DE4113747C1 - Drive installation for plastics bag mfg. machine - has control assigned to high dynamic drive motor and forwarding pair of rollers for intermittent supply of plastics material web - Google Patents

Drive installation for plastics bag mfg. machine - has control assigned to high dynamic drive motor and forwarding pair of rollers for intermittent supply of plastics material web

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Abstract

The drive has a pair of pulling rollers (1) for moving the web of material, plastics sheeting or foil, a high-powered drive motor (2) and its control unit (3). The plastics sheeting can be accelerated from a stationary position in strictly fixed intervals of feed and, after a certain movement which can be set, can be decelerated again to a standstill. The control unit possesses an analogue calculator (5) capable of generating a trigonometrical function and supplying, for controlling the motor during the feed, a d.c. voltage signal (F) of the form, F = Fo (1+ sin/alpha), the angle being between the range 270 and 630 deg. during the feed interval. The amplification factor (Fo) can be set according to the selected length of feed by the analogue calculator. ADVANTAGE - Drive for rollers can be run quietly and without losses.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Kunststoff­ beutel-Fertigungsautomaten mit intermittierendem Vorschub einer Folien­ bahn, - mit Vorzugswalzenpaar für den Transport der Folienbahn, hochdynamischem Antriebsmotor und auf den Antriebsmotor arbeiten­ der Steuerungseinrichtung, wobei die Folienbahn in fest vorgegebenen Vorschubintervallen aus dem Stillstand beschleunigbar und nach dem Transport um eine an der Steuerungseinrichtung einstellbaren Vor­ schublänge wieder bis zum Stillstand abbremsbar ist. - Es versteht sich, daß der Fertigungsautomat Schweiß- und Trenneinrichtungen auf­ weist. In Schweißintervallen, die zwischen den Vorschubintervallen liegen, werden mittels der Schweiß- und Trenneinrichtungen an der stillstehenden Materialbahn Seitennähte oder Bodennähte angeschweißt und Trennschnitte oder Stanzungen ausgeführt. Die Schweiß- und Trenn­ einrichtungen sind mit separatem Antrieb ausgerüstet, der ebenfalls an die Steuerungseinrichtung angeschlossen ist.The invention relates to a drive device for a plastic bag production machines with intermittent feed of foils web, - with a pair of preferred rollers for transporting the film web, highly dynamic drive motor and work on the drive motor the control device, the film web being predetermined in a fixed manner Feed intervals can be accelerated from standstill and after Transport around an adjustable front on the control device thrust length can be braked again to a standstill. - It understands yourself that the automatic welding and cutting equipment on points. At welding intervals between the feed intervals are located by means of the welding and cutting devices on the stationary material web welded on side seams or bottom seams and separating cuts or punchings. The welding and separating facilities are equipped with a separate drive, which also is connected to the control device.

Im Rahmen der aus der Praxis bekannten Maßnahmen ist die Steuerung rungseinrichtung mit einem Digitalrechner bestückt. Die Steuerung ist so eingerichtet, daß der Antriebsmotor des Vorzugswalzenpaares bis zum Erreichen seiner Drehmomentgrenze bzw. der maximalen Stromauf­ nahme beschleunigt und anschließend wieder abgebremst wird. Der Zeitpunkt für die Einleitung des Bremsvorganges wird nach Maßgabe der gewünschten Vorschublänge verändert. Diese Art der Steuerung ist mit erheblichen Energieverlusten verbunden, und es treten uner­ wünschte Stromspitzen auf. Nach einem nicht vorveröffentlichten Steuerungsverfahren ist dem Vorschubintervall eine vorbestimmte Zahl von Steuerungsimpulsen zugeordnet und wird die Drehzahl des An­ triebsmotors mit Hilfe der Rechnersteuerung nach Maßgabe einer von den Steuerungsimpulsen abhängigen Drehzahlsteuerungsfunktion ein­ gestellt. Den Steuerungsimpulsen sind diskrete Werte für die Steuer­ spannung zugeordnet. Auf die jeweils sprunghafte Änderung der Steuerspannung reagiert der hochdynamische Antriebsmotor mit über­ mäßiger Beschleunigung und anschließendem Abbremsen. Der Lauf des Antriebsmotors ist unruhig. Es treten auch hier erhebliche elek­ trische Verluste auf.The control is part of the measures known from practice tion device equipped with a digital computer. The control is set up so that the drive motor of the preferred roller pair to reach its torque limit or the maximum current accelerated and then braked again. The The time for initiating the braking process is determined the desired feed length changed. This type of control is associated with significant energy losses, and there are no wanted current spikes on. After a not previously published The control method is the feed interval a predetermined number  assigned by control pulses and the speed of the An drive motor using the computer control according to one of the control pulse-dependent speed control function posed. The control impulses are discrete values for the tax voltage assigned. On the sudden change in the The highly dynamic drive motor reacts to the control voltage with over moderate acceleration and subsequent braking. The run the drive motor is restless. Considerable elec trical losses.

Ein rechnergesteuerter Vorzugswalzenantrieb mit hochdynamischen Antriebsmotoren ist auch aus der DE 40 01 176 C1 bekannt. Die US 42 61 779 offenbart eine Antriebsvorrichtung mit Exzenterschei­ ben, durch deren Kontur die Kinematik der Vorschubbewegung der Folienbahn festgelegt ist. Ein sinusförmiger Geschwindigkeitsverlauf kann eingestellt werden. Aus der DE 39 00 503 A1 ist es ferner be­ kannt, daß die Vorschublänge durch Veränderung einer Steuerkurve für die Bahngeschwindigkeit einstellbar ist. Zur Lösung der ein­ gangs beschriebenen Probleme haben diese Maßnahmen nichts beige­ tragen.A computer-controlled feed roller drive with highly dynamic Drive motors are also known from DE 40 01 176 C1. The US 42 61 779 discloses a drive device with eccentric disc ben, through the contour of the kinematics of the feed movement Foil sheet is set. A sinusoidal speed curve can be adjusted. From DE 39 00 503 A1 it is also be knows that the feed length by changing a control curve is adjustable for the web speed. To solve the one These measures have nothing to do with the problems described above wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die einen verlustarmen und ruhigen Verlauf des dem Vorzugswalzenpaar zugeordneten An­ triebsmotors ermöglicht.The invention has for its object a drive device of the type described in the introduction, which has a low loss and quiet course of the assigned to the pair of preferred rollers drive motor enables.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Steuerungs­ einrichtung einen Analogrechner mit Funktionsgeber für eine trigono­ metrische Funktion aufweist und daß der Analogrechner zur Steue­ rung des Antriebsmotors in den Vorschubintervallen ein Gleichspan­ nungssignal der Form F = F0 (1 + sin α) abgibt, wobei α den Winkelbereich zwischen 270 und 630 Grad während des Vorschubinter­ valls durchläuft und wobei der Verstärkungsfaktor nach Maßgabe der angewählten Vorschublänge von dem Analogrechner einstellbar ist. Der Aufbau des Analogrechners ist an sich bekannt (DUBBEL, 13. Auflage, Band II, Seiten 1010 bis 1010). Nach bevorzugter Aus­ führungsform der Erfindung weist die Steuerungseinrichtung einen weiteren Digitalrechner auf, der den Analogrechner ansteuert. Die Koordination von Vorschubintervallen und Schweißintervallen ist da­ durch auf einfache Weise möglich.To solve this problem, the invention teaches that the control device has an analog computer with a function generator for a trigonometric function and that the analog computer for controlling the drive motor in the feed intervals emits a DC voltage signal of the form F = F 0 (1 + sin α) , where α passes through the angular range between 270 and 630 degrees during the feed interval and wherein the gain factor can be set by the analog computer in accordance with the selected feed length. The structure of the analog computer is known per se (DUBBEL, 13th edition, volume II, pages 1010 to 1010). According to a preferred embodiment of the invention, the control device has a further digital computer which controls the analog computer. The coordination of feed intervals and welding intervals is possible in a simple manner.

Das erfindungsgemäß dem Antriebsmotor im Vorschubintervall zuge­ führte Gleichspannungssignal ändert sich entsprechend einer Funk­ tion, die mit der Steigung 0 beginnt, einen sinusförmigen Bereich durchläuft und wieder mit der Steigung 0 endet. Es resultiert ein sanfter Anlauf sowie ein sanftes Abbremsen des Antriebsmotors während des Transport­ schrittes. Das analoge Sinussignal führt zu einem ruhigen und verlust­ armen Lauf des Antriebsmotors. Die Vorschublänge kann sehr präzise und mit besserer Genauigkeit als durch eine Steuerung, die mit einem Digitalrechner arbeitet, eingehalten werden. Eine Messung der Vor­ schublänge und Korrektur ist nicht mehr erforderlich. Aufgrund der geringen elektrischen Verluste des Antriebsmotors ist die Temperatur­ entwicklung klein. Eine Wasserkühlung des Antriebsmotors, die bei bekannter Digitalsteuerung vielfach erforderlich ist, kann entfallen.The DC motor signal supplied to the drive motor in the feed interval changes according to a function that begins with the slope 0 , runs through a sinusoidal range and ends again with the slope 0 . The result is a gentle start and a gentle braking of the drive motor during the transport step. The analog sine signal leads to a quiet and low-loss run of the drive motor. The feed length can be maintained very precisely and with better accuracy than by a controller that works with a digital computer. A measurement of the feed length and correction is no longer necessary. Due to the low electrical losses of the drive motor, the temperature development is small. A water cooling of the drive motor, which is often required with known digital control, can be omitted.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Aus­ führungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigenIn the following the invention is based on only one off leadership illustrative drawing explained in more detail. It demonstrate

Fig. 1 das Schema einer Antriebsvorrichtung für einen Kunststoff­ beutel-Fertigungsautomaten mit intermittierendem Vorschub einer Folienbahn, Fig. 1 shows the diagram of a driving apparatus for a plastic bag production machine with intermittent feed a web of film,

Fig. 2 schematisch den Verlauf des dem Antriebsmotor der Vorrichtung zugeführten Steuerungssignals, Fig. 2 schematically shows the course of the fed to the drive motor of the device control signal,

Fig. 3 das Steuerungssignal und die Stromaufnahme des Antriebs­ motors in Form eines Meßschriebs. Fig. 3, the control signal and the current consumption of the drive motor in the form of a measurement record.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebsvorrichtung ist für einen Kunststoff­ beutel-Fertigungsautomaten mit intermittierendem Vorschub einer Folien­ bahn bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau der Antriebsvorrichtung gehören ein Vorzugswalzenpaar 1 für den Transport der Folienbahn, ein hochdynamischer Antriebsmotor 2 sowie eine auf den Antriebs­ motor 2 arbeitende Steuerungseinrichtung 3 mit Eingabegerät 4. Die Folienbahn ist in fest vorgegebenen Vorschubintervallen TV aus dem Stillstand beschleunigbar und nach dem Transport um eine an der Steuerungseinrichtung 3 mittels des Eingabegerätes 4 einstellbaren Vorschublänge wieder bis zum Stillstand abbremsbar.The drive device shown in Fig. 1 is intended for a plastic bag-making machine with intermittent feed of a film web. The basic structure of the drive device includes a pair of preferred rollers 1 for the transport of the film web, a highly dynamic drive motor 2 and a control device 3 with an input device 4 that operates on the drive motor 2 . The film web can be accelerated from a standstill at predetermined feed intervals TV and, after transport, can be braked to a standstill again by a feed length that can be set on the control device 3 by means of the input device 4 .

Die Steuerungseinrichtung 3 weist einen Analogrechner 5 mit Funk­ tionsgeber für eine trigonometrische Funktion auf. In den Vorschub­ intervallen TV gibt der Analogrechner 5 zur Steuerung des Antriebs­ motors 2 ein Gleichspannungssignal F ab, das in Fig. 2 über die Zeitachse t dargestellt ist. Der Verlauf des Gleichspannungssignals F hat die FormThe control device 3 has an analog computer 5 with a radio transmitter for a trigonometric function. In the feed intervals TV, the analog computer 5 for controlling the drive motor 2 emits a DC voltage signal F, which is shown in FIG. 2 over the time axis t. The shape of the DC voltage signal F has the form

F = F0(1+sinα),F = F 0 (1 + sinα),

wobei α den Winkelbereich zwischen 270 und 630 Grad während des Vorschubintervalls TV durchläuft. Der Verstärkungsfaktor F0 ist nach Maßgabe der angewählten Vorschublänge von dem Analogrech­ ner 5 einstellbar. Die Vorschubintervalle TV wechseln in regel­ mäßiger Folge mit Schweißintervallen TS, in denen an der still­ stehenden Folienbahn mittels nicht dargestellter Schweiß- und Trenn­ einrichtungen Schweißnähte angebracht und Trennschnitte oder Stan­ zungen ausgeführt werden. Die in Fig. 3 dargestellten Meßschriebe zeigen ebenfalls über die Zeitachse t mit dick ausgezogener Linie das von dem Analogrechner 5 abgegebene Gleichspannungssignal F und die Stromaufnahme I des Antriebsmotors 2 jeweils für zwei Vor­ schubintervalle TV und zwei Schweißintervalle TS. Zum Vergleich sind mit dünnem Strich entsprechende Meßschriebe einer nicht zur Erfindung gehörenden Steuerungseinrichtung dargestellt, die mit einem Digitalrechner arbeitet. Dieser gibt zur Steuerung des Antriebs­ motors 2 eine Drehzahlsteuerungsfunktion F′(i) ab, die aus einer vor­ gegebenen Zahl diskreten Steuerungssignalen i zugeordneter Spannungs­ werte besteht. Die Stromaufnahme I′ des so angesteuerten Antriebs­ motors weist während der Beschleunigungsphase erhebliche Schwan­ kungen auf, was einen unruhigen Lauf des Motors zur Folge hat. lm Vergleich mit dem der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeordneten Meßschrieb wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung einen ruhigeren und mit geringeren elektrischen Verlusten behafteten Lauf des Antriebsmotors 2 ermöglicht. Auch die Vorschublänge kann mit größerer Genauigkeit eingehalten werden.where α passes through the angular range between 270 and 630 degrees during the feed interval TV. The gain factor F 0 can be adjusted in accordance with the selected feed length by the analog computer 5 . The feed intervals TV alternate regularly with welding intervals TS, in which welding seams are made on the stationary film web by means of welding and separating devices (not shown) and separating cuts or punchings are carried out. The measurement records shown in Fig. 3 also show over the time axis t with a solid line, the DC voltage signal F output by the analog computer 5 and the current consumption I of the drive motor 2, each for two advance intervals TV and two welding intervals TS. For comparison, corresponding measurement records of a control device which is not part of the invention and which works with a digital computer are shown with a thin line. This outputs to control the drive motor 2 a speed control function F '(i), which consists of a given number of discrete control signals i assigned voltage values. The current consumption I 'of the drive motor thus controlled has considerable fluctuations during the acceleration phase, which results in the motor running uneasily. In comparison with the measurement record assigned to the device according to the invention, it is clear that the drive device according to the invention enables the drive motor 2 to run more smoothly and with less electrical losses. The feed length can also be maintained with greater accuracy.

Der Fig. 1 entnimmt man, daß die Steuerungseinrichtung 3 der erfin­ dungsgemäßen Antriebsvorrichtung zusätzlich zu dem Analogrechner 5 auch einen Digitalrechner 6 aufweist, der den Analogrechner 5 an­ steuert. An das Vorzugswalzenpaar 1 ist ferner ein Geber 7 ange­ schlossen, welcher Steuerimpulse abnimmt und der Steuerungseinrich­ tung 3 zuführt. Die Steuerungseinrichtung 3 arbeitet auch auf die nicht dargestellte Antriebsvorrichtung der Schweiß- und Trenneinrich­ tungen. Die hybride, mit Digitalrechner 6 und Analogrechner 5 ausge­ rüstete Steuerungseinrichtung 3 steuert die Schweiß- und Trennvor­ gänge sowie die Transportvorgänge und koordiniert Vorschubintervalle TV und Schweißintervalle TS. - Es versteht sich, daß die Steuerungs­ einrichtung einen nicht dargestellten Leistungsverstärker umfaßt.One takes the Fig. 1, that the control device 3 of the drive device has OF INVENTION to the invention in addition to the analog computer 5 also includes a digital computer 6, which controls the analog computer 5 at. At the preferred pair of rollers 1 , a transmitter 7 is also connected, which decreases control pulses and the device 3 Steuereinrich supplies. The control device 3 also works on the drive device, not shown, of the welding and separating devices. The hybrid, equipped with digital computer 6 and analog computer 5 control device 3 controls the welding and cutting processes and the transport processes and coordinates feed intervals TV and welding intervals TS. - It is understood that the control device comprises a power amplifier, not shown.

Zur Herstellung bedruckter Kunststoffbeutel ist eine Einrichtung 8 zur Abtastung von Druckmarken vorgesehen, die an die Steuerungsein­ richtung 3 angeschlossen ist. Die mit einem zusätzlichen Digitalrechner 6 ausgerüstete oder an einen separaten Digitalrechner angeschlossene Steuerungseinrichtung 3 legt selbsttätig die Vorschublänge nach Maß­ gabe der gemessenen Druckmarken fest. Insofern erfolgt eine selbst­ tätige, rechnergesteuerte Einstellung der Vorschublänge.For the production of printed plastic bags, a device 8 for scanning print marks is provided, which is connected to the control device 3 . The control device 3 , which is equipped with an additional digital computer 6 or is connected to a separate digital computer, automatically determines the feed length in accordance with the measurement marks measured. In this respect there is an automatic, computer-controlled adjustment of the feed length.

Claims (2)

1. Antriebsvorrichtung für einen Kunststoffbeutel-Fertigungsautomaten mit intermittierendem Vorschub einer Folienbahn, - mit
Vorzugswalzenpaar für den Transport der Folienbahn,
hochdynamischem Antriebsmotor und
auf den Antriebsmotor arbeitender Steuerungseinrichtung,
wobei die Folienbahn in fest vorgegebenen Vorschubintervallen aus dem Stillstand beschleunigbar und nach dem Transport um eine an der Steuerungseinrichtung einstellbaren Vorschublänge wieder bis zum Still­ stand abbremsbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerungseinrichtung (3) einen Analogrechner (5) mit Funktionsgeber für eine trigonometrische Funktion aufweist und - daß der Analogrechner (5) zur Steuerung des Antriebsmotors (2) in den Vorschubintervallen (TV) ein Gleichspannungssignal (F) der Form F = F0 (1 + sindα)abgibt, wobei den Winkelbereich zwischen 270 und 630 Grad während des Vorschubintervalls (TV) durchläuft und wobei der Verstärkungs­ faktor (F 0) nach Maßgabe der angewählten Vorschublänge von dem Analogrechner (5) einstellbar ist.1. Drive device for a plastic bag manufacturing machine with intermittent feed of a film web, - with
Pair of preferred rollers for the transport of the film web,
highly dynamic drive motor and
control device working on the drive motor,
The film web can be accelerated from a standstill at fixed feed intervals and can be braked to a standstill again after transport by an adjustable feed length adjustable on the control device, characterized in that the control device ( 3 ) has an analog computer ( 5 ) with a function generator for a trigonometric Function and - that the analog computer ( 5 ) for controlling the drive motor ( 2 ) in the feed intervals (TV) emits a DC voltage signal (F) of the form F = F 0 (1 + sindα), the angular range between 270 and 630 degrees during passes through the feed interval (TV) and the gain factor (F 0 ) can be set by the analog computer ( 5 ) in accordance with the selected feed length. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung einen zusätzlichen Digitalrechner aufweist, der den Analogrechner ansteuert.2. Drive device according to claim 1, characterized in that the control device has an additional digital computer, which controls the analog computer.
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