DE3821891C2 - CNC controlled hydraulic positioning drive - Google Patents

CNC controlled hydraulic positioning drive

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Description

Die Erfindung betrifft einen CNC-geregelten hydraulischen Posi­ tionierantrieb nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2.The invention relates to a CNC-controlled hydraulic posi tioning drive according to the preamble of claims 1 or 2.

Diese Positionierantriebe, wie sie beispielsweise in dem Aufsatz "Elektrohydraulik in der Fertigungstechnik" in der Zeitschrift fluid, Mai 1984, Seiten 21 bis 24 geoffenbart sind, bestehen aus einem Zylinder oder Drehmotor, einem Regelventil, einer Regel­ einrichtung und der CNC bzw. dem Wegmeßsystem. Für eine Kraft- oder Druckregelung sind diese bekannten Positionierantriebe nicht geeignet, da während einer Kraft- bzw. Druck-Regelphase der Positionsregelvorgang außer Kraft gesetzt werden muß. Dadurch kommt es in der CNC-Steuerung zu einer Fehlermeldung, die letztendlich den Antrieb stillsetzt.These positioning drives, such as those in the attachment "Electrohydraulics in Manufacturing Technology" in the magazine fluid, May 1984, pages 21 to 24, consist of a cylinder or rotary motor, a control valve, a control device and the CNC or the measuring system. For a power or pressure control are these known positioning drives not suitable because during a force or pressure control phase the position control process must be overridden. This results in an error message in the CNC control, that ultimately stops the drive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin einen hydraulischen Positionierantrieb der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art weiterzubilden, um ein Umschalten des Positionsregelkreises in einen Kraft- bzw. Druckregelkreis und zu­ rück zu ermöglichen, ohne eine automatische Abschaltung des An­ triebes befürchten zu müssen. Nach der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder 2 erzielt.The object of the invention is a hydraulic Positioning drive specified in the preamble of claim 1 Art to train to switch the Position control loop in a force or pressure control loop and to enable back without automatically switching off the on instinct to fear. According to the invention, this is done with the features of claim 1 or 2 achieved.

Die Erfindung wird an Hand 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 Servo­ verstärker 3 angesteuert. Das elektrische Positionssignal Si wird vom mit der Kolbenstange 4 des hydraulischen Zylinders 1 in Wirkverbindung stehenden Weggeber 13 der CNC-Steuerung 6 als Istwertsignal Istx zugeführt und dort mit dem Sollwertsignal verglichen. 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 servo amplifier 3 . The electrical position signal Si supplied from the stationary to the piston rod 4 of the hydraulic cylinder 1 in operative connection encoder 13 of the CNC controller 6 as a feedback signal, X is where it is compared with the reference 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 supplied to the control unit 14 in addition to the CNC control 6 . Likewise, the control unit 14 is supplied to the pressure regulator 12, the output signal P of the pressure sensor 11 . Furthermore, the output signal Sa of the CNC control 6 is fed to the control unit. 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 switch is actuated again by the control unit and switched back to the switching position shown for the position control. As soon as the changeover from position to pressure control has been carried out by means of the 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 is 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 the other of their controllers.

Claims (5)

1. Hydraulischer Positionierantrieb, der von einer CNC- Steuerung über ein elektrisch zu betätigendes Ventil ansteuer­ bar und dessen jeweilige Stellung als Positions-Istwert-Signal der CNC-Steuerung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der den hydraulischen Positionierantrieb beaufschlagende Druck oder die vom hydraulischen Positionierantrieb ausgeübte Kraft als Si­ gnal einem Druck- oder Kraftregler (12) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal (Pa) über einen Umschalter (8) bei Erreichen eines bestimmten Druck- oder Kraftanstiegs kurz vor Erreichen des Positions-Sollwertes des Positionierantriebes (1) dem elektrisch zu betätigenden Ventil (2) als Steuersignal zuführbar und gleichzeitig das von der CNC-Steuerung (6) dem Ventil (2) zu­ führbare Ausgangssignal (Sa) vom Umschalter (8) unterbrechbar ist, 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. Hydraulic positioning drive, which can be controlled by a CNC control via an electrically operated valve and whose respective position is supplied as a position actual value signal to the CNC control, characterized in that the pressure acting on the hydraulic positioning drive or by the hydraulic Positioning drive exerted force as Si signal is fed to a pressure or force controller ( 12 ), the output signal (Pa) of which via a changeover switch ( 8 ) when a certain pressure or force increase is reached shortly before the position setpoint of the positioning drive ( 1 ) is reached The valve ( 2 ) to be actuated can be supplied as a control signal and at the same time the output signal (Sa) which can be guided by the CNC control ( 6 ) to the valve ( 2 ) can be interrupted by the changeover switch ( 8 ), the changeover range being smaller shortly before the position setpoint is reached is the permissible difference between j permanent setpoint and actual value. 2. Hydraulischer Positionierantrieb, der von einer CNC- Steuerung über ein elektrisch zu betätigendes Ventil ansteuerbar und dessen jeweilige Stellung als Positions-Istwert-Signal der CNC-Steuerung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der den hydraulischen Positionierantrieb beaufschlagende Druck oder die vom hydraulischen Positionierantrieb ausgeübte Kraft als Signal einem Druck- oder Kraftregler (12) zugeführt wird, dessen Aus­ gangssignal (Pa) über einen Umschalter (8) bei Erreichen eines bestimmten Druck- oder Kraftanstiegs kurz vor Erreichen des Positions-Sollwertes des Positionierantriebs (1) dem elektrisch zu betätigenden Ventil (2) als Steuersignal zuführbar und gleich­ zeitig das von der CNC-Steuerung (6) dem Ventil (2) zuführbare Ausgangssignal (Sa) vom Umschalter (8) unterbrechbar ist, und daß mit dem Umschalten von Positions- auf Druck- bzw. Kraftrege­ lung das von der CNC-Steuerung (6) abgegebene Positions-Soll­ wertsignal auf den Wert des Positions-Istwert-Signals gebracht wird.2. Hydraulic positioning drive, which can be controlled by a CNC control via an electrically operated valve and whose respective position is supplied as a position actual value signal to the CNC control, characterized in that the pressure acting on the hydraulic positioning drive or that of the hydraulic positioning drive Exerted force is fed as a signal to a pressure or force controller ( 12 ), the output signal (Pa) of which via a changeover switch ( 8 ) when a certain pressure or force increase is reached shortly before the position setpoint of the positioning drive ( 1 ) is reached Actuating valve ( 2 ) can be supplied as a control signal and at the same time the output signal (Sa) which can be supplied by the CNC control ( 6 ) to the valve ( 2 ) can be interrupted by the changeover switch ( 8 ), and that with the changeover from position to pressure or Force control the position setpoint signal emitted by the CNC control ( 6 ) to the value of pos itions actual value signal is brought. 3. Hydraulischer Positionierantrieb nach Anspruch 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. Hydraulic positioning drive according to claim 1 or 2, characterized in that the changeover switch ( 8 ) is assigned a control unit ( 14 ) which, in the same way as the CNC control ( 6 ), the actual position value (Sia) is supplied. 4. Hydraulischer Positionierantrieb nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Steuerwerk (14) zusätzlich das Ausgangssignal (Sa) der CNC-Steuerung (6) zugeführt ist und bei Umkehrung des Vorzeichens des Ausgangssignals (Sa) der CNC- Steuerung (6) das Steuerwerk (14) durch erneutes Umschalten des Umschalters (8) von Druck- bzw. Kraftregelung auf Positionsrege­ lung zurückschaltet.4. A hydraulic positioning drive according to claim 3, as characterized by that the control unit (14) the output signal (Sa) is supplied to the CNC controller (6) in addition and inversion of the sign of the output signal (Sa) of the CNC control (6) the control unit ( 14 ) switches back by switching the switch ( 8 ) from pressure or force control to position control. 5. Hydraulischer Positionierantrieb nach einem der Ansprü­ che 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerwerk (14) der CNC-Steuerung (6) das Umschalten von Positions- auf Druck- bzw. Kraftregelung mittels eines Signals meldet.5. Hydraulic positioning drive according to one of Ansprü che 3 or 4, characterized in that the control unit ( 14 ) of the CNC control ( 6 ) reports the switching from position to pressure or force control by means of a signal.
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