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Anordnung zur Auffahrsicherung der Schleifmaschine auf das
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Werkstück an Schleifmaschinen Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Auffahrsicherung der Schleifmaschine auf das Werkstück an Schleifmaschinen,
die mit einer Steuerung für den Zustellantrieb und einem Wegmeßsystem in der Zustellachse
ausgerüstet sind, wobei die Steuerung für relativ zur Anschliffposition liegende
Vorkoinzidenzpunkte Vorkoinzidenzausgänge besitzt, unter Verwendung einer Notstillsetzeinrichtung,
eines Tachogenerators als Geschwindigkeitsmeßsystem sowie einer Geschwindigkeitskontrolle
des Zustellantriebes, insbesondere für das Einstechschleifen.
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Das Schleifen von insbesondere im Einstechschleifverfahren zu bearbeitenden
Wälzlagerringen auf Wälzlagerschleifautomaten muß aus Gründen der Produktivität
mit geringen Nebenzeiten ablaufen, wenn man berücksichtigt, daß die eigentliche
Schleifzeit im Sekundenbereich liegt. Deshalb sind neben schnellen Werkstückwechselzeiten
vorallem auch die durch das Zustellen des Schleifsupports nach erfolgtem Wcrkstückwechsel
notwendigen Nebenzeiten so gering wie möglich zu halten.
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Derartige geringe Schleifzeiten werden durch hohe Umfangsgeschwindigkeiten
der Schleifscheibe bis zu 100 m/sec. erreicht.
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Um die Nebenzeiten für das Zustellen gegenüber der Schleifzeit gering
zu halten, werden außerordentlich hohe Anforderungen an die Dynamik des Zustellantriebes
gestellt. Andererseits bringt die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe
eine große Gefahr für Bedienpersonal solcher Maschinen mit sich, weil bei zu großer
Auffahrgeschwindigkeit der Schleifscheibe gegen das Werkstück die Schleifscheibe
explosionsartig berstet und selbst bei optimaler Schutzabdeckung der Schleifscheibe
aus der fertigungstechnisch bedingten Austrittsöffnung Bruchstücke der Schleifscheibe
lebensbedrohlich über große Entfernungen geschleudert werden können. Die Zustellung
der Schleifscheibe wurde deshalb bisher mit hydraulischer Schnellverstellung gegen
mechanische Festanschläge erreicht, wobei der Festanschlag die Sicherheit für die
Begrenzung des Verfahrweges der Schleifscheibe garantierte. Diese Festanschläge
haben aber den Nachteil der erforderlichen Justierung, die nach jedem Abrichtvorgang
wiederholt werden müßte, wenn die Zustellzeit und damit die Produktivität der Maschine
optimal gehalten werden soll.
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Mit dem Einsatz lagegeregelter Zustellantriebe, die in ihren Parametern
die hydraulische Schneliverstellung übertreffen, sind zwar kürzere Zustellzeiten
realisierbar, aber durch den damit verbundenen Wegfall des Festanschlages ergibt
sich wiederum die Gefahr der Havarie bei Auftreffen der Schleifscheibe auf das Werkstück
mit zu hoher Geschwindigkeit. Diese Gefahr besteht durch Fehlfunktionen verschiedener
Ursachenquellen wie Stromausfall, Steuerungsfehler, Bauelementeausfall in der Steuerung
und Meßsystemfehler. Aus diesen Gründen sind mit dem Einsatz lagegeregelter Zustellantriebe
Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen worden (DE-OS 31 18 065), die ständig die Werkstück-
und Schleifkörperabmessungen, die Stromversorgung und die Steuerfunktionen überwachen
und bei auftretenden Abweichungen sofort die Notstillsetzung der Maschine insbesondere
des Zustellantriebes auslösen. Neben der Überwachung dieser Funktionen ist eine
Kontrolle der Durchführung und des Verlaufes des Bremsvor-
ganges
beim Abbremsen des Zustellantriebes von Eilgangsgeschwindigkeit auf die Anschliffgeschwindigkeit
bezogen auf die Anschliffposition erforderlich. Aus der DE-OS 31 18 065 ist es bekannt,
hierzu den tatsächlichen Abstand zwischen Werkstück und Schleifscheibe meßtechnisch
zu erfassen und in der Steuerung in einem vorgegebenen Programmablauf so zu verarbeiten,
daß eine Geschwindigkeitsüberwachung der Bremskurve hinsichtlich zulässiger Sollwertvorgaben
erreicht wird und bei zu großer Abweichung des Vergleichsergebnisses eine Havariebremsung
ausgelöst wird.
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Bei dem Gesamtzeitfonds der Zustellbewegung, bestehend aus Beschleunigung
auf Eilgangsgeschwindigkeit, Verfahrbewegung im Eilgang und Abbremsen muß die Abbremsphase
im Bereich von Zehntelsekunden liegen. Die aus der DE-OS 31 18 065 bekannte Überwachung
des Bremsvorganges mit Hilfe von Programmdurchläufen in einer Überwachungssteuerung
ist in Anbetracht der für die Bremsphase zur Verfügung stehenden Zeit von wenigen
Millisekunden, für die rechtzeitige Auslösung der Notstillsetzung als Havarieschutz
nicht geeignet, weil durch den numerischen Programmablauf zu große Zeitverzögerungen
vorhanden sind und damit ein zu großer Nachlaufweg entsteht. Mit dieser bekannten
Oberwachungseinrichtung ist deshalb ein zuverlässiger Havarieschutz nur mit begrenzter
Zustellgeschwindigkeit möglich, d. h. die volle Ausschöpfung der dynamischen Eigenschaften
des Zustellantriebes in Anbetracht des nicht mehr rechtzeitigen Auslösens der Havariebremsung
und damit der Gefahr des Schleifkörperberstens nicht möglich. Die Produktivität
der Wälzlagerschleifautomaten läßt sich hinsichtlich der Senkung des Zeitanteiles
für die Zustellung mit der bekannten Vorgehensweise nicht weiter steigern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Auffahrsicherung
der Schleifscheibe auf das Werkstück an Schleifmaschinen, die mit einer Steuerung
für den Zustellantrieb und einem Wegmeßsystem in der Zustellachse ausgerüstet sind,
wobei die Steuerung für relativ zur Anschliffposition liegende Vorkoinzidenzpunkte
Vorkoinzidenzausgänge besitzt, unter Verwen-
dung einer Notstillsetzeinrichtung,
eines Tachogenerators als Geschwindigkeitsmeßsystem sowie einer Geschwindigkeitskontrolle
des Zustellantriebes, insbesondere für das Einstechschleifen, zu schaffen, deren
Bremsphase so überwacht werden soll, daß praktisch verzögerungsfrei, d. h. im Bereich
von Nanosekunden auf Abweichungen im Bremsverlauf durch Auslösen der Notbremsung
reagiert wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich zwischen
Eilganggeschwindigkeit und der maximal möglichen Zustellgeschwindigkeit, bei der
die Schleifscheibe beim Auftreffen auf das Werkstück mit Sicherheit ungefährdet
bleibt, eine Anzahl von Vorkoinzidenzpunkten gemäß dem Verlauf der Zustellbewegung
bei der Notbremsung gebildet werden und die in den Vorkoinzidenzpunkten der Zustellachse
bestehenden Sollgeschwindigkeiten als Analogspannungen am ersten Eingang eines jeden
Vorkoinzidenzpunkt zugeordneten Komparators angeschlossen sind. Die zweiten Eingänge
aller Komparatoren liegen gemeinsam am Ausgang des Tachogenerators für den ständigen
Vergleich der separaten Sollgeschwindigkeiten mit der Istgeschwindigkeit und es
ist für jeden Vorkoinzidenzpunkt ein UND-Glied vorgesehen, welches eingangsseitig
mit dem zugeordneten Komparator und dem zugehörigen Vorkoinzidenzausgang der Steuerung
in Verbindung steht. Die Ausgänge der UND-Glieder sind über ein gemeinsames ODER-Glied
mit dem Aufrufeingang der Notstillsetzeinrichtung verbunden, um bei Unterschreitung
der Sollgeschwindigkeit jeweils ein elektrisches Zustandssignal sowie bei Erreichen
jeder der gespeicherten Koinzidenzpunkte ein elektrisches Impulssignal zu erzeugen.
Die Impulssignale werden auf Gleichzeitigkeit mit den einzelnen elektrischen Zustandsimpulssignalen
getestet und bei nicht gleichzeitigeiru Vorliegen des Impulssignales und eines der
Zustandsimpulssignale wird die Notbremsung eingeleitet.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Impulsbreite der
bei Erreichen der Koinzidenzpunkte erzeugten Impulssignale unterschiedlich vorwählbar
ist und damit die Toleranz für die
Auslösung der Notbremsung der
Zustellbewegung unterschiedlich einstellbar ist und jeweils zwischen Komparator
und UND-Glied ein Monoflop geschaltet ist, welches über einen Negator am Eingang
des UND-Gliedes angeschlossen ist, wobei die Impulsbreite der vom Monoflop gebildeten
Impulse gleich oder größer der Impulsbreite der Vorkoinzidenzsignale ist.
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Eine andere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der Ausgang
jedes Komparators direkt am Eingang des zugehörigen UND-Gliedes angeschlossen ist.
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Die den Sollgeschwindigkeiten entsprechenden Analogspannungen sind
vorteilhafterweise an Abgleichwiderständen einstellbar, welche einer Konstantspannungsquelle
nachgeschaltet sind.
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In einer bevorzugten Ausführung sind nur Sollgeschwindigkeiten aus
dem Bereich zwischen Eilgangsgeschwindigkeit und maximal möglicher Zustellgeschwindigkeit,
bei der die Schleifscheibe beim Auftreffen auf das Werkstück mit Sicherheit ungefährdet
bleibt, als Analogspannungen an den Komparator geschaltet.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Dabei zeigen: Fig. 1: Ein Blockschaltbild des Zustellantriebes des Schleifsupports
einschließlich einer Auffahrsicherungsschaltung der Schleifscheibe auf das Werkstück,
Fig. 2: ein Diagramm des Geschwindigkeitsverlauf es des Schleifsupports beim Einfahren
in die Anschliffposition, Fig. 3: eine Anordnung zur Auffahrsicherung mit Erzeugung
und Auswertung von Weg- und Geschwindigkeitsimpulsen, Fig. 4: ein Impulsdiagramm
der Anordnung nach Fig. 3, Fig. 5: eine Anordnung zur Auffahrsicherung mit statischen
Zustandssignalen.
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In Fig. 1 ist ein Schleifsupport 1 mit einer auf ihm gelagerten Schleifscheibe
2 schematisch dargestellt. Der Schleifsupport 1 ist gegen ein Werkstück 3 verschiebbar
gelagert und steht über eine Gewindespindel 4 mit einem Antriebsmotor 5 in Verbindung.
An dem Antriebsmotor 5 bzw. an der Gewindespindel 4 sind ein Tachogenerator 6 als
Geschwindigkeitsmeßsystem und ein digitales Wegmeßsystem 7 angekoppelt. Eine Steuerung
8 besitzt Eingänge für Sollpositionen und Eingänge vom Wegmeßsystem 7 als Istposition
des Schleifsupports 1. Der Ausgang der Steuerung 8 führt über einen D/A-Wandler
9 auf einen Steller 10 für den Antriebsmotor 5. Als weitere Eingangsgröße liegt
am Steller 10 der Ausgang des Tachogenerators 5 an. Der Steller 10 ist außerdem
als Bremsschaltung für den Antriebsmotor 5 ausgebildet und enthält zusätzlich eine
Notbremsschaltung als Notstillsetzeinrichtung für den Schleifsupport 1. Diese Notstillsetzeinrichtung
(Notbremsungsschaltung) ist von einer Auffahrsicherungsschaltung 11 auslösbar. Die
Auffahrsicherungsschaltung 11 besteht aus einem Komparator 12, an dem eingangsseitig
die zu überwachende Sollgeschwindigkeit und der Ausgang des Tachogenerators 6 als
Istgeschwindigkeit anliegen. Der Ausgang des Komparators 12 ist zusammen mit einem
Vorkoinzidenzausgang der Steuerung 8 an einem UND-Glied 13 angeschlossen, welches
mit seinem Ausgang am Notbremssignaleingang des Stellers10 liegt.
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Um den mit Eilgang auf die Anschliffposition zubewegten Schleifsupport
1 vor dem Auffahren auf das Werkstück 3 zu sichern, wird die Abbremsphase überwacht.
Der Verlauf der Geschwindigkeit v des Schleifsupports 1 in der Abbremsphase ist
in Fig. 2 dargestellt. Auf der Weg-Geschwindigkeitskurve sind vier Punkte bestimmt,
von denen aus bei jeweils ausbleibender weiterer Bremsverzögerung die Notstillsetzung
einleitbar und eine Herabsetzung der Zustellgeschwindigkeit auf die zulässige Anschliffgeschwindigkeit
bis zum Erreichen der Anschliffposition gewährleistet ist. Die in Fig. 2 markierten
vier Vorkoinzidenzpunkte zur Anschliffposition sind mit WP 1, WP 2, WP 3 und WP
4 bezeichnet. Den Vorkoinzidenzpunkten WP 1 bis WP 4 sind aus dem Geschwindigkeitsverlauf
in der Bremsphase ableitbare Sollge-
schwindigkeiten v (WP 1) bis
v (WP 4) zugeordnet.
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Eine vorzugsweise Auffahrsicherungsschaltung 11 (Fig. 3) enthält eine
Konstantspannungsquelle 14, an der über Abgleichwiderstände 15.1 bis 15.4 eine den
Geschwindigkeiten v (WP 1) bis v (WP 4) jeweils proportionale Spannung U 1 bis U
4 einstellbar ist. Die Ausgänge der Abgleichwiderstände 15.1 bis 15.4 sind eingangsseitig
an Komparatoren 16.1 bis 16.4 angeschlossen, die gemeinsam am Ausgang des Tachogenerators
6 liegen. Die Ausgänge der Komparatoren 16.1 bis 16.4 sind an Monoflops 17.1 bis
17.4 angeschlossen. Der Ausgang jedes Monoflops 17.1 bis 17.4 ist über je einen
Negator 18.1 bis 18.4 auf jeweils ein UND-Glied 19.1 bis 19.4 geführt, dessen zweite
Eingänge mit dem zugehörigen Vorkoinzidenzausgang der Steuerung 8 verbunden sind.
Die Ausgänge der UND-Glieder 19.1 bis 19.4 sind über ein ODER-Glied 20 am Notbremssignaleingang
des Stellers 10 angeschlossen.
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Die an den UND-Gliedern 19.1 bis 19.4 auftretenden Impulssignale sind
aus Fig. 4 ersichtlich. Am UND-Glied 19.1 liegt das dem Vorkoinzidenzpunkt WP 1
zugehörige Geschwindigkeitssignal v (WP 1) und der erste Vorkoinzidenzausgang von
der Steuerung 8. Ebenso liegen am Eingang der UND-Glieder 19.2 bzw. 19.3 bzw. 19.4
die den Vorkoinzidenzpunkten WP 2 bzw. WP 3 bzw. WP 4 zugehörigen Geschwindigkeitssignalev
(WP 2) bzw. v (WP 3) bzw. v (WP 4) und der jeweils zugehörige Vorkoinzidenzausgang
der Steuerung 8.
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Eine andere Ausführung der Auffahrsicherungsschaltung 11 (Fig. 5)
enthält ebenfalls die Konstantspannungsquelle 14, die Abgleichwiderstände 15.1 bis
15.4 für die den Geschwindigkeiten proportionalen Spannungen U 1 bis U 4 sowie die
diesen nachgeschalteten Komparatoren 16.1 bis 16.4. Die Ausgänge der Komparatoren
16.1 bis 16.4 sind hier direkt an die UND-Glieder 19.1 bis 19.4 angeschlossen, wobei
gleichermaßen die von der Steuerung 8 den vier Vorkoinzidenzpunkten zugeordnete
Vorkoinzidenzausgänge an den entsprechenden UND-Gliedern 19.1 bis 19.4 angeschlossen
sind.
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Die Ausgänge der UND-Glieder 19.1 bis 19.4 sind wiederum über das
gemeinsame ODER-Glied 20 auf den Notbremssignaleingang des Stellers 10 geführt.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.
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Ein Schleifsupport eines Wälzlagerschleifautomaten bewegt sich mit
Eilganggeschwindigkeit von beispielsweise 5 m/min auf die Anschliffposition des
Werkstückes zu. Der Verfahrweg des Schleifsupportes nach dem Einspannen eines zu
bearbeitenden Werkstückes beträgt ca. 10 mm, die Anfahrgeschwindigkeit der Schleifscheibe
an das Werkstück zu dessen Bearbeitung sei mit 15 mm/min vorgesehen. Von der zur
Verfügung stehenden Zeit für die Gesamtzustellbewegung von ca. 0,3 Sekunden entfallen
für die zu überwachende Abbremsphase vom Eilgang auf die Anfahrgeschwindigkeit ca.
0,1 Sekunde. Aus dem Geschwindigkeits-Weg-Verlauf des Schleifsupports in der Bremsphase
werden ausgehend von der Anschliffposition als letzter Oberwachungspunkt drei weitere
zwischen der Anschliffposition und dem Beginn der Bremsphase liegende Wegpositionen
ermittelt, von denen aus bei jeweils nicht eingetretener Geschwindigkeitsherabsetzung
eine Abbremsung des Schleifsupports auf die Anschliffgeschwindigkeit unter Nutzung
der Havariebremsung erreichbar ist. Zu den so ermittelten vier Wegpositionen, die
die Steuerung in Verbindung mit dem Wegmeßsystem als Vorkoinzidenzpunkte ausgibt,
werden die zugehörigen Sollgeschwindigkeiten gespeichert. Aus dem Vergleich der
Istgeschwindigkeit mit der jeweiligen gespeicherten Sollgeschwindigkeit wird bei
zu großer Abweichung des Vergleichsergebnisses die Havariebremsung des Schleifsupports
eingeleitet. Um diese erforderlichen Vergleiche in der zur Verfügung stehenden geringen
Zeit der Bremsphase überhaupt wirksam anstellen zu können, wird ein ständiger Vergleich
der Istgeschwindigkeit mit den vier gespeicherten Sollgeschwindigkeiten durchgeführt,
derart, daß aus dem abfallenden Geschwindigkeitsverlauf der Istgeschwindigkeit in
der Bremsphase bei Unterschreitung der als Sollwerte anstehenden Geschwindigkeitswerte
jeweils ein nadelförmiges Zustandsimpulssignal erzeugt wird. Unabhängig davon werden
aus dem Verfahrweg des Schleifsupports in den vorgesehenen Vorkoinzidenzpunkten
Impulssignale ausgegeben, die in ihrer Breite einer vorwählbaren Anzahl von Verfahrweginkrementen
entsprechen.
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Durch einen Test des jeweils beim Geschwindigkeitsdurchlauf erzeugten
Zustandimpulssignals mit dem aus dem Wegdurchlauf ausgegebenen Impulssignal auf
Gleichzeitigkeit wird verzögerungsfrei erkannt, ob die Geschwindigkeit in den Vorkoinzidenzpunkten
zur Anschliffposition in der richtigen Größenordnung liegen. Abweichungen sowohl
in positiver wie auch in negativer Richtung, d. h.
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wenn die nadelförmigen Zustandsimpulssignale außerhalb der Wegimpulse
auftreten, führen zur Einleitung der Notbremsung. Damit wird der Zustellvorgang
des Schleifsupport nicht nur dann durch Notbremsung unterbrochen, wenn die Geschwindigkeiten
des Zustellantriebes in bestimmten Wegpositionen vor der Anschliffposition zu groß
sind, um die hieraus resultierende Zerstörungsgefahr der Schleifscheibe und die
Unfallgefahr für das Bedienpersonal abzuwenden, sondern es wird außerdem erreicht,
daß auch bei vorzeitiger Geschwindigkeitsherabsetzung die Notbremsung eingeleitet
und damit auf einen fehlerhaft ablaufenden Zustellvorgang aufmerksam gemacht wird,
der beispielsweise durch Schwergängigkeit der Zustellspindelbaugruppe hervorgerufen
wird. Dadurch werden Folgeschäden in der Zustellspindelbaugruppe vermieden und darüberhinaus
unökonomische Arbeitsergebnisse des Wälzlagerschleifautomaten durch einen zu hohen
Zeitanteil für die Zustellbewegung des Schleifsupports auf die Anschliffposition
verhindert.
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Die unmittelbare Ableitung von Impulsen aus der Weg- bzw. Geschwindigkeitsmessung
ergibt Vergleichsgrößen, die gegenüber der meßtechnischen Erfassung der Istwerte
praktisch verzögerungsfrei zur Verfügung stehen. Dadurch kommt die Notbremsung rechtzeitig
zur Wirkung und der Schleifsupport wird entweder stillgesetzt bevor die Schleifscheibe
die Anschliffposition erreicht, oder er besitzt, wenn die Schleifscheibe die Anschliffposition
erreicht hat noch eine Restgeschwindigkeit, die aber gleich oder kleiner der zulässigen
Anschliffgeschwindigkeit ist.
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Manuelle Korrektureingaben für veränderte Vorkoinzidenzpunkte zur
Anschliffposition sind beim erfindungsgemäßen Verfahren nach
dem
Abrichten der Schleifscheibe nicht erforderlich, wenn die Zustellbewegung lagegeregelt
ist und in diese Lageregelung die Abrichtbeträge als Korrekturgrößen verarbeitet
und als korrigierte Vorkoinzidenzpunkte ausgegeben werden. Damit ist die Auffahrsicherung
der Schleifscheibe auf das Werkstück hinsichtlich des Zustellvorganges und aller
dabei auftretenden Fehlerquellen mit Beginn des Bremsvorganges erfaßt, denn sowohl
Fehler auf der Sollwertseite (Steuerungsfehler, Bauelementeausfälle) wie auch Fehler
auf der Istwertstelle (Meßsystemfehler) haben zwangsläufig den Ausfall von Zustandsimpulssignalen
bzw. den Ausfall von Impulssignalen der Vorkoinzidenzpunkte zur Folge. Der Ausfall
von bereits eines dieser Impulse wird aber durch das Testen auf gleichzeitiges Vorliegen
des Zustandsimpulssignales und des Impulssignales ebenso als fehlerhaft erkannt,
wie ein vor oder nach dem Impulssignal auftretendes Zustandsimpulssignal.
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In Verbindung mit Einlegesperren für Werkstücke mit zu großem Auf
maß und einem nach dem Schleifscheibenwechsel zwangsweise notwendigen ersten manuell
bedienten Bearbeitungsdurchlauf, dessen Positionen gespeichert werden, ergibt das
erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Sicherheit gegen das Auffahren der Schleifscheibe
mit zu großer Geschwindigkeit auf das Werkstück. Die durch das vorliegende Verfahren
mögliche Ausnutzung einer hohen Zustellgeschwindigkeit führt zu einem zeitoptimalen
Zustellvorgang, der auch beim Schleifen mit großem Umfangsgeschwindigkeiten und
geringen Stückzeiten die Nebenzeiten auf einem Bruchteil der Stückzeit minimal niedrig
hält.
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Aus Fig. 1 sind außerhalb des mit Auffahrsicherungsschaltung 11 bezeichneten
Schaltungsteiles die bekannten Wirkungen einer Positioniersteuerung mit unterlagerter
Geschwindigkeitsregelung entnehmbar. Die Steuerung 8 bildet aus dem Vergleich der
als digitale Sollposition eingegebenen Sollwerte mit den vom Wegmeßsystem 7 ermittelten
digitalen Wegistwerten ein Differenzsignal, welches vom D/A-Wandler 9 in ein analoges
Steuersignal für den Steller 10 gewandelt wird. Der Steller 10 verarbeitet die vom
Tachogenerator 6 der Istgeschwindigkeit proportionale Analogspannung in der unter-
lagerten
Geschwindigkeitsregelung für den Antriebsmotor 5. Damit ist der Schleifsupport 1
in bekannter Weise mit dem geregelten Zustellantrieb positionierbar und von der
Eilganggeschwindigkeit des Zustellantriebes im Verlaufe der Annäherung an die Anschliffposition
auf die zulässige Zustellgeschwindigkeit in der Anschliffposition nach dem in Fig.
2 dargestellten Weg-/ Geschwindigkeitsverlauf (Bremskurve) regelbar. Die Auffahrsicherungsschaltung
11 ist in der Fig. 1 in vereinfachter Blockschaltbilddarstellung mit den Baugruppen
für den geregelten Zustellantrieb verbunden. In der Anordnung nach Fig. 1 wird zur
Oberwachung der Bremskurve (Fig. 2) mittels des Komparators 12 eine vom Tachogenerator
6 proportional der Istgeschwindigkeit abgegebene Spannung mit einer der Sollgeschwindigkeit
proportionalen Spannung verglichen. Liegt die Istgeschwindigkeit über der vorgegebenen
Sollgeschwindigkeit, so ist der Ausgang des Komparators 12 auf Xhigh geschaltet.
Mit Erreichen einer bestimmten, der eingestellten Sollgeschwindigkeit zugeordneten
Wegposition wird von der Steuerung 8 ein Vorkoinzidenzsignal ausgegeben und auf
den ersten Eingang des UND-Gliedes 13 geleitet, an dessen zweitem Eingang des vom
Komparator 12 kommende Vergleichssignal der beiden geschwindigkeitsproportionalen
Größen liegt. Ist zum Zeitpunkt des Einschaltens des Wegpositionssignals die der
Istgeschwindigkeit proportionale Spannung größer als die der Sollgeschwindigkeit
proportionale Spannung, so entsteht am Ausgang des UND-Gliedes 13 ein #high"-Signal,
das zur Auslösung der Notstillsetzeinrichtung führt, d. h. im vorliegenden Fall
die Notbremsschaltung im Steller 10 aktiviert.
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Über das ODER-Glied 20 (Fig. 5) verknüpft, lassen sich mehrere Wegpositionspunkte
der Bremskurve überwachen. Hierbei werden an den Abgleichwiderständen 15.1 bis 15.4
in Verbindung mit der Konstantspannungsquelle 14 vier der Sollgeschwindigkeit proportionale
Spannungen eingestellt und von den zugehörigen Komparatoren 16.1 bis 16.4 mit den
der Istgeschwindigkeit proportionalen Spannungen vom Tachogenerator 6 verglichen.
Die den
Komparatoren 16.1 bis 16.4 jeweils nachgeordneten UND-Glieder
19.1 bis 19.4 geben in analoger Weise "high"-Signal für die Aktivierung der Notbremsschaltung
aus, wenn zum Zeitpunkt des Auftretens des zugehörigen Wegpositionssignals von der
Steuerung 8 die der Istgeschwindigkeit proportionale Spannung größer als die der
Sollgeschwindigkeit proportionale Spannung ist, da alle vier Vergleichsergebnisse
über das ODER-Glied 20 auf den Aktivierungseingang der Notbremsschaltung im Steller
10 wirken.
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In der vorzugsweisen Ausführung der Auffahrsicherungsschaltung 11
nach Fig. 3 wird der im Moment der Übereinstimmung zwischen Istgeschwindigkeit und
Sollgeschwindigkeit im Verlaufe der Bremsphase entstehende Potentialwechsel am Ausgang
des Komparators 16.1 bis 16.4 vom zugehörigen Monoflop 17.1 bis 17.4 in einen Impuls
umgesetzt. Diese so gebildeten Impulse liegen über die Negatoren 18.1 bis 18.4 als
Nullsignal am Eingang des jeweils zugehörigen UND-Gliedes 19.1 bis 19.4 und sperren
damit das UND-Glied 19.1 bis 19.4 für die Zeitdauer, die sich aus der Impulsbreite
ergibt.
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Das zu dem jeweiligen aus dem Geschwindigkeitsvergleich abgeleiteten
Impulssignal gehörige Vorkoinzidenz-Impulssignal von der Steuerung 8 kann über die
Zeitdauer des aus dem Geschwindigkeitsvergleich gebildeten Impulssignals das UND-Glied
19.1 bis 19.4 nicht durchschalten und damit den über das ODER-Glied 20 angeschlossenen
Notbremssignaleingang des Stellers 10 nicht aktivieren. Da die UND-Glieder 19.1
bis 19.4 von den Ausgängen der Negatoren 18.1 bis 18.4 im Normalfall ständig mit
L-Signal aktiviert sind, löst ein am zweiten Eingang des UND-Gliedes 19.1 bis 19.4
auftretendes L-Signal sofort die Notbremsung aus, es sei denn, es liegt der Ausnahmefall
vor. In welchem das UND-Glied 19.1 bis 19.4 vom negierten Impuls des Monoflops 17.1
bis 17.4 gesperrt wird. Ist die Istgeschwindigkeit des Schleifsupports 1 in einem
der markierten Vorkoinzidenzpunkte zur Anschliffposition größer als die dafür vorgegebene
Sollgeschwindigkeit bleibt der Ausgang des Komparators unverändert und das Monoflop
erzeugt keinen Sperrimpuls für das zugehörige UND-Glied 19.1 bis 19.4, wodurch die
Notbremsschaltung im Steller 10 in Tätigkeit gesetzt
wird. Aber
auch eine zu niedrige Istgeschwindigkeit im zugehörigen Vorkoinzidenzpunkt führt
zur Aktivierung der Notbremsschaltung, weil der aus dem Geschwindigkeitsvergleich
abgeleitete Impuls zum Zeitpunkt des Auftretens des Vorkoinzidenzimpulses bereits
wieder verschwunden ist und das UND-Glied 19.1 bis 19.4 dadurch nicht mehr sperren
kann.
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Diese Auffahrsicherungsschaltung wirkt bereits bei geringstem zeitlichen
Versatz zwischen geschwindigkeitsabhängigem und wegabhängigem Impuls, weil sowohl
ein vor der Anstiegsflanke als auch ein nach der Abfallflanke des geschwindigkeitsabhängigen
Impulses auftretender oder noch anstehender wegabhängiger Impuls das UND-Glied 19.1
bis 19.4 durchschaltet und damit die Notbremsung einleitet. Durch eine Begrenzung
des geschwindigkeitsabhängigen Impulses auf eine definierte Impulsbreite, die gleich
oder größer der Impulsbreite des wegabhängigen Impulses ist, läßt sich in Verbindung
mit einer veränderlichen Impulsbreitenvorwahl die Toleranzgrenze für die Auslösung
der Notbremsung bezüglich des zu überwachenden Bremsverlaufes unterschiedlich einstellen.
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Mit der Anordnung zur Auffahrsicherng wird gleichzeitig die Funktion
des Geschwindigkeitsmeßgliedes (Tachogenerator 6) sowie die Funktionsfähigkeit der
Auffahrsicherungsschaltung 11 selbst bis hin zu den die Notbremsung auslösenden
UND-Gliedern 19.1 bis 19.4 überwacht, weil jedes von der Steuerung 8 abgegebene
Vorkoinzidenzsignal ohne die Sperrwirkung des geschwindigkeitsabhängitgen Signals
in jedem Fall die Notstillsetzung des Schleifsupports 1 bewirkt.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Schleifsupport 2 Schleifscheibe
3 Werkstück 4 Gewindespindel 5 Antriebsmotor 6 Tachogenerator 7 Wegmeßsystem 8 Steuerung
9 D/A-Wandler 10 Steller 11 Auffahrsicherungsschaltung 12 Komparator 13 UND-Glied
14 Konstantspannungsquelle
| 15.1 |
| 15.2 l Abgleichwiderstand |
| 15.3 |
| 15.4 |
| 16.1 |
| 16.2 Komparator |
| 16.3 |
| 16.4 |
| 17.1 |
| 17.2 |
| 77 23 Monoflop |
| 17.4 |
| 18.1 |
| 18.2 # Negator |
| 18.3 |
| 18.4 |
| 19.1 |
| 19.2 UND-Glied |
| 19.3 |
| 19.4 |
20 ODER-Glied U1 U2 Sollgeschwindigkeitsproportionale Spannung im U3 U4 zugeordneten
Vorkoinzidenzpunkt
| WP 1 |
| WP 2 Vorkoinzidenzpunkte zur Anschliffposition |
| WP 3 |
| WP 4 |
s Verfahrweg des Schleifsupports v Geschwindigkeit des Schleifsupports
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L e e r s e i t e -