DE3324483A1

DE3324483A1 - Anordnung zur weichen bremsung beweglicher teile

Info

Publication number: DE3324483A1
Application number: DE19833324483
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-07
Filing date: 1983-07-07
Publication date: 1985-01-24

Description

Anordnung zur weichen Bremsung
beweglicher Teile Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur weichen Bremsung beweglicher Teile, insbesondere schwerer Teile wie Schlitten von Werkzeugmaschinen, bei denen sowohl die Beschleunigung als auch das Abbremsen auf einer kurzen Wegstrecke erfolgen muß.
Eine solche Aufgabenstellung ergibt sich z.B. für Werkzeugmaschinen wie Sägen in Sägewerken oder Schleifmaschinen, bei denen der Schlitten entlang eines Werketückes geführt wird und nach möglichst kurzer An fahrstrecke die optimale Bearbeitungsgeschwindigkeit erreichen soll und ebenso auf möglichst kurzer Auslaufatrecke wieder abgebremst und zum Rückwärtslauf umgeschaltet werden soll. Dabei muß das Abbremsen weich erfolgen, um insbesondere Stöße auf die mechanischen Teile wie z.B. das Getriebe, zW vermeiden, da solche Stöße zu einem vorzeitigen Verschleiß führen. Außerdem muß bei solchen Anordnungen die thermische Belastung des oder der Antriebsmotore und der dazugehörigen elastischen Bauteile niedrig gehalten werden. Um ohne mecilanisohe Bremsen eine solche Anordnung zu betreiben, wird die gewünschte Beschleunigung und Abbremsung über den Antriebsmotorvorgenommen. Dabei kann es sich um einen oder mehrere Motore handeln, so kann etwa zum Abbremsen ein eigener bremst mtor eingesetzt werden.
Bei den bekannten Zlerfahren wird zum Bremsen an den Motor anstelle der anliegenden Eilgangsepannung, d.h. der für den Betrieb des Ensetriebenen Teiles während der Arbeitsleistung bei höherer Geschwindigkeit erforderlichen Spannung die Schleichspannung, mit der der Motor bis zum Auslauf betrieben wird (bzw. bis zur Reversion) und die entsprechend niedrig ist, angelegt. Um zu verhindern, daß der Motor und damit das angetriebene Teil auf einer sehr langen Strecke ausläuft, wird bei den bekannten Verfahren über ein Schütz oder einen Thyristor der Ankerstrom des Gleichstrom-Motors über einen Bremswiderstand kurzgeschlossen. Dadurch wird der dann als Generator wirkende Anker sehr schnell auf Schleichspannung abgebremst und läuft mit dieser Schleichspannung bis zum Abschalten langsam weiter.
Diese bekannte Abbremsung über den Antriebsmotor hat jedoch den Nachteil, daß bei anliegender Schleichspannung der Bremswiderstand bis zum völligen Abbremsen mit der Schleichspannung beaufschlagt ist und demzufolge sehr heiß wird, was bis zum Abschalten zu einem hohen und unnötigen Energieverbrauch führt. Der Energieverbrauch wird dabei noch höher und die Bauteile thermisch belastet weil die Schleichspannung infolge des Spannungsteilers zwischen Motor und Bremswiderstand höher sein muß. Nachteilig ist auch die schlagartige Wirkung der Bremse. Diese belastet außerdem die mechanischen Maschinenteile unzulässig. Auch ein einfaches Abschalten des Eilganges vor der Bremsung ist keine geeignete Lösung, da dann nicht im Schleichgang weitergefahren werden kann.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur weichen und ruckfreien Bremsung beweglicher Teile aufzuzeigen, welche die aufgezeigten Nachteile vermeidet und eine Abbremscharakteristik ähnlich der einer Bremsung mittels eines 4-uadrantenantriebes aufzeigt.
Die Aufgabe wird durch Anordnung eines Leistungstransistors im Bremsstromkreis eines den Antrieb bildenden Gleichstrommotors gelöst, wobei der Tro - nsistor nicht im aktiven Regelbereich betrieben, sondern getakelt wird. Damit können bei der erfindungsgemäßen Anordnung einfache handelsübliche Transistoren verwendet werden9 während bei Betrieb im aktiven Regelbereich ein dem Takten entsprechendes Verhalten nur durch verwendung sehr teurer hochleistungsfähiger Transistoren in Verbindung mit einem steuernden RC- oder LC-Glied erreicht werden kann Mit dieser er findungsgemäßen Anordnung können nämlich sehr hohe Ströme, die zur Bewegung der großen Massen bei Sägemaschinen oder Werkzeugmaschinen erforderlich sind9 geschaltet und der fntriebsmotor abgebremst werden.
Um die Abbremsung besonders weich durchführen zu tonnen, wird in dem Schaltkreis ein stbuerbarer Taktgeber angeordnet, mit dem die Impulshäufigkeit verändert werden kann, so daß beim Abbremsen zunächst mit einer geringen Anzahl von Impulsen 9 vorzugsweise 50 und sodann zunehmend bis zum Schluß des Abbreiiisvorg-anges mit einer hohen Anzahl von Impulsen, vorzugsweise 1000 gebreriist werden kann.
Dabei hat sich gezeigt 9 daß es zweckmäßig ist, zu der Impulsfolge pro Zeiteinheit auch die Impulsbreite, d.h.
die Dauer der Wirksamkeit der Impulse zu verändern.
Dabei kann mit bekannten Mitteln die Impuls folge und/ oder die Impulsbreite derart verändert werden, daß eine Bremswirkung von 0 bis nahezu 100°ó einstellbar ist.
Um diese Bremsung, - die entsprechend der einmal gewählen Einstellung unbeeinflußbar abläuft - zusätzlich regelbar zu gestalten, wird nach einem Ist/Soll-Vergleich der zu jedem beliebigen Zeitpunkt vorhandenen Motorspannung mit der mittels eines Potentiometers für den individuellen Abbremsvorgang eingestellten Schleichspannung die Taktfolge (Impulshäufigkeit und/oder Impulsbreite) derart durch ein Regelelement verändert, daß eine kontinuierlich wirkende und damit weiche Bremsung gesichert ist.
In dem Bild 1 ist ein Abbremsverlauf dargestellt mit unterschiedlicher Abbremsgeschwindigkeit. Dabei zeigt die Kurve a nach Abschalten des Eilganges zunächst eine stärkere und sodann in harmonischem übergang eine langsamere Abbremsung; Kurve b zeigt einen linearen Abbremsvorgang und Kurve c einen zunächst langsameren und sodann stärkeren Abbremsvorgang.
Bild 2 schließlich zeigt als Blockdiagramm die Schaltung, wobei über einen Integrator die Sollwerteingabe erfolgt.
Ein Regler regelt hierbei in Abhängigkeit von dem Ist/Soll-Vergleich über einen Mikroprozessor die so gewählte Abbremsung.
- L e e r s e i t e -

Claims

Patentanspruche Anordnung zum Abbremsen von vorzugsweise längsbewegten motorisch angetriebenen Massen durch Umschalten des Antriebsmotors vom Eilgang auf den Bremsung7 gekennzeichnet durch einen in dem Bremsstromkreis angeordneten Leistungstransistor,auf den in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors oine während des Abbremsvorganges durch Takten veränderliche Anzahl von Impulsen mit veränderbarer Impulsbreite einwirkt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Takt folge in Abhängigkeit eines Ist/Soll-\Iergleiches zwischen der zu jedem Abgreifzeitpunkt vorhandenen tiotorspannung mit der an einem Potentiometer eingestellten Schleichspannung die Takt folge mittels eines Mikroprozessors eingestellt wird.
3. Verfahren zum Abbremsen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungstransistor zunächst zum Beginn des Abbremsvorganges bei hoher generatorischer Leistung des Antriebsmotors mit einer geringen ImpuJshäufigkeit und im Verlauf des Abbremsworganges mit einer zunehmenden Impulshäufigkeit gesteuert wird.
4 Verfahren zum Abbremsen nach Anspruch 3, dadurch gekennze$chnet, daß der Leistungstransistor zunächst zum Beginn des Abbremsvorganges bei hoher generatorischer Leistung des Antriebsmotors mit Impulsen geringer Breite und im Verlauf des Abbremsvorganges mit zunehmender Impulsbreite gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme der Impulshäufigkeit linear erfolgt.