DE3821891A1 - CNC hydraulic positioning drive - Google Patents

CNC hydraulic positioning drive

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Abstract

In a hydraulic drive activated by a CNC system via a valve to be actuated electrically, the pressure acting on the hydraulic drive or the force exerted by the hydraulic drive is fed as a signal to a pressure or force controller, the output signal of which is fed as a control signal via a change-over switch just before reaching the desired position value of the drive to the valve to be actuated electrically, and at the same time the output signal which can be fed from the CNC system to the valve is interrupted by the change-over switch, the change-over range just before reaching the desired position value being less than the permissible difference established in the CNC system between the respective desired position value and actual position value, or the signal for the desired position value transmitted by the CNC system being given the actual position value with the change over from position control to pressure or force control. Thus the means is created of changing over the position control circuit to a force or pressure control circuit and back again without having to fear automatic cut-off of the drive. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen CNC-geregelten hydraulischen Positionierantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a CNC-controlled hydraulic Positioning drive according to the preamble of claim 1.

Diese Positionierantriebe bestehen in bekannter Weise aus einem Zylinder oder Drehmotor, einem Regelventil, einer Re­ geleinrichtung, der CNC bzw. dem Wegmeßsystem. Für eine Kraft- oder Druckregelung sind diese bekannten Positionier­ antriebe nicht geeignet, da während einer Kraft- bzw. Druck-Regelphase der Positionsregelvorgang außer Kraft ge­ setzt werden muß. Dadurch kommt es in der CNC-Steuerung zu einer Fehlermeldung, die letztendlich den Antrieb stillsetzt.These positioning drives consist of in a known manner a cylinder or rotary motor, a control valve, a re gel device, the CNC or the measuring system. For one Force or pressure control are these known positioning drives are not suitable because during a power or Pressure control phase of the position control process overridden must be set. This is what happens in the CNC control an error message that ultimately stops the drive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Umschalten des Positionsregelkreises in einen Kraft- bzw. Druckregelkreis und zurück zu ermöglichen, ohne eine automatische Abschal­ tung des Antriebes befürchten zu müssen. Nach der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder 2 erzielt.The object of the invention is to switch the Position control loop in a force or pressure control loop and back without an automatic shutdown need to fear the drive. According to the invention this is achieved with the features of claim 1 or 2.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Der hydraulische Zylinder 1 wird über das Regelventil 2 mit Servoverstärker 3 angesteuert. Das elektrische Positions­ signal Si wird vom mit der Kolbenstange 4 des hydraulischen Zylinders 1 der CNC-Steuerung 6 als Istwertsignal zuge­ führt und dort mit dem Sollwertsignal ver­ glichen. Das Ausgangssignal Sa der CNC-Steuerung wird einem Positionsregler 7 zugeführt und von dort weiter über einen Umschalter 8 dem Servoverstärker 3. Die Zylinderräume 9 und 10 des hydraulischen Zylinders 1 stehen mit elektrischen Druckaufnehmern 11 in Verbindung, deren Ausgangssignal ei­ nem Druckregler 12 zugeführt wird. Das Ausgangssignal Pa des Druckreglers wird über den Umschalter 8 dem Servover­ stärker 3 und damit dem Regelventil 2 zugeführt, sobald der Umschalter 8 die Verbindung zwischen Positionsregler 7 und Servoverstärker 3 unterbricht und die Verbindung zwischen Druckregler und Servoverstärker 3 herstellt. Das vom Weg­ geber austretende Istwertsignal Sia der Position der Kol­ benstange 4 des Arbeitszylinders wird neben der CNC-Steue­ rung 6 auch dem Steuerwerk 14 zugeführt. Ebenso wird dem Steuerwerk 14 das dem Druckregler 12 zugeführte Ausgangssig­ nal P des Druckaufnehmers 11 zugeführt. Ferner wird dem Steuerwerk das Ausgangssignal Sa der CNC-Steuerung 6 zuge­ führt. Sobald das Signal Sa ein bestimmtes Vorzeichen hat, das Positions-Istwertsignal einen vorgebbaren Wert überschreitet und ein vorgegebener Druckanstieg über dem Druck­ aufnehmer 11 dem Steuerwerk gemeldet wird, gibt das Steuer­ werk dem Umschalter 8 das Schaltsignal zum Umschalten von Positionsregelung auf Druckregelung. Die CNC-Steuerung bleibt während dieses Umschaltens voll wirksam. Sobald das von der CNC-Steuerung dem Steuerwerk zugeführte Signal Sa sein Vor­ zeichen ändert, wird vom Steuerwerk der Umschalter erneut betätigt und in die gezeigte Schaltstellung für die Posi­ tionsregelung zurückgeschaltet. Sobald die Umschaltung von Positions- auf Druckregelung mittels des Umschalters 8 erfolgt ist, erhält gleichzeitig die CNC-Steuerung 6 vom Steuerwerk ein Signal zugeführt, wodurch der momentane Po­ sitions-Sollwert in der CNC-Steuerung festgehalten oder auf dem Positions-Istwert überführt wird, um ein Abschalten der CNC-Steuerung zu unterbinden. Vom Steuerwerk 14 erhält außerdem der Positionsregler 7 sowie der Druckregler 12 Steuersignale, die je nach Regelbetrieb den einen oder an­ deren Regler aktivieren.The hydraulic cylinder 1 is controlled via the control valve 2 with the servo amplifier 3 . The electrical position signal Si is supplied with the piston rod 4 of the hydraulic cylinder 1 of the CNC control 6 as an actual value signal and compared there with the setpoint signal. The output signal Sa of the CNC control is fed to a position controller 7 and from there to the servo amplifier 3 via a changeover switch 8 . The cylinder spaces 9 and 10 of the hydraulic cylinder 1 are connected to electrical pressure transducers 11 , the output signal of which is supplied to a pressure regulator 12 . The output signal Pa of the pressure regulator is fed via the changeover switch 8 to the servo amplifier 3 and thus to the control valve 2 as soon as the changeover switch 8 interrupts the connection between the position regulator 7 and the servo amplifier 3 and establishes the connection between the pressure regulator and the servo amplifier 3 . The actual value signal Sia emerging from the path of the position of the piston rod 4 of the working cylinder is fed to the control unit 14 in addition to the CNC control 6 . Likewise, the control unit 14 is supplied to the pressure regulator 12, output signal P of the pressure sensor 11 . Furthermore, the control unit, the output signal Sa of the CNC controller 6 is supplied. As soon as the signal Sa has a certain sign, the actual position value signal exceeds a predeterminable value and a predetermined pressure increase is reported to the control unit via the pressure transducer 11, the control unit gives the switch 8 the switching signal for switching from position control to pressure control. The CNC control remains fully effective during this switchover. As soon as the signal Sa supplied by the CNC control to the control unit changes its sign, the control unit actuates the changeover switch again and switches back to the switch position shown for position control. As soon as the changeover from position to pressure control has been carried out by means of the changeover switch 8 , the CNC control 6 receives a signal from the control unit at the same time, as a result of which the current position setpoint is recorded in the CNC control or transferred to the actual position value, to prevent the CNC control from being switched off. The position controller 7 and the pressure controller 12 also receive control signals from the control unit 14 which, depending on the control mode, activate one or its controller.

Claims (6)

1. Von einer CNC-Steuerung über ein elektrisch zu betätigendes Ventil angesteuerter hydraulischer Antrieb, dessen jeweilige Stellung als Istwert-Signal der CNC-Steuerung zugeführt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den hydraulischen Antrieb beaufschlagende Druck oder die vom hydraulischen Antrieb ausgeübte Kraft als Signal einem Druck- oder Kraftregler (12) zugeführt wird, dessen Ausgangs­ signal (Pa) über einen Umschalter (8) kurz vor Erreichen des Positions- Sollwertes des Antriebes (1) dem elektrisch zu betätigenden Ventil (2) als Steuersignal zugeführt und gleichzeitig das von der CNC-Steuerung (6) dem Ventil (2) zuführbare Ausgangssignal (Sa) vom Umschalter (8) unterbrochen wird, wobei der Umschaltbereich kurz vor Erreichen des Positions- Sollwertes kleiner ist als der in der CNC-Steuerung festgelegte zulässige Differenzbetrag zwischen jeweiligem Positions-Soll- und Istwert.1. From a CNC control via an electrically operated valve controlled hydraulic drive, the respective position of which is supplied as an actual value signal to the CNC control, characterized in that the pressure acting on the hydraulic drive or the force exerted by the hydraulic drive as Signal is fed to a pressure or force controller ( 12 ), the output signal (Pa) via a changeover switch ( 8 ) shortly before reaching the position setpoint of the drive ( 1 ) the electrically operated valve ( 2 ) as a control signal and simultaneously the output signal (Sa ) which can be supplied to the valve ( 2 ) by the CNC control ( 6 ) is interrupted by the changeover switch ( 8 ), the changeover range shortly before the position setpoint is reached being smaller than the permissible difference between the respective set in the CNC control Position setpoint and actual value. 2. Von einer CNC-Steuerung über ein elektrisch zu betätigendes Ventil angesteuerter hydraulischer Antrieb, dessen jeweilige Stellung als Istwert-Signal der CNC-Steuerung zugeführt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den hydraulischen Antrieb beaufschlagende Druck oder die vom hydraulischen Antrieb ausgeübte Kraft als Signal einem Druck- oder Kraftregler (12) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal (Pa) über einen Umschalter (8) kurz vor Erreichen des Positions-Sollwertes des Antriebes (1) dem elektrisch zu betätigenden Ventil (2) als Steuersignal zuführbar ist und gleichzeitig das von der CNC-Steuerung (6) dem Ventil (2) zuführbare Ausgangssignal (Sa) vom Umschalter (8) unterbrochen wird und mit dem Umschalten von Positions- auf Druck- bzw. Kraftregelung das von der CNC-Steuerung (6) abgegebene Positions-Sollwertsignal auf den Wert des Positions-Istwertes gebracht wird. 2. From a CNC control via an electrically actuated valve controlled hydraulic drive, the respective position of which is fed to the CNC control as an actual value signal, characterized in that the pressure acting on the hydraulic drive or the force exerted by the hydraulic drive as Signal is fed to a pressure or force controller ( 12 ), the output signal (Pa) via a switch ( 8 ) shortly before reaching the position setpoint of the drive ( 1 ) the electrically operated valve ( 2 ) can be supplied as a control signal and at the same time output signal (Sa ) which can be supplied to the valve ( 2 ) by the CNC control ( 6 ) is interrupted by the changeover switch ( 8 ) and, when the position control is switched over to pressure or force control, the position control output by the CNC control ( 6 ) Setpoint signal is brought to the value of the actual position value. 3. Von einer CNC-Steuerung angesteuerter hydraulischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Umschalter (8) ein Steuerwerk (14) zugeordnet ist, dem in gleicher Weise wie der CNC-Steuerung (6) der Positions-Istwert (Sia) zugeführt ist.3. Controlled by a CNC control hydraulic drive according to claims 1 or 2, characterized in that the changeover switch ( 8 ) is associated with a control unit ( 14 ) which, in the same way as the CNC control ( 6 ), the actual position value (Sia) is fed. 4. Von einer CNC-Steuerung angesteuerter hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerwerk (14) zusätzlich das Ausgangssignal (Sa) der CNC-Steuerung (6) zugeführt wird und bei Umkehrung des Vorzeichens des Ausgangssignals (Sa) der CNC-Steuerung das Steuerwerk (14) durch erneutes Umschalten des Umschalters (8) von Druck- bzw. Kraftregelung auf Positionsregelung zurückschaltet.4. Controlled by a CNC control hydraulic drive according to claim 3, characterized in that the control unit ( 14 ) in addition the output signal (Sa) of the CNC control ( 6 ) is supplied and with reversal of the sign of the output signal (Sa) of the CNC - Control switches the control unit ( 14 ) back by switching the switch ( 8 ) from pressure or force control to position control. 5. Von einer CNC-Steuerung angesteuerter hydraulischer Antrieb, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umschalten von Positions- auf Druck- bzw. Kraftregelung zusätzlich einen bestimmten Druck- bzw. Kraft­ anstieg erfordert.5. Hydraulic drive controlled by a CNC control, according to one or more of claims 1 to 4, characterized indicates that switching from position to print or Force control additionally a certain pressure or force increase requires. 6. Von einer CNC-Steuerung angesteuerter hydraulischer Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerwerk das Umschalten von Position auf Druck- bzw. Kraftregelung der CNC-Steuerung mittels eines Signals meldet.6. Hydraulic drive controlled by a CNC control according to one or more of claims 1 to 5, characterized records that the control unit is switching from position to Pressure or force control of the CNC control using a Signals reports.
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