DE4413909C2

DE4413909C2 - Computergesteuertes rotierendes Antriebssystem zur synchronen Beförderung von Produkten, insbesondere Glasbehältern

Info

Publication number: DE4413909C2
Application number: DE4413909A
Authority: DE
Inventors: Fantini Ivo Dutto; Camara Alfonso Arechaga
Original assignee: Avacon SA; Vidrala SA
Current assignee: Avacon SA; Vidrala SA
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2014-04-22
Also published as: DE4413909A1

Description

Bei der kontinuierlichen Fertigung von Einzelelementen tritt das Problem der Synchronisation von Vorrichtungen für Füllung, Transport, Bearbeitung usw. dieser Elemente auf, beispielsweise bei der Fertigung von Glasbehältern.

Aus der DE 32 11 797 C2 ist ein Antriebssteuer- und -synchronisiersystem zum synchronisierten Steuern einer Fördereinrichtung und einer Abgabeein richtung, beispielsweise bei einer Abfüllstation zum Füllen von Kanistern und Flaschen, mit einer Positionsreferenzeinrichtung zur Lieferung eines Positionsreferenzsignals, einer Kodiereinrichtung zum Ermitteln und Kodie ren eines Ausgangssignales der Positionsreferenzeinrichtung, einer Raten ermittlungseinrichtung zur Aufnahme eines Ausgangssignales der Ko diereinrichtung zum Ermitteln der Arbeitsrate der Positionsreferenzeinrich tung, einem digitalen Rechner mit einer Aufnahme für Signale der Ko diereinrichtung und der Ratenermittlungseinrichtung, einer mechanischen Ladeeinrichtung sowie einem Antriebsmotor für die Ladeeinrichtung be kannt. Der digitale Rechner des bekannten Systems erzeugt Ratenimpuls signale, um den Antriebsmotor direkt zu steuern. Die Arbeitsweise der me chanischen Ladeeinrichtung ist mit der Arbeitsweise der Positionsrefe renzeinrichtung synchronisiert.

Die Anmelder haben für das beschriebene komplexe Problem eine preiswer te und einfache Lösung gefunden. Dementsprechend ist jeder Fertigungsab schnitt mit einem Meßfühler oder Impulsdetektor ausgestattet, der einen Im puls pro Zyklus aussendet, mit einem Asynchronmotor mit Frequenzregler und mit einer zentralen CPU, die mit einer Synchronitätsgleichung pro grammiert ist, die bei jedem Regler eine Erhöhung bzw. Verringerung der Frequenz anordnet, so daß die Drehgeschwindigkeit in jedem Abschnitt auf grund der empfangenen Impulse und des genannten Programms ge regelt wird.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Fertigungsanlage für Glasflaschen, bei der das System, das Gegenstand der Erfindung ist, angewendet wird;

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des in der Anlage nach Fig. 1 eingesetzten Systems gemäß der Erfindung.

Das System kann für eine Komplettanlage entwickelt werden; um die Erläuterung zu vereinfachen, wurde jedoch nur ein Teil dar gestellt.

Bei den Fertigungsanlagen für Glasflaschen werden vor allem chemische Komponenten gemischt, aus denen das Glas besteht, und danach erfolgt ihre Homogenisierung.

Beide Abschnitte können ebenfalls durch das System gesteuert werden, das Gegenstand der Erfindung ist, wurden der Einfach heit halber jedoch nicht in Abbildungen dargestellt.

Die homogenisierte Mischung wird in einem Ofen mit mehreren Austrittsöffnungen 20 geschmolzen. Aus diesen Öffnungen tritt unten (24) das geschmolzene Glas aus und wird dabei (Abschnitt oder Funktion F₁) durch eine Schneidevorrichtung 28 in Tropfen (Klumpen) abgeschnitten, aus denen die Flaschen entstehen.

Die genannten Tropfen werden mit Hilfe eines Verteilers 21 (Ab schnitt F₂) zu Gießformen 22 gebracht, die in Reihe angeordnet sind und über eine Trommel 23 (Abschnitt F₃) den entsprechenden Tropfen erhalten.

Nachdem sich die Flaschen geformt haben, werden sie mit Hilfe einer Entnahmevorrichtung (Abschnitt F₄) von den Gießformen 22 zum Förderband 25 der Maschine gebracht, das sie (Abschnitt F₅) zu einem Förderteller 26 (Abschnitt F₆) bringt, durch den sie vom ersten Förderband 25 zu einem Glasschmelzofen-Förderband 27, das senkrecht zur Maschine angeordnet ist (Abschnitt F₇), übertragen werden.

Danach werden die Flaschen durch eine Glasschmelzofen-Aufschie bevorrichtung (nicht abgebildet) vom genannten Förderband 27 zum Nachglühen in einen Glasschmelzofen (nicht abgebildet) ge schoben.

In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie mehrere Asynchronmo toren M₁, M₂, M₃, M₄, . . . über Untersetzungen R₁, R₂, R₃, R₄ mechanische Vorrichtungen T₁, T₂, T₃, T₄, . . . antreiben, die die oben beschriebenen Funktionsabschnitte F₁ , F₂, F₃, F₄, . . . ausführen.

Alle Abschnitte F₁, F₂, F₃, F₄ sind zyklisch wie die ineinan dergreifenden Bewegungen von Asynchronmotoren M, Untersetzungs getriebe R und mechanischer Vorrichtung T.

Vorzugsweise ist der Zyklus bei der Wiederholung der Bewegung am Austritt oder Ende O₁, O₂, O₃, O₄, . . . der mechanischen Betä tigungsvorrichtung T zu betrachten, womit zuvor eine bestimmte Anzahl Flaschen pro Zyklus verbunden war, beispielsweise zwei Flaschen pro Zyklus mit der Schneidevorrichtung T₁=28, acht Flaschen am Förderteller 26=T₆ usw.

Alle diese Verbindungen, wie die mechanischen und zyklischen Verbindungen zwischen den Elementen ein und desselben Ab schnitts, werden in eine CPU 2¹ eingespeist, die die Anlage und den Prozeß steuert.

Die Abfolge der Abschnitte F₁, F₂, F₃, F₄, . . . ist fest vorge geben, weil der Fluß der Flaschen nicht komprimiert werden kann, als handle es sich um eine Flüssigkeit, denn auf dem Weg kommen keine Flaschen hinzu oder verschwinden. Die Regel lau tet, daß die Anzahl der Flaschen, die in einen Abschnitt F_i eintreten gleich der Anzahl der Flaschen sein muß, die an den folgenden Abschnitt F_i+1 weitergegeben werden.

Am Ausgang O oder Endpunkt der jeweiligen mechanischen Vorrich tung T ist ein einzelner Meßfühler 15₁, 15₂, 15₃, 15₄, . . . ange bracht, der einen Impuls pro Zyklus abgibt, und sein Signal an die CPU 2¹ leitet, die die Anzahl der Flaschen N_i berechnet, die diesem bestimmten Zyklus entsprechen, und daraus die Ge samtsumme aller Flaschen in diesem Abschnitt F_i (Gesamtfluß) C berechnet.

Verallgemeinert kann man sagen, daß ab einem Zeitpunkt der Synchronität die folgende Gleichung erfüllt sein muß, damit sie erhalten bleibt:

Das bedeutet:Zu einem beliebigen Zeitpunkt ti muß sich die Gesamtzahl C der durch einen Abschnitt Fi beförderten Flaschen von der Ge samtzahl C der durch einen beliebigen anderen Abschnitt Fj beförderten Flaschen um die gleiche Anzahl D unterscheiden, um die sie sich zum Zeitpunkt der Synchronität ts unterscheiden würde, denn zu diesem Zeitpunkt ts befanden sich C bzw. C Flaschen im Abschnitt Fi bzw. Fj.

Wodurch erfüllt ist, daß

wobei N_i die Anzahl der Flaschen ist, die pro Zyklus des Ab schnitts Fi befördert werden.

Der Zeitpunkt ts der Synchronität wird manuell oder automatisch bestimmt, beispielsweise bestimmt die CPU 2¹ zu Beginn der Sy stemfunktion oder nach einem Stillstand die Synchronität, wenn die Differentialquotienten der Gleichung 1 (in der Praxis sind es die diskreten Differenzen für jede Etappe F übereinstimmen. Zum bekannten oder von der CPU 2¹ bestimmten Zeitpunkt ts berechnet die CPU selbst die Differenz D, die sie mit Hilfe seines Zeitgebers für die Berechnung von Zeiten und der bereits genannten Konstanten über die Impulse der jeweiligen Meßfühler 15₁, 15₂, 15₃, 15₄, . . . empfängt, und berechnet die tatsächlichen Differenzen D zum Zeitpunkt ti und berechnet das Differential aus der Differenz D, die erforderlich ist, um eine synchrone Steuerung zu erhalten, und der tatsächlichen Differenz D.

Nach der Berechnung und innerhalb der Voreingestellter Schwel lenwerte wird die Frequenzabweichung f_i berechnet, die erfor derlich ist, damit jeder beschleunigende/bremsende Asynchron motor M₁ seinen Abschnitt Fi in Synchronität bringt oder, was dem entspricht, damit

die tatsächliche Differenz zum Wert der theoretischen Differenz oder Anfangsdifferenz strebt.

Nachdem sie die Frequenzabweichung fi berechnet hat, befiehlt sie dem entsprechenden Frequenzregler V₁, V₂, V₃, V₄, . . ., die Frequenz fi des zugehörigen Asynchronmotors M₁, M₂, M₃, M₄, . . . in der angegebenen Richtung zu ändern.

Den Wert der theoretischen Differenz D kann sowohl der Opera tor als auch die programmierte CPU 2¹ bestimmen. Aufgrund die ses Wertes wird beim Wiederanlassen der Anlage Synchronität festgestellt, wenn erfüllt ist, daß das tatsächliche Diffe rential zwischen den Abschnitten F_i, F_j den Wert der Differenz D erreicht.

Es wird vorgegeben, daß ein äußeres Element oder der Ausgang O_i einer der mechanischen Vorrichtungen Ti zum Hauptelement wird, so daß der besagte Ausgang O_i oder sein entsprechender Ab schnitt Fi der Vergleich für alle anderen ist.

Natürlich kann der Begriff "Flasche" durch den Begriff "Ele ment" ersetzt werden, damit der Gegenstand der Erfindung auf andere Arten von Anlagen angewendet werden kann.

Claims

1. Computergesteuertes System für einen rotierenden Antrieb zur synchronen Beförderungen verschiedener Produkte, insbesondere von Glasbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß es aus folgendem besteht:

a) einer Reihe von Einzelblöcken aus einer mechanischen Vor richtung (Ti), die durch Asynchronmotoren (Mi) angetrieben wer den, die jeden davon durch einen zyklischen Abschnitt (Fi) be fördern;
b) mindestens in jedem (Fi) einem Meßfühler (15), der einen Impuls pro Zyklus aussendet und sein Signal an eine CPU (2¹) sendet, die so programmiert ist, daß ab einem Zustand der Synchronität die Synchronitätsgleichung gegeben ist, wobei
ti = ein beliebiger Zeitpunkt
ts = Zeitpunkt der SynchronitätC und C = Gesamtzahl der zum Zeitpunkt (ts) bzw. zum Zeit punkt (ti) im Abschnitt (Fi) beförderten Fla schen,C und C = Gesamtzahl der zum Zeitpunkt (ts) bzw. zum Zeit punkt (ti) im Abschnitt (Fj) beförderten Fla schen,D = Differenz zwischen den zum Zeitpunkt (ts) in den Ab schnitten (Fi) und (Fj) beförderten Flaschen,so daß sie die tatsächliche Differenz D aus den zu einem be liebigen Zeitpunkt (ti) in zwei beliebigen Abschnitten (Fi) (Fj) beförderten Flaschen berechnet und im Vergleich zur Dif ferenz D eine Frequenzabweichung fi berechnet, die sie an den Frequenzregler (Vi) weitergibt, der den zugehörigen Asynchron motor (Mi) veranlaßt, seine Drehzahl so zu ändern, daß die tat sächliche Differenz (D) und die Synchrondifferenz (D) zur Gleichheit D=D streben.

2. Computergesteuertes System für einen rotierenden Antrieb zur synchronen Beförderung verschiedener Produkte, insbesondere von Glasbehältern, nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zeitpunkt der Synchronität (ts) durch die CPU (2′) bestimmt wird, wenn die diskreten Differenzen, die zu den Ableitungen der Synchronitätsgleichungen streben, für je weils zwei beliebige Abschnitte (Fi) (Fj) übereinstimmen.

3. Computergesteuertes System für einen rotierenden Antrieb zur synchronen Beförderung verschiedener Produkte, insbesondere von Glasbehältern, nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß vorgegeben ist, daß ein externes Element oder ein Punkt des Einzelblocks eines Abschnitts (Fi) als Haupt-Ver gleichselement für alle anderen vorgegeben ist.

4. Computergesteuertes System für einen rotierenden Antrieb zur synchronen Beförderung verschiedener Produkte, insbesondere von Glasbehältern, nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Wert D der Synchrondifferenz voreingestellt ist.

5. Computergesteuertes System für einen rotierenden Antrieb zur synchronen Beförderung verschiedener Produkte, insbesondere von Glasbehältern, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Meßfühler (15i) am Ende jeder mechanischen Vorrichtung (Ti) angebracht ist.