurch erreichbar, daß — während der Antrieb im Bereich konstanter Schwindigkeit ist — ein Kondensator mit der die augenblickliche Geschwindigkeit bestimmenden Spannung aufgeladen wird. Zur Entladung des Kondensators ist ein einstellbarer Widerstand vorgesehen. Mit dem Erreichen des Bremspunktes (Betätigung des Umschalters 54) wird der Kondensator nur noch mit der fortschreitend sinkenden D/A-Wandlerspannung gespeist, so daß die Restspannung des Kondensators schneller sinkt als sie durch die Aufladung steigt und zumindest vorübergehend eine Verringerung der Verzögerung entsteht, die spätestens beim Erreichen der Restgeschwindigkeit aufgehoben ist. Unter Umständen ist die Restgeschwindigkeit niedriger als im Beispiel nach F i g. 3 beschrieben einzustellen.

Die Übergänge sind jeweils entsprechend den Anforderungen an den Antrieb gestaltet und können 5ö ausgebildet werden, daß ein stoßfreier oder stoßarmer Übergang erzielt wird. Ebenso wird die Spannung für die Restgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem beim Stillsetzen des Antriebes tolerierbären Verzögerungsstoß festgelegt
Eine andere Ausführungsform eines Antriebes mit einer Steuerung gemäß der Erfindung ist in F i g. 5 dargestellt Das den Durchfluß proportional steuernde Organ ist hier eine Drossel 72, deren Durchfluß über einen elektromagnetischen Antrieb 74 proportional steuerbar ist Die Drossel ist hier mit dem Volumensensor 14 in Reihe geschaltet und könnte beispielsweise mit diesem eine Baueinheit bilden. Der Drossel 82 nachgeschaltet ist eine Druckleitung 76, an die zwei hier zwei als 2/3-Wegeventile ausgebildete Schaltveniile 78,80 ange-

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schlossen sind. An diese Schaltventile 78, 80 ist jeweils ein hydraulischer Antriebszylinder 82,84 angeschlossen. Die beiden Zylinder sind hier mit um 90° versetzten Achsen dargestellt und sollen beispielsweise in unterschiedlichen Richtungen wirken. Die beiden Schaltventile 78 und 80 werden so gesteuert, daß jeweils nur eines der Ventile eine Durchlaßstellung einnimmt, die Antriebszylinder also alternativ angetrieben werden. In Verbindung mit einer Programmsteuerung oder einer Mikroprozessorsteuerung können die Eingaben für die hier nur einmal vorzusehende Steuerung 18 so gewählt werden, daß die Antriebe jeweils individuell hinsichtlich ihres Weges und ihrer Geschwindigkeit betrieben werden können. Es ist selbstverständlich möglich, auch weitere Antriebszylinder in gleicher Weise anzuschließen, solange der Gesamtantrieb so betreibbar ist, daß jeweils nur ein Antriebszyünder in Bewegung ist. Auf diese Weise lassen sich mit einem einzigen Volumensensor und einem einzigen proportional ansteuerbaren Durchflußorgan und einer einzigen Steuerung komplexe Antriebe mit mehreren Antriebszylindern steuern.

|s; Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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45

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Steuerung

— für hydraulische Antriebe mit einem Antriebszylinder, mit

— einem elektromagnetisch betätigten Durchflußorgan mit spannungsabhängiger Durchflußmenge und wenigstens einem in einer Arbeitsleitung des Antriebs angeordneten Volumensensor mit einem Paar runder Zahnräder als Meßwerk, dessen Zahnbewegungen mittels Detektoren berührungslos abtastbar sind, die jeweils für diskrete Teilmengen elektrische Impulse abgeben,

— einem Impulszählwerk für die vom Volumensensor .abgegebenen Impulse,

— einem dem Ausgang des Impulszählwerkes nachgeschalteten D/A-Wandler, dem ein Vergleicher nachgeschaltet ist,

— einem eine Spannung abgebenden Sollwertgeber, dessen Ausgangsspannung gleichfalls dem Vergleicher aufgeschaltet ist,

— einer Schaltanordnung, die über einen vom Vergleicher bei Spannungsgleichheit abgegebenen Schaltimpuls den Sollwertgeber zu- oder abschaltet, und

— einer Rampensteuerung,

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dadurch gekennzeichnet, daß