DE69618369T2

DE69618369T2 - Verfahren zur Bewegung eines Teils zu einem festen Halt in einem Feldhäcksler

Info

Publication number: DE69618369T2
Application number: DE69618369T
Authority: DE
Inventors: Bert J.F. Paquet; Dirk C.A. Ameye
Original assignee: CNH Belgium NV
Current assignee: CNH Industrial Belgium NV
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2016-03-23
Also published as: US5704199A; EP0734646B1; GB9506717D0; DE69618369D1; EP0734646A1; GB2299256A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Verfahren zum Bewegen eines Bauteils einer landwirtschaftlichen Maschine in Richtung auf einen festen Anschlag und von diesem fort, wobei bei diesem Verfahren ein bidirektionaler Motor zum Antrieb eines Schraubenelementes verwendet wird, um dieses Bauteil zu bewegen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Bewegen eines Scherbalkens, der in der Nähe eines rotierenden Schneidkopfes oder einer Messertrommel eingebaut ist, wobei die Enden des Scherbalkens in einem begrenzten Raum an den Seiten des Schneidkopf-Rahmens eines Feldhäckslers beweglich sind.
In der EP-A-0 291 216 ist ein Verfahren zur Einstellung eines Scherbalkens in Richtung auf einen rotierenden Schneidkopf offenbart. Die äußeren Enden dieses Scherbalkens erstrecken sich durch Öffnungen in dem Schneidkopf-Rahmen hindurch, und sie können auf einen Stützbalken mit Hilfe von Schraubenspindeln verschoben werden, die durch bidirektionale Motoren angetrieben werden. Diese Motoren sind mit inneren und äußeren Grenzschaltern versehen, um eine Blockierung der Motoren auszuschließen, wenn das eine oder andere Ende des Scherbalkens während seiner Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung mit einer Kante der Öffnung in Eingriff kommt. Wenn ein derartiger Kontakt erfolgen würde, so würde der blockierte Motor eine derartige Spannkraft auf die Schraubenspindel ausüben, daß der gleiche Motor nicht in der Lage sein würde, die Schraubenspindel zur Bewegung des Scherbalkens in der entgegengesetzten Richtung anzutreiben. Diese Grenzschalter werden über das gesamte Scherbalken-Einstellprogramm hindurch überwacht, das in der EP-A-0 291 216 beschrieben ist, und sie bilden einen kritischen Faktor bei der Steuerung der Motoren.
Eine Fehlfunktion eines oder mehrerer dieser Schalter, die durch einen internen Ausfall oder durch beschädigte Leitungen und Verbindungen hervorgerufen sein kann, macht eine weitere automatische Einstellung unmöglich. Aufgrund ihrer Verwendung in sehr rauhen Umgebungen bestehen erhebliche Gefahren, daß derartige Ausfälle während im übrigen normalen Erntevorgängen auftreten.
Wenn einer der Grenzschalter in der Nähe seiner Endposition ausfällt oder wenn eine mechanische Blockierung des Motors in einer Zwischenstellung auftritt, könnte der entsprechende Motor dennoch blockiert werden. Um weitere Schäden an dem Motor zu verhindern, sieht die Einstellroutine der EP-A-0 291 216 eine Subroutine vor, die den von dem Motor verbrauchten Strom überwacht und die Motorleistung unterbricht und einen Alarm ertönen läßt, wenn ein andauernder Hochstrom-Zustand festgestellt wird. Die Scherbalken-Einstellroutine wird unterbrochen, und der Fahrer wird alarmiert, daß das System einen Ausfall festgestellt hat.
Der einwandfreie Betrieb des Einstellprogramms erfordert eine korrekte Einstellung der Schalter. Eine ungeeignete Einstellung kann das Einstellprogramm ohne einen klaren und offensichtlichen Grund für den Fahrer unterbrechen. Wenn er hierfür Abhilfe schaffen muß, muß er sich mit komplizierten Zahnradsystemen und Kerben, die eine kritische Einstellung aufweisen, befassen, so daß er die Hilfe einer gut instruierten Person herbeirufen muß.
Selbst wenn sie richtig eingebaut sind, beschränken die Grenzschalter die Betriebslänge, über die der Scherbalken bewegt werden kann, im Vergleich zur vollen Länge der Öffnung. Wenn der Durchmesser des Schneidkopfes bis zu dem Ausmaß geschliffen wurde, daß der Scherbalken seine innere Begrenzung erreicht, ohne daß eine richtige Einstellung des Scherbalkens zu den Schneidkopf-Messern erreicht wird, müssen die normalen Erntevorgänge unterbrochen werden, um die Schneidkopf-Messer auf einen größeren Durchmesser neu einzustellen. Weil die Grenzschalter die Bewegung des Scherbalkens stoppen müssen, bevor er mit dem Rahmen in Berührung gekommen ist, verbleibt ein erheblicher Abstand, der noch für eine weitere Einstellung zur Verfügung bleibt, so daß die Verzögerung, die durch die Neueinstellung der Messer hervorgerufen wird, hinausgeschoben werden könnte.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme zu beseitigen und ein automatisches Scherbalken-Einstellverfahren zu schaffen, bei dem keine weitere Notwendigkeit für Schalter vorhanden ist, die die Bewegungsbahn des Scherbalkens beschränken, wobei das Verfahren immer noch mit den Motoren und Schraubenspindeln des Standes der Technik verwendet werden kann.
Gemäß der Erfindung wird ein automatisches Verfahren zur Bewegung eines Bauteils einer landwirtschaftlichen Maschine in Richtung auf einen festen Anschlag in der Maschine und von diesem fort geschaffen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

– Ansteuern einer bidirektionalen Motoreinrichtung zum Antrieb einer Schraubeneinrichtung zur Bewegung des Bauteils in Richtung auf den festen Anschlag,
– Überwachung einer Variablen, die den Drehmoment- oder Kraftausgang der Motoreinrichtung anzeigt, und
– Begrenzen des Drehmoment- oder Kraftausganges auf einen ersten Maximalwert,
– Bewegen des Bauteils gegen den festen Anschlag und Blockieren der Motoreinrichtung hierdurch,
– Abschalten der Motoreinrichtung, wenn der resultierende Drehmoment- oder Kraftausgang den ersten maximalen Wert erreicht oder übersteigt,
– Ansteuern der Motoreinrichtung zum Bewegen des Bauteils in der entgegengesetzten Richtung von dem Anschlag fort, während der Drehmoment- oder Kraftausgang nicht begrenzt wird oder wäh rend dieser auf einen zweiten Maximalwert begrenzt wird, der beträchtlich größer als der erste Maximalwert ist.

Wenn dieses Bauteil weiter von dem Anschlag fortbewegt wird, kann der Motorausgang erneut auf den ersten Maximalwert begrenzt werden. Die Motoreinrichtung kann durch einen bidirektionalen elektrischen Motor gebildet sein, und man kann auswählen, daß der hiervon aufgenommene elektrische Strom überwacht wird. Der Motorausgang kann dadurch begrenzt werden, daß diesem eine begrenzte Menge an elektrischer Leistung zugeführt wird, oder daß der Motor abgeschaltet wird, wenn der aufgrnommene elektrische Strom einen voreingestellten Wert erreicht oder diesen überschreitet.
Dieses Verfahren kann in vorteilhafter Weise in einer automatischen Routine zur Einstellung des Scherbalkens bezüglich eines Schneidkopfes in einem Feldhäcksler verwendet werden.
Ein Feldhäcksler gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr ausführlicher in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 schematisch ein automatisches Steuersystem zur Einstellung eines Scherbalkens gegenüber einem rotierenden Schneidkopf zeigt,
2 eine schematische Darstellung ist, die zur Erläuterung des Verfahrens zur Einstellung des Scherbalkens nützlich ist,
3 die Befestigung eines Aufprallelementes und eines Schwingungssensors auf einer Scherbalkenhalterung zeigt,
4A und 4B bei Anordnung in der in 4C gezeigten Weise ein Schaltbild der elektrischen Steuerungen zur Steuerung der Scherbalkeneinstellung und der Prüf- und Empfindlichkeitseinstellung des Schwingungssensors bilden,
5 die Schwingungssensor-Ausgangsschaltungen und die Schaltungen zur Zuführung von Bezugssignalen an den Analog-/Digital-Wandler zeigt,
6 die INITIALISIER-Routine zeigt,
7 die BEREITSCHAFTS-(READY-)Routine zeigt,
8 die NMIR-Routine zeigt,
9 die PULOUT-Routine zeigt,
10 die RELEASE-Routine zeigt,
11A–11C die ADJUST-(EINSTELL-)Routine zeigen, und
12 die PULFOUT-Subroutine zeigt.
1 zeigt schematisch eine Schneidvorrichtung mit einem rotierenden Schneidkopf oder einer Messertrommel 100 und einem einstellbaren, jedoch stillstehenden Scherbalken oder einer Gegenschneide 102. Lediglich als Beispiel kann die Schneidvorrichtung durch den Schneidkopf und den Scherbalken eines Feldhäckslers gebildet sein, wie er in der EP-A-0 287 159 beschrieben ist. Der Scherbalken 102 ist auf einem Stützbalken 104 befestigt, jedoch gegenüber diesem Stützbalken durch die Betätigung von Gestängen, wie z. B. von zwei Schraubenspindeln 106, 108 beweglich. Die äußeren Enden des Scherbalkens 102 erstrecken sich durch Öffnungen 109 in den Seitenwänden 111 eines Schneidkopf-Körpers. Der hintere Abschnitt der Öffnung 109 bildet einen festen Anschlag für die einwärts gerichtete Bewegung des Scherbalkens 102 zum Schneidkopf 100. Der vordere Abschnitt der Öffnung 109 kann einen festen Anschlag für auswärts gerichtete Bewegung des Scherbalkens 102 bilden, doch kann der letztere durch einen anderen festen Bauteil der Schneidvorrichtung gestoppt werden.
Der Schneidkopf 100 trägt eine Vielzahl von Messern, die bei einer Drehung des Schneidkopfes mit dem Scherbalken 102 zusammenwirken, um Material zu schneiden, das zwischen dem Schneidkopf und dem Scherbalken hindurchläuft.
Ein erster in zwei Richtungen antreibbarer Motor 110 treibt eine Schraubenspindel 106 an, die mit einem ersten Ende A des Scherbalkens verbunden ist. Ein zweiter in zwei Richtungen antreibbarer Motor 112 treibt die Schraubenspindel 108 an, die mit einem zweiten Ende B des Scherbalkens verbunden ist.
Die Einstellung des Scherbalkens gegenüber dem Schneidkopf 100 wird bei rotierendem Schneidkopf durchgeführt. Ein Tachometer 114 stellt die Drehung der Welle des Schneidkopfes fest und erzeugt eine Folge von Impulsen, die die Schneidkopf-Drehzahl darstellen und einer elektrischen Steuerschaltung 116 zugeführt werden. Die Einstellung wird durch eine Messung von Schwingungen oder das Fehlen von Schwingungen in dem Stützbalken 104 durchgeführt, die sich aus der Berührung oder dem Fehlen einer Berührung zwischen dem Scherbalken 102 und den Messern des rotierenden Schneidkopfes ergeben. Ein Schwingungssensor 118, der ein Kristall sein kann, ist an dem Stützbalken 104 befestigt. Der Stützbalken weist eine mit Innengewinde versehene Bohrung 120 (3) auf, um einen Befestigungsgewindebolzen aufzunehmen, der an der Kristallbefestigung vorgesehen ist.
Weil die Einstellung durch Messung von Schwingungen durchgeführt wird, die sich aus einer Berührung zwischen dem Scherbalken 102 und den Messern des Schneidkopfes 100 ergeben, ist es wesentlich, daß keine Scherbalken-Einstelltung versucht wird, wenn der Sensor 118 nicht funktionsfähig ist. Ein magnetspulenbetätigter Klopfer 122 ist vorgeshen, um die Betriebsfähigkeit des Klopfsensors festzustellen. Der Klopfer 122 weist einen Befestigungsgewindebolzen auf, der den Klopfer an einer Innengewindebohrung 124 in dem Stützbalken 104 befestigt. Die Magnetspule weist einen federbelasteten Anker auf, der ein Aufprallelement 126 an seinem Ende trägt. Wenn die Magnetspule mit Energie versorgt wird, so treibt sie das Aufprallelement 126 in Berührung mit dem Stützbalken 104 an, wodurch Schwingungen in dem Stützbalken hervorgerufen werden, die von dem Sensor 118 gemessen werden. Die elektrische Steuerung 116 steuert den Klopfer 122 impulsförmig an und analysiert die von dem Sensor 118 zurückgelieferten Signale.
Ein Tastschalter 128 ist auf einem Bedienfeld in der Nähe der Bedienungsperson vorgesehen. Jedesmal dann, wenn die Bedienungsperson den Schalter 128 betätigt, prüft die elektrische Steuerschaltung 116 die Betriebsfähigkeit des Sensors 118 sowie seine Empfindlichkeit, führt eine Überprüfung aus, um festzustellen, ob sich der Schneidkopf 118 dreht, und steuert selektiv zunächst einen der Motoren 110, 112 und dann den anderen an, bis der Scherbalken 102 im wesentlichen parallel zum Schneidkopf 10 verläuft und von diesem einen Abstand aufweist, der nicht größer als ein vorgegebener kleiner Abstand in der Größenordnung von einem bis zwei Zehntel mm ist.
Die elektrischen Steuerschaltungen 116 sind in den 4A und 4B gezeigt und schließen einen Mikroprozessor 200, einen EPROM 202, einen Analog-/Digital-Wandler (ADC) 204, einen Peripherie-Schnittstellenadapter (PIA) 206, einen Vielzweck-Schnittstellenadapter (VIA) 208, einen Adressendecodierer oder -wähler 210 und eine Überwachungsschaltung 212 ein. Alle Einheiten mit Ausnahme der Überwachungsschaltung sind über einen bidirektionalen 8-Bit-Datenbus 214 und/oder einen 16-Bit-Adressenbus 216 verbunden.
Weil die Einzelheiten des VIA 208, des Mikroprozessors 200, des EPROM 202, des ADC 204, des PIA 206 und des Adressendecodierers 210 in der Technik gut bekannt sind, werden sie hier nicht ausführlich beschrieben, sondern es wird lediglich nachfolgend eine kurze Beschreibung jedes dieser Teile gegeben.
Der Mikroprozessor 200 kann ein Mikroprozessor vom Typ Motorola 6802 mit einem Internspeicher zur begrenzten Speicherung von Daten während eines Bearbeitungsvorganges sein. Der Mikroprozessor weist acht Eingangs-/Ausgangsanschlüsse D7-D0, die mit dem Datenbus 214 verbunden sind, und 16 Ausgangsanschlüsse A15-A0 zur Lieferung einer in dem Mikroprozessor erzeugten Adresse an den Adressenbus 216 auf. Wenn ein Datenregister in dem Mikroprozessor mit einem Datenbyte zur Zuführung an den Datenbus geladen wird, so steuert der Mikroprozessor das Signal R/W an der Leitung 218 auf ein logisches Null-Signal an, während, wenn das Datenregister ein Datenbyte von dem Datenbus empfangen soll, der Mikroprozessor das Signal R/W auf einen logischen Eins-Wert bringt. Wenn der Mikroprozessor eine Adresse an den Adressenbus anlegt, so erzeugt er das Signal 'gültige Speicheradresse' (VMA) an der Leitung 220, und dieses Signal wird dem Torsteuereingang des Adressendecodierers 210 zugeführt. Der Mikroprozessor gibt ein Einphasen-Taktsignal von seinem E-Anschluß an eine Leitung 222 ab.
Der Mikroprozessor 200 weist einen nichtmaskierbaren Unterbrechungs-(NMI-)Eingangsanschluß auf. Ein einen niedrigen Pegel aufweisendes Signal an diesem Anschluß bewirkt, daß der Mikroprozessor 200 eine nichtmaskierbare Unterbrechungsfolge einleitet. Der Mikroprozessor 200 weist weiterhin einen Rücksetz-Eingangsanschluß R auf, und wenn das Signal an der Leitung 230 einen niedrigen Pegel annimmt, so werden die Register in dem Mikroprozessor gelöscht und der Mikroprozessor wird inaktiv. Wenn das Signal an dem Anschluß R einen hohen Pegel annimmt, so bewirkt dies, daß der Mikroprozessor 200 eine Wiederstart-Folge beginnt.
Die Adressenbus-Bits A15-A13 sind mit den Eingangsanschlüssen des Adressendecodierers 210 verbunden. Jedesmal wenn der Mikroprozessor ein Signal an die Leitung 220 abgibt, ermöglicht dies dem Adressencodierer, die drei Adressenbits zu decodieren und ein Signal an einer der Leitungen 223 bis 226 zu erzeugen.
Die Leitung 223 ist mit dem CS2-Eingang des VIA 208 verbunden. Die Leitung 242 ist mit den OE- und CE-Eingängen des EPROM 202 verbunden. Die Leitung 225 ist mit dem CS-Eingang des ADC 204 verbunden, während die Leitung 226 mit dem CS2-Eingang des PIA 206 verbunden ist.
Der EPROM 202 kann vom Typ 2764 sein, der in der Lage ist, 8K 8-Bit-Bytes zu speichern. Wenn das Signal an der Leitung 224 einen niedrigen Pegel annimmt, so erfolgt ein Zugriff auf den Speicherplatz in dem EPROM, der durch die dem EPROM von dem Bus 216 zugeführten Adresse festgelegt ist. Der Speicherplatz wird entweder von dem Mikroprozessor beschrieben, oder er wird von dem Mikroprozessor gelesen, und zwar in Anhängigkeit davon, ob das Signal R/W einen hohen bzw. niedrigen Pegel aufweist. Der EPROM 202 speichert Daten und das Programm, das von dem Mikroprozessor ausgeführt wird.
Der VIA 208 kann von Typ 6522 sein, wie er beispielsweise von der Firma Rockwell oder Synertek hergestellt wird. Wie dies auf den Seiten 2526–2530 der Veröffentlichung IC Master 1980, veröffentlicht von United Technical Publications, beschrieben ist, schließt der VIA 208 insgesamt 16 adressierbare Register und Intervallzeitgeber oder Zähler ein. Diese Register und Intervallzeitgeber werden dadurch adressiert, daß eine Adresse von den vier Bits niedriger Ordnung des Adressenbus 216 an die Register-Auswahleingänge RS3-RS0 angelegt werden. Daten werden aus den Registern und Zählern über Datenanschlüsse D7-D0 ausgelesen oder in diese eingegeben, die mit dem Datenbus 214 verbunden sind. Der VIA wird nur dann freigegeben, wenn der Mikroprozessor eine hexadezimale Adresse abgibt, deren Bits höherer Ordnung bewirken, daß der Adressendecodierer 210 ein niedriges Signal an der Leitung 223 erzeugt, das den Chipauswahleingang (CS2) des VIA freigibt. Das Register oder der Zähler, auf das bzw. auf den ein Zugriff erfolgt, ist durch die vier Bits niedriger Ordnung des Adressenbus bestimmt, die den Register-Auswahleingängen RS3-RS0 des VIA zugeführt werden. Das Register oder der Zähler, auf das bzw. den ein Zugriff erfolgt, wird entweder ausgelesen oder es erfolgt ein Schreibvorgang in dieses bzw. diesen und zwar in Abhängigkeit davon, ob der Mikroprozessor 200 ein Signal mit hohen bzw. niedrigem Pegel an der Leitung 218 an den R/W-Anschluß des VIA abgibt. Der 02-Eingang des VIA ist ein Takteingang, der zum Auslösen von Datenübertragungen verwendet wird. Er ist über die Leitung 222 mit dem E-Anschluß des Mikroprozessors 200 verbunden. Alle Schaltungen in dem VIA 208 werden zurückgesetzt, wenn das Signal RES an der Leitung 230 einen niedrigen Pegel annimmt. Der VIA 208 erzeugt ein Ausgangssignal CB2, das zu Steuerzwecken verwendet wird. Das Mikroprozessor-Programm sendet periodisch ein Byte von Steuerinformation an den VIA 208, um eine Pegeländerung an CB2 herbeizuführen und um Impulse an die Überwachungsschaltung 212 zu liefern. Die Überwachungsschaltung kann durch zwei monostabile Multivibratoren gebildet sein, die in Serie geschaltet sind. Von der VIA an der Leitung 232 periodisch erzeugte Impulse führen zu einem periodischen Rücksetzen der Überwachungsschaltung, so daß dessen Ausgangssignal inaktiv bleibt. Wenn das Programm keine Signale zur impulsförmigen Ansteuerung der Leitung 232 an die Leitung VIA 208 mehr liefert, so läuft die Einstellzeit der Überwachungsschaltung ab und diese liefert ein Ausgangssignal, um den Mikroprozessor, den VIA und den PIA 206 zurückzusetzen. Die Überwachungsschaltung 212 weist weiterhin einen Eingang 234 auf, der von einer (nicht gezeigten) Überwachungsschaltung abgeleitet wird, der die Versorgungsspannung der Logikschaltung überwacht. Wenn diese Spannung sich über vorgegebene Grenzen hinaus ändert, so bewirkt das Signal an der Leitung 234, daß die Überwachungsschaltung 212 ein Ausgangssignal zum Rücksetzen des Mikroprozessors, des PIA und des VIA erzeugt. Die 5-Volt-Versorgungsspannung für die Schaltungen nach den 4A und 4B kann von der 12-Volt-Batterie abgeleitet werden, die Leistung für die Erntemaschine liefert, wenn diese selbstfahrend ist, oder von der Batterie des Traktors, der die Erntemaschine zieht.
Der VIA 208 weist zwei 8-Bit-Eingangs-/Ausgangsanschlüsse PA und PB auf. Die Bit-Positionen der Anschlüsse sind einzeln entweder als Eingang oder als Ausgang programmierbar. Zwei Busse, die zusammen mit 231 bezeichnet sind, verbinden PA und PB mit äußeren, in 4B gezeigten Schaltungen. Der Anschluß-A-Bus ist zum Empfang des Ausgangssignal eines Verstärkers 241 angeschaltet, der einen mit der 5-V-Logikversorgungsspannung verbundenen Eingang und einen zweiten Eingang aufweist, der über zwei Widerstände 248 und 250 mit der 12-V-Leistungsversorgung verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 248 und 250 ist über einen Schalter 252 mit Erde verbunden. Solange der Schalter 252 geschlossen ist, legt der Verstärker ein logisches Null-Signal an den Bus an, doch liefert, wenn der Schalter 252 geöffnet ist, der Verstärker ein logisches Eins-Signal an den Bus. Der Schalter 252 ist mit einem (nicht gezeigten) Einrückhebel verbunden, der betätigt wird, damit ein Kettenantrieb eine Drehung des Schneidkopfes 100 hervorruft. Der Schalter 252 wird somit geschlossen, wenn Antriebsleistung an den Schneidkopf (100) angelegt wird.
Der Tachometer 114 (1) erzeugt eine Folge von Ausgangsimpulsen mit einer Rate, die proportional zur Drehzahl des Schneidkopfes 100 ist. Die Impulse werden über eine Leitung 262 (4B) an einen Eingang eines Vergleicherverstärkers 264 angelegt. Ein Spannungsteiler mit zwei Widerständen 266 und 268 ist zwischen 5 V und Erde angeschaltet, und eine Bezugsspannung wird von dem Verbindungspunkt der Widerstände an einen zweiten Eingang des Verstärkers 264 angelegt. Wenn der Tachometer einen Ausgangsimpuls erzeugt, der die Größe der Bezugsspannung überschreitet, so legt der Verstärker 264 ein logisches 1-Signal an die Bitposition 6 des B-Busses an. Diese Impulse werden von einem Zähler (Zeitgeber 2) in dem VIA 208 gezählt.
Fünf Bits des Anschlusses B des VIA sind über einen B-Bus mit fünf Invertern 270–274 verbunden. Die Ausgänge der Inverter 270–273 sind mit den Eingansanschlüsen von Mosfets 290–293 verbunden. Die V-Anschlußstifte der Mosfets 290–293 sind mit der 12 V-Quelle verbunden. Der Ausgang des Inverters 274 ist mit der Basis eines eine geerdeten Emitter aufweisenden Transistors 284 verbunden, dessen Kollektor mit der 12 V-Quelle über einen akustischen Alarm 286 verbunden ist.
Die Mosfets 290–293 können vom Typ BTS 432 sein, der von der Firma Siemens hergestellt wird. Wie dies auf den Seiten 7–125 bis 135 der Veröffentlichung Smart SIPMOS Data book 93/94, veröffentlicht von der Siemens AG, beschrieben ist, haben die Mosfets 290–291 fünf Anschlußstifte, von denen lediglich der Erd anschlußstift, der Eingangsanschlußstift IN, der Spannungsquellenanschlußstift V und der Ausgangsanschlußstift O in 4B gezeigt sind. Der Status-Ausgangsanschluß ST ist in diesem Schaltbild nicht wiedergegeben. Wenn die Spannung am Eingangsanschlußstift IN eine Schwellenwertspannung übersteigt, so kann ein Strom von der Spannungsquelle zum Ausgangsanschlußstift O fließen, um Leistung an eine Last zu liefern.
Jeder Ausgangsanschlußstift der MOSFETs 290, 291, 292 und 293 ist über eine Diode und einen Widerstand mit dem Gate-Anschlußstift G von MOSFETs 295, 294, 297 bzw. 296 verbunden. Die letzteren können vom Typ BTS 140 A sein, wie er von der Firma Siemens hergestellt wird. Wie dies auf den Seiten 6–153 bis 161 der genannten Veröffentlichung Smart Sibmos Data Book 93/94 beschrieben ist, weisen die MOSFETs 294–295 drei Anschlußstifte auf, die den Gate-Anschlußstift G, einen Drain-Anschlußstift G und einen Source-Anschlußstift S einschließen. Wenn die Spannung an dem Gate-Anschlußstift G eine Schwellenwertspannung übersteigt, so kann ein Strom von dem Drain-Anschlußstift D zum Source-Anschlußstift S fließen. Die Drain-Anschlußstifte D der MOSFETs 294–297 sind mit den Ausgangsanschlußstiften der jeweiligen MOSFETs 290–293 verbunden. Die Source-Anschlußstifte S sind über einen Strommeßwiderstand 288 mit Erde verbunden.
Die zwei Leitungen des Motors 110 sind mit den Ausgangsanschlußstiften O der MOSFETs 290 und 291 verbunden. Die Drehrichtung des Motors 110 wird über das Eingangssignal an den Anschlußstiften IN der MOSFETs 290 und 291 gespeichert, von denen lediglich einer zu irgendeiner vorgegebenen Zeit gesetzt sein kann. Wenn ein logisches 1-Signal dem Anschlußstift IN des MOSFET 290 zugeführt wird, dreht sich der Motor in einer Richtung, um das Ende A (2) des Scherbalkens 102 einwärts in Richtung auf den Schneidkopf 100 zu bewegen. Die Stromflußbahn erstreckt sich von 12 V durch die Anschlußstifte V und O des MOSFET 290, den Motor 110, die Anschlußstifte D und S des MOSFET 295 und den Strommeßwiderstand 288 nach Erde. Wenn andererseits ein logisches 1-Signal an den Anschlußstift IN des MOSFET 291 ange legt wird, so erstreckt sich ein Kreis von der 12 V-Quelle über die Anschlußstifte V und O des MOSFET 291, den Motor 110, die Anschlußstifte D und S des MOSFET 294 und den Strommeßwiderstand 288 nach Erde. Weil der Strom in der entgegengesetzten Richtung durch den Motor 110 fließt, so dreht er sich in der entgegengesetzten Richtung, um das Ende A des Scherbalkens 102 von dem Schneidkopf 100 fortzubewegen. Wenn keiner der Anschlußstifte IN der MOSFETs 290 und 291 angesteuert ist, so dreht sich der Motor nicht, weil kein Strom durch die MOSFETs geliefert werden kann.
Der zum Motor 110 fließende Strom kann dadurch begrenzt werden, daß ein Rechteckschwingungssignal dem Eingangsanschluß IN eines der MOSFETs 290, 291 zugeführt wird. Impulsbreitenmodulations-(PBM-)Techniken können in dieser Schaltung verwendet werden, um die Größe des Stromes und damit die Größe der dem Motor 110 zugeführten Leistung zu ändern. Der Mikroprozessor 200 kann den VIA 208 so ansteuern, daß er an seinen Ausgangsanschlüssen ein Rechteckschwingungssignal mit irgendeiner Impulsbreite und Rate als Eingangssignal an die Inverter 270–273 und von diesen an die jeweiligen MOSFETs 290–293 erzeugt.
Die beiden Leitungen des Motors 112 sind mit den Ausgangsanschlußstiften O der MOSFETs 292 und 293 verbunden, die den Motor 112 exakt in der gleichen Weise steuern, wie der Motor 110 durch die MOSFETs 290 und 291 gesteuert wird.
Das Bit 7 des Anschlusses B des VIA 208 wird durch einen der Zeitgeber in dem VIA 208 gesteuert. Der Zeitgeber (TIC) bewirkt das Auftreten eines Unterbrechungsimpulses an PB7 jedesmal dann, wenn der Zähler geladen wird, wobei die Verzögerung zwischen dem Laden des Zählers und dem Auftreten des Impulses durch den Wert bestimmt ist, der in den Zähler eingegeben wurde. PB7 ist über eine Leitung 235 mit dem NMI-Eingang des Mikroprozessors 200 verbunden, so daß das von dem Mikroprozessor ausgeführte Programm periodisch unterbrochen wird und eine Routine ausgeführt wird, um die verschiedenen Schalter auszulesen und verschiedene Steuersignale an die VIA- und PIA-Busse abzugeben.
Ein Bit des PB-Bus ist mit einer PNP-Treiberschaltung 275 vom Typ 3548 verbunden. Der Ausgang der Treiberschaltung 275 ist über die Magnetspule des Klopfers 122 mit Erde verbunden. Wie dies weiter unten erläutert wird, wird die Magnetspule angesteuert, um Schwingungen in dem Scherbalken 104 hervorzurufen, und die resultierenden, von dem Sensor 118 gemessenen Schwingungen werden analysiert, um dessen Betriebsfähigkeit zu bestimmen.
Der PIA 206 kann ein Peripherie-Schnittstellenadapter vom Typ 6821 sein. Dieses Bauteil ist in der Technik gut bekannt, und es ist allgemein ähnlich zu dem VIA 208, mit der Ausnahme, daß dieses Bauteil keine Zeitgeber einschließt. Der PIA 206 weist zwei 8-Bit-Anschlüsse PA und PB auf, die mit einem A-Bus und einem B-Bus verbunden sind, die zusammen als Busse 300 dargestellt sind. Die Bitpositionen der Anschlüsse sind einzeln als Eingang oder Ausgang programmierbar. Lediglich zwei Bitpositionen des Anschlusses A werden verwendet, und sie sind als Eingänge programmiert. Diese Bitpositionen empfangen die Ausgänge von zwei Verstärkern 302 und 304. Ein Beendigungs-(QUIT-)Schalter 306 ist zwischen Erde und einem Eingang des Verstärkers 302 angeschaltet, so daß, wenn der Schalter geschlossen wird, der Verstärker ein logisches 1-Signal über den BUS an den PIA anlegt. Der Schalter 206 wird betätigt, um einen Scherbalken-Einstellvorgang zu stoppen oder zu unterbrechen.
Der Schalter 128 ist mit einem Eingang des Verstärkers 304 verbunden, und wenn dieser Verstärker betätigt wird, so legt der Verstärker ein logisches 1-Signal über den BUS an den PIA an. Der Schalter 128 ist der Einstell-(ADJUST-)Schalter, der eine Scherbalken-Einstellfolge einleitet.
Es werden lediglich 7 Bits des Anschlusses B des PIA 206 verwendet, und diese sind alle als Ausgänge programmiert. Jedes Bit ist über einen Treiber 310 und eine Leuchtdiode 314 mit 12 V verbunden. Diese Leuchtdioden liefern einer Bedienungsperson optische Alarmsignale oder Anzeigen für den Zustand des Systems, indem sie anzeigen, daß das System für den Beginn eines Einstellzyklus bereit ist, daß der Schalter 306 betätigt wurde, um einen Einstellzyklus zu unterbrechen, daß ein Motor 110 oder 112 blockiert wurde, daß der Schneidkopf 100 sich nicht dreht, daß ein Ende der Bewegungsbahn erreicht wurde, daß der Sensor 118 nicht betriebsfähig ist, oder daß gerade ein Scherbalken-Einstellvorgang abläuft.
Der ADC 204 kann ein Wandler vom Typ 0844 sein, wie er beispielsweise auf Seite 3537 der Veröffentlichung 'IC Master', Band 2, 1984 beschrieben ist. Der Wandler weist vier Multiplex-Eingangskanäle auf, doch werden lediglich CH1, CH2 und CH4 bei der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Wandler wird nur dann freigegeben, wenn die an den Wähler 210 von dem Mikroprozessor 200 angelegte Adresse bewirkt, daß das Signal an der Leitung 225 einen niedrigen Pegel annimmt. Diese Leitung ist mit dem CS-Anschluß des Wandlers 204 verbunden.
Der Mikroprozessor 200 startet einen Wandlerzyklus dadurch, daß ein Befehl an den Datenbus 214 angelegt wird, um dem Kanal auszuwählen, und um die Leitung 218 auf einen niedrigen Pegel zu bringen. Die Leitung 218 ist mit einem Eingang von zwei NAND-Gliedern 320 und 322 verbunden. Der zweite Eingang des NAND-Gliedes 320 ist mit +5 V verbunden, während der Ausgang des NAND-Gliedes mit einem weiteren NAND-Glied 324 verbunden ist. Der E-Ausgang des Mikroprozessors 200 ist mit einem Eingang der NAND-Glieder 322 und 324 verbunden, und die Ausgänge dieser beiden NAND-Glieder sind mit dem R- bzw. WR-Eingang des Wandlers verbunden. Wenn das Signal an der Leitung 218 einen niedrigen Pegel aufweist, so erzeugt das NAND-Glied 324 ein niedriges Ausgangssignal, wenn das Taktsignal an der Leitung 222 einen hohen Pegel annimmt. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 324 gibt den Wandler frei, so daß die durch den Befehl festgelegte Operation ausgeführt wird.
Der Wandler benötigt ungefähr 40 Mikrosekunden, um einen Analogwert in einen Digitalwert umzuwandeln. Die Programmierung des Mikroprozessors 200 ist derart, daß er, sobald er einen Zyklus des Wandlers 204 einleitet, entweder wartet oder andere Operationen ausführt, bis zumindestens 40 Mikrosekunden ver strichen sind. Der Mikroprozessor 200 legt dann eine Adresse an den Bus 216 an, so daß der Wähler 210 ein Signal an der Leitung 225 zur Auswahl des Wandlers erzeugt. Gleichzeitig bringt der Mikroprozessor 200 das Signal an der Leitung 218 auf einen hohen Pegel. Wenn das Taktsignal an der Leitung 222 einen hohen Pegel annimmt, erzeugt das NAND-Glied 322 ein Ausgangssignal, das den Wandler freigibt, um den umgewandelten Wert an den Bus 214 anzulegen, von dem aus es zum Mikroprozessor 200 gelangt.
Das Analogsignal von dem Schwingungs- oder Klopfsensor 118 wird dem CH1-Eingang des A/D-Wandlers über eine Schaltung (5) zugeführt, die Widerstände 328 und 329, Verstärker 330 und 332, eine Spitzenwert-Halteschaltung 334 und einen Pufferverstärker 336 einschließt. Zwei Widerstände 331, 333 liefern eine erste Bezugsspannung, die zu dem Ausgang des Klopfsensor-Ausgangssignals hinzuaddiert wird, wobei der Ausgang des Verstärkers 330 proportional zur Summe des Bezugssignals und des von dem Sensor abgeleiteten Differenzsignals ist. Eine zweite Bezugsspannung wird von einem Spannungsteiler mit Widerständen 337 und 339 abgeleitet. Die zweite Bezugsspannung wird einem Verstärker 341 zugeführt, und der Ausgang des Verstärkers ist mit einem Verbindungspunkt 338 zwischen der Spitzenwert-Halteschaltung 334 und dem Pufferverstärker 336 verbunden.
Der Ausgang des Verstärkers 341 wird weiterhin dem CH4-Eingang des ADC 204 zugeführt. Der ADC 204 wird so gesteuert, daß er in einer Differenzbetriebsweise arbeitet, so daß er die Differenz der Größe der Analogsignale an CH1 und CH4 bestimmt und diese Differenz in einen digitalen Wert zur Übertragung an den Mikroprozessor 200 umwandelt.
Widerstände 343 und 345 bilden einen Spannungsteiler, der angezapft ist, um ein Eingangssignal an einen Verstärker 346 zu liefern. Der Ausgang dieses Verstärkers wird dem V_r-Eingang des ADC 204 zugeführt, um den Bereich des Wandlers einzustellen.
Während eines Scherbalken-Einstellvorganges steuern die Motoren 110 und 112 (44B) die Bewegung des Scherbalkens 102. Wie dies weiter oben erläutert wurde, erstreckt sich die Schaltung zur Speisung entweder des Motors 110 oder des Motors 112 in jeder Richtung durch einen Strommeßwiderstand 288. Durch Abtasten der Spannung längs des Widerstandes 288 ist es daher möglich, den momentanen Strom festzustellen, der von einem der Motoren 110, 112 aufgenommen wird. Hieraus kann ermittelt werden, ob einer der Motoren blockiert ist, oder ob der Motor, der laufen sollte, nicht tatsächlich angesteuert ist. Die längs des Widerstandes 288 erzeugte Spannung wird über einen Operationsverstärker 340, eine Filterschaltung 342 und einen Pufferverstärker 344 dem CH2-Eingang des ADC 204 zugeführt, an dem diese Spannung abgetastet werden kann. Der ABC subtrahiert die Größe des CH4-Signals erst dann von dem CH2-Signal, wenn eine Analog-/Digital-Wandlung durchgeführt wird.
INITIALISIERUNGS-Routine
Wenn die Leistung eingeschaltet wird, durchläuft der Mikroprozessor 200 automatisch eine Initialisierungsroutine (6), während der die verschiedenen Register und Zeitgeber in dem VIA und dem PIA eingestellt werden. Diese Routine löscht weiterhin die Schalterregister oder Speicherplätze im Speicher 202, die Anzeigen für den zuletzt abgetasteten Zustand der verschiedenen Schalter speichern. Die Routine löscht dann die QUIT-, PULSW- und RPMOK-Flaggen und setzt eine FIRST-Flagge. Zusätzlich werden Flaggen gesetzt, um den Alarm und die Alarmlampen sowie die Sensorlampe abzuschalten. Der Stapelspeicher in dem Mikroprozessor 200 wird initialisiert, worauf das Programm zum ersten Schritt der BEREITSCHAFTS-(READY-)Routine verläuft.
BEREITSCHAFTS-(READY-) und NMIR-Routinen
Die BEREITSCHAFTS-Routine ist in 7 gezeigt. Sie beginnt im Schritt 700 mit dem Setzen der Flagge POUTF. Die Bereitschaftslampen-Flagge wird gesetzt, so daß die Bereitschaftslampe eingeschaltet werden kann, wenn die NMIR-Routine als nächstes ausge führt wird. Die Sensorlampenflagge wird gelöscht, so daß die Sensorlampe abgeschaltet wird, wenn der VIA 208 beim nächsten Mal die Überwachungsschaltung 212 impulsförmig ansteuert. Die BUSY- und ALFLG-Flaggen werden gelöscht, worauf das Programm zum Schritt 702 übergeht, in dem es ein Warten auf einen Unterbrechungsbefehl ausführt. Unter ungefähr 2,5 ms-Intervallen tritt ein Impuls an PB7 des VIA 208 auf, wodurch ein impulsförmiges Signal an dem NMI-Eingang des Mikroprozessors 200 geliefert wird. Der Mikroprozessor unterbricht die Routine, die er ausführt, in diesem Fall die READY-Routine, und führt die in 8 gezeigte NMIR-Routine aus.
Im Schritt 800 lädt die NMIR-Routine den Zähler TIC im VIA 208. Dieser Zähler wird abwärtsgeschaltet, und wenn er den Inhalt 0 erreicht, liefert er erneut einen Impuls an PB7 des VIA, um eine weitere NMIR-Routine einzuleiten. Der PIA prüft als nächstes die QUIT- und ADJUST-Schalter und setzt Flaggen, die anzeigen, welche Schalter betätigt sind. Zusätzlich wird, wenn beide Schalter betätigt sind, eine Flagge PULSW gesetzt. Der Mikroprozessor adressiert dann den ADC 204 zur Einleitung eines Lese-Umwandlungszyklus mit CH2 als ausgewähltem Eingang. Hierdurch wird der Motorstrom abgetastet und in einen digitalen Wert umgewandelt.
Im Schritt 801 wird die CLFLG-Flagge geprüft, um festzustellen, ob die Kupplung in dem Schneidkopf-Antriebsstrang eingekuppelt wurde, um den Kupplungsschalter 252 zu betätigen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird eine Flagge gesetzt, um eine der Anzeigelampen 314 einzuschalten, um anzuzeigen, daß die Drehzahl des Schneidkopfes nicht innerhalb von bestimmten Grenzen liegt, und das Programm verzweigt zum Schritt 812 zum Einschalten des Anzeigers. Dann erfolgt eine Rückkehr zu der Routine, die unterbrochen wurde.
Wenn CLFLG anzeigt, daß die Kupplung eingekuppelt ist, so verläuft das Programm zum Schritt 802, in der die FIRST-Flagge geprüft wird. Diese Flagge wurde während der INIT- oder Initialisierungsroutine gesetzt, so daß das Programm vom Schritt 802 zum Schritt 804 verläuft, in dem FIRST gelöscht wird und ein Wert in RPMFLG gesetzt wird. Dieser Wert wird abwärts gezählt, um die Zeitdauer des Intervalls festzulegen, während dessen Tachometerimpulse, die von dem Schneidkopf-Tachometer 114 erzeugt werden, in dem Zähler 2 in dem VIA 208 gezählt werden.
Im Schritt 806 wird RPMFLG geprüft, um festzustellen, ob das Zeitintervall abgelaufen ist. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, verkleinert das Programm RPMFLG im Schritt 808, und im Schritt 810 wird der umgewandelte Wert des Stromes, der durch die Scherbalken-Einstellmotoren fließt, von dem ADC 204 ausgelesen und gespeichert. Im Schritt 812 sendet das Programm Daten an den PIA 206 zum Einschalten der entsprechenden Anzeigelampen. Das Programm kehrt dann zu der Routine zurück, die unterbrochen wurde, um den Befehl auszuführen, der auf den letzten Befehl folgt, der vor der Unterbrechung ausgeführt wurde.
In 7 bilden die Schritte 702 und 704 eine Schleife, die wiederholt ausgeführt wird, bis die Prüfung im Schritt 704 ergibt, daß ein voreingestelltes Zeitintervall abgelaufen ist. Das Programm prüft dann die ADJSW-Flagge bei 706 und die PULSW-Flagge im Schritt 708. Unter der Annahme, daß der Einstell-(ADJUST-)Schalter weder allein noch zusammen mit dem QUIT-Schalter betätigt wurde, führt das Programm ein weiteres Warten auf eine Unterbrechung im Schritt 710 aus und führt dann eine Rückwärtsschleife zum Schritt 700 aus. Daher wird unter der Annahme, daß der ADJUST-(Einstell-)Schalter nicht betätigt ist, die READY-(Bereitschafts-)Routine wiederholt ausgeführt, wobei die Routine alle 2,5 ms unterbrochen wird, um die NMIR-Routine auszuführen. Weil FIRST im Schritt 804 während der ersten Ausführung der NMIR-Routine nach dem Einkuppeln der Schneidkopf-Kupplung gelöscht wird, verzweigt das Programm bei der zweiten und nachfolgenden Ausführungen der Routine vom Schritt 802 zum Schritt 806. RPMFLG wird im Schritt 808 bei jeder Ausführung der NMIR-Routine verkleinert, und nach 255 ms ist RPMFLG auf Null verringert. Die Prüfung im Schritt 806 erweist sich als wahr, und das Programm bewegt sich zum Schritt 814, in dem die Zählung der Tachometerimpulse, die in dem Zeitgeber 2 in dem VIA 208 akumuliert wurden, ausgelesen und gespeichert wird, und RPMFLG wird neu geladen, um ein weiteres 255 ms-Intervall abzumessen.
RPMMIN ist ein Wert, der die minimal zulässige Drehgeschwindigkeit des Schneidkopfes 100 darstellt. Im Schritt 816 wird RPMMIN mit der Zählung der Tachometerimpulse verglichen. Wenn die Zählung gleich oder größer als RPMMIN ist, so wird die RPMOK-Flagge im Schritt 818 gesetzt. Wenn die Zählung kleiner als RPMMIN ist, so wird RPMOK im Schritt 820 gelöscht. Nach dem Schritt 818 oder 820 wird der ADC 204 adressiert, um erneut den umgewandelten Wert des Einstellmotorstromes zu gewinnen.
PULOUT-Subroutine
Die PULOUT-Subroutine nach 11 wird aufgerufen, um ein Ende A oder B des Scherbalkens 102 um einen vorgegebenen Betrag nach außen, d. h. von dem Schneidkopf 100 fort, zu bewegen. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Subroutine aufgerufen wird, enthält das Mikroprozessor-A-Register eine Anzeige dafür, welcher Motor 110 oder 112 ausgewählt ist, und in welcher Richtung, während das X-Register einen Wert CYCLES enthält, der anzeigt, über wie viele 1/4-Sekunden-Intervalle der Motor angesteuert werden soll.
Die Subroutine beginnt im Schritt 1100 mit einer Überprüfung von POUTF. Wenn die Flagge gesetzt ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 2000, a dem der Status der EOTIN-(Ende der Einwärtsbewegung) Flagge, die dem ausgewählten Motor entspricht, geprüft wird. Wie dies weiter bezüglich der ADJUST-(Einstell-)Routine beschrieben wird, wird diese Flagge gesetzt, wenn der Motor das entsprechende Ende A, B des Scherbalkens 102 gegen seinen innenliegenden Anschlag gezogen hat. Wenn sich die Prüfung im Schritt 2000 als wahr erweist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 2001, an dem die Subroutine RELEASE (Lösen) geladen wird, um diese Scherbalkenende von seinem (innenliegenden) Anschlag fortzubewegen. Diese Subroutine wird weiter unter Bezugnahme auf
10 beschrieben. Nach dem erfolgreichen Abschluß dieser Subroutine verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1102.
Wenn EOTIN am Schritt 2000 nicht gesetzt ist, so springt das Programm direkt zum Schrit 1102, in dem QSEC mit einem Wert geladen wird, der eine Viertelsekunde anzeigt. QSEC wird im Schritt 1113 jedesmals dann heruntergeschaltet, wenn die Schleife, die die Schritte 1105–1116 umfaßt, ausgeführt wird, und dieser Wert erreicht nach einer Viertelsekunde den Wert von Null.
Im Schritt 1103 sendet der Mikroprozessor die Motoranzeige an das Ausgangsregister an das Ausgangsregister des VIA 208, der den Anschluß B steuert. Ein PWM-(impulsbreitenmoduliertes) Signal mit einem Tastverhältnis von 60% (PW = 0,6) wird an dem B-Bus erzeugt, um eines der Mosfet-Paare 291, 294 oder 293, 296 anzusteuern, so daß einer der Motoren 110 oder 112 angesteuert wird, um mit der Bewegung eines Endes A, B des Scherbalkens 102 von dem Schneidkopf 100 fort zu beginnen.
Im Schritt 1104 werden zwei Zählerplätze HCNTR und LCNTR mit Werten zur Zeitsteuerung von Hochstrom- und Niedrigstrom-Intervallen geladen. Der Motorstrom wird in der nachfolgend beschriebenen Weise geprüft, um festzustellen, ob er einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt (beispielsweise wenn der Motor blockiert ist) oder ob er kleiner als ein vorgegebener Minimalwert ist (beispielsweise wenn der Motorwicklungskreis unterbrochen ist). Wenn dieser Strom den maximalen Wert für ein Zeitintervall übersteigt, das der in HCNTR gesetzten Zählung entspricht, so wird die EOTOUT-(Ende der Auswärtsbewegung-)Flagge, die dem ausgewählten Motor entspricht, gesetzt, und es wird im Schritt 1122 ein Alarmzustand (STALL-Blockierung) angezeigt. Wenn der Motorstrom kleiner als der Minimalwert für ein Zeitintervall ist, das der in LCNTR gesetzten Zählung entspricht, so wird die Subroutine beendet und ein Alarmzustand (STALL) angezeigt.
In den Schritten 1105 und 1106 führt das Programm eine Schleife aus, in der darauf gewartet wird, daß Motorschaltungs-Einschwingvorgänge ausklingen. Jede Unterbrechung, die während der Ausführung der Schleife auftritt, bewirkt eine Ausführung der NMIR-Routine, und während ihrer Ausführung wird der Motorstrom gemessen, in einen Digitalwert umgewandelt und gespeichert, wie dies unter Bezugnahme auf 8 erläutert wurde. Im Schritt 1107 wird der gespeicherte Stromwert mit einem Bezugswert verglichen, um festzustellen, ob der Strom zu hoch ist. Unter der Annahme, daß der Motorstrom nicht zu hoch ist, wird HCNTR im Schritt 1108 neu geladen, um das Hochstrom-Zeitsteuerintervall neu zu starten.
Im Schritt 1109 wird der Stromwert mit einem minimalen Bezugswert verglichen, um festzustellen, ob er zu niedrig ist. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, wird LCNTR im Schritt 1110 neu geladen, um das Niedrigstrom-Zeitsteuerintervall neu zu starten. Die Schritte 1111 und 1112 verbrauchen lediglich Zeit, so daß die die Schritte 1105–1114 umfassende Schleife 0,1 Sekunden benötigt. Im Schritt 1113 wird QSEC verkleinert, und im Schritt 1114 erfolgt eine Überprüfung, um festzustellen, ob QSEC den Wert Null erreicht hat. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1105 und wiederholt die Schleife.
Nach einer Viertelsekunde erweist sich die Überprüfung im Schritt 1114 als wahr, so daß sich das Programm zum Schritt 1115 bewegt, in dem QSEC neu geladen wird, um eine Zeit für ein weiteres Viertelsekunden-Intervall abzumessen, und CYCLES wird verkleinert. CYCLES wird dann im Schritt 1116 überprüft, um festzustellen, ob die erforderliche Anzahl von Viertelsekunden-Intervallen abgelaufen ist. Wenn dies nicht zutrifft, verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1105. Wenn die erforderliche Anzahl von Viertelsekunden-Intervallen abgelaufen ist, ist die erforderliche Bewegung des Motors abgeschlossen. Im Schritt 1117 sendet der Mikroprozessor einen Wert an das Ausgangsregister des VIA 208, wodurch jeder eingeschaltete Motor abgeschaltet wird. Es erfolgt dann eine Rückkehr zur aufrufenden Routine.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1100 zeigt, daß POUTF nicht gesetzt wurde, so überprüft das Programm die EOTOUT-Flagge im Schritt 1101, um festzustellen, ob eines der Scherbalken-Enden gegen einen außenliegenden Anschlag gedrückt wurde. Wenn eines der Enden blockiert ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1117, schaltet den Motor ab und kehrt zur aufrufenden Routine zurück.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1107 zeigt, daß der Motorstrom zu hoch ist, so verzweigt sich das Programm zum Schritt 1120, in dem HCNTR verkleinert wird. HCTNR wird dann bei 1121 überprüft, um festzustellen, ob der Hochstromzustand für eine zu lange Zeit vorgelegen hat. Wenn dies nicht der Fall ist, so bewegt sich das Programm zum Schritt 1111 und läuft in der vorstehend beschriebenen Weise weiter. Wenn der Hochstromzustand für eine zu lange Zeit andauert, so wird HCNTR auf Null verkleinert, und die Überprüfung im Schritt 1121 erweist sich als wahr. In diesem Fall werden die EOTOUT- und STALL-Flaggen gesetzt, wobei die letztere verwendet wird, um einen Blockier-(STALL-)Anzeiger 314 zu setzen und um den Alarm 286 ertönen zu lassen, worauf das Programm zu der Alarmroutine springt.
Die Schritte 1130–1132 dienen dem gleichen Zweck wie die Schritte 1120–1122, mit der Ausnahme, daß sie eine Zeitmessung des Intervalls durchführen, über das der Motorstrom unterhalb des erforderlichen Minimalwertes liegt, und daß sie keine EOTOUT-Flagge setzen.
RELEASE-(Löse-)Routine
Die RELEASE-Routine liefert die volle Leistung an einen ausgewählten Motor, der blockiert wurde, weil ein Ende A, B des Scherbalkens 102 gegen einen festen außenliegenden oder innenliegenden Anschlag gedrückt oder gezogen wurde, um den Motor in Gegenrichtung anzutreiben und das blockierte Scherbalken-Ende von dem Anschlag zu lösen. Zum Zeitpunkt des Aufrufs der Subroutine enthält das Mikroprozessor-A-Register eine Anzeige da für, welcher Motor 110 oder 112 für die Ansteuerung ausgewählt ist, und in welcher Richtung.
Im Schritt 2010 wird eine Variable PW, die bei der Einstellung des Tastverhältnisses PWM-Signals an die MOSFETs 290–293 verwendet wird, mit einem Wert von 1,0 für eine kontinuierliche hohe Spannung an den IN-Anschlußstiften dieser MOSFETs geladen. Im Schritt 2011 wird der volle Strom an den ausgewählten Motor geliefert, der gegen die Klemmkraft des blockierten Scherbalkens 102 und die Schraubenspindel 106 oder 108 belastet ist. Im Schritt 2012 werden zwei Zählerplätze HCNTR und LCNTR mit Werten zur Zeitsteuerung von Hochstrom- und Niedrigstrom-Intervallen geladen.
In den Schritten 2013 und 2014 führt das Programm eine Warteschleife aus. Jede Unterbrechung, die während der Ausführung der Schleife auftritt, bewirkt, daß die NMIR-Routine ausgeführt wird, und während der Ausführung dieser Routine wird der Motorstrom gemessen, in einen Digitalwert umgewandelt und gespeichert, wie dies anhand der 8 erläutert wurde. Im Schritt 2015 wird der gespeicherte Stromwert mit einem Bezugswert verglichen, um festzustellen, ob der Strom zu hoch ist, was anzeigt, daß das Ende A, B des Scherbalkens 102 noch nicht vollständig gelöst wurde. Wenn sich diese Prüfung als wahr erweist, so lädt das Programm den Zählerplatz LCNTR mit dessen Anfangswert im Schritt 2012 und schaltet den Wert am Zählerplatz HCNTR herunter. Wenn das Zeitintervall für die Messung des hohen Stromes noch nicht abgelaufen ist, so verzweigt sich das Programm vom Schritt 2017 zurück zum Schritt 2013 für eine weitere Strommeßschleife. Wenn der Strom bei Ablauf dieses Intervalls immer noch zu hoch ist, springt das Programm auf die Schritte 2018 und 2019, in denen die STALL-(Blockier-)Flagge gesetzt wird, und das Ertönen eines Alarms wird ausgelöst, um anzuzeigen, daß die Schaltung nicht in der Lage war, das Scherbalken-Ende zu lösen.
Wenn der Motorstrom unter den Bezugswert abgesunken ist, geht das Programm vom Schritt 2015 zum Schritt 2020 über, bei dem der Wert am Zählerplatz LCNTR heruntergeschaltet wird. Wenn das Zeitintervall zur Messung des niedrigen Stromes noch nicht abgelaufen, ist, springt das Programm zurück zum Schritt 2013 für eine neue Auswertung des tatsächlichen Motorstromes. Nach dem Ablauf des Niedrigstrom-Intervalls, d. h. wenn der Motor 110 oder 112 in der Lage war, den Scherbalken 102 während einer kurzen vorgegebenen Periode frei zu bewegen, so erweist sich die Prüfung im Schritt 2021 als wahr, und die Ende der Bewegung-(EOTIN- oder EOTOUT-)Flagge, die dem anfänglichen Blockierzustand entspricht, wird im Schritt 2022 zurückgesetzt. Die Variable PW wird neu im Schritt 2023 mit 0,6 geladen, was deren Vorgabewert ist. Das Programm verzweigt sich dann zurück zum aufrufenden Programm.
Unter normalen Bedingungen ist die volle Leistung, die dem Motor 110, 112 zugeführt wird, in der Lage, die Reibungskräfte an der Verbindung einer Schraubenspindel 106, 108, die unter einer eingeschränkten Leistung blockiert wurde, zu überwinden, so daß der Motor 110, 112 seine Drehung lange vor dem Ertönen eines Alarm beginnt. Für eine kurze Zeit wird der Motor 110, 112 weiter mit voller Leistung gedreht, worauf er in seinen Vorgabe-Betriebszustand zurückkehrt, in dem ihm eine beschränkte Leistung zugeführt wird.
Einstellroutine
Die ADJUST-(Einstell-)Routine steuert die Motoren M1 und M2 zur Einstellung des Scherbalkens 102 gegenüber dem Schneidkopf 100. Das Programm springt zu der ADJUST-Routine vom Schritt 706 der READY-Routine aus, wenn der Einstellschalter 308 betätigt wurde. Die ADJUST-Routine beginnt im Schritt 1200, in dem die BELEGT-(BUSY-)Flagge gesetzt wird und die BEREITSCHAFTSLAMPEN-Flagge zurückgesetzt wird, so daß die Anzeiger 314 in richtiger Weise den Zustand des Systems anzeigen. Der Speicherplatz TIMS wird auf 2 gesetzt. Wenn die Speisung der Motoren 110 und 112 zu einem Zusammenprall zwischen dem rotierenden Schneidkopf 100 und dem Scherbalken 102 führt, so wird TIMS verkleinert, und wenn TIMS = 0 ist, so ist die Einstellung abgeschlossen. Bestimmte Flaggen, wie z. B. IMP1, IMP2 und HITFLG werden im Schritt 1200 gelöscht.
Im Schritt 1201 wird EOITN überprüft, um festzustellen, ob ein Ende A, B des Scherbalkens 102 das Ende seiner Bewegungsbahn in Richtung auf den Schneidkopf 100 erreicht hat. Wenn keines der Enden blockiert ist, wird im Schritt 1202 die RPMOK-Flagge geprüft, um sicherzustellen, daß der Schneidkopf 100 sich schneller als mit einer vorgegebenen minimalen Drehzahl dreht. Unter der Annahme, daß die Drehzahl befriedigend ist, löscht das Programm die Flagge für das Setzen des RPM-Fehleranzeigers 314.
Das Programm springt im Schritt 1204 auf eine TSTGEN-Subroutine, um den Schwingungssensor 118 und dessen Ausgangsschaltungen zu prüfen, wie mit weiteren Einzelheiten in der EP-A-0 291 216 , Spalte 12, Zeile 51, bis Spalte 14, Zeile 6, beschrieben wurde. Bei Rückkehr von dieser Subroutine springt das Programm auf die GETNOI-Subroutine, um das Hintergrund-Störgeräusch zu bestimmen. Diese Subroutine ist mit weiteren Einzelheiten in der EP-A-0 291 216 , Spalte 14, Zeile 9, bis Spalte 16, Zeile 4, beschrieben.
Im Schritt 1206 holt der Mikroprozessor M1IN und setzt WICHMO, um anzuzeigen, daß der Motor M1 aktiv ist. Im Schritt 2020 prüft das Programm den Status der entsprechenden EOTOUT-Flagge, um festzustellen, ob dieser Motor in der Auswärtsrichtung blockiert wurde. Wenn diese Flagge gesetzt ist, so springt das Programm zur Subroutine RELEASE zur vollen Ansteuerung des aktiven Motors. Wenn die Schraubenspindel in der vorstehend beschriebenen Weise gelöst wurde, verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 1207. Wenn die EOTOUT-Flagge einen niedrigen Pegel hat, so wird der Wert von 0,6 in die PW-Variable zur Lieferung einer begrenzten Leistung an den Motor im Schritt 2022 geladen. Das Programm gewinnt dann ONTIME, die Anzahl von ein Viertelsekunden-Intervallen, über die der Motor M1 angesteuert werden soll. M1IN wird dann an den VIA 208 geliefert, und der VIA erzeugt ein PWM-Ausgangssignal mit einem Tastverhältnis von 60% über seinen Bus, um die MOSFETs 290, 295 anzusteuern, wodurch der Motor M1 in einer Richtung angesteuert wird, die das Ende A (2) des Scherbalkens 102 in Richtung auf den Messerkopf 100 bewegt.
Im Schritt 1208 wird QSEC gesetzt, um eine Viertelsekunde abzumessen. Die Schritte 1209 und 1210 führen eine 100 ms-Verzögerung ein, um ein Abklingen elektrischer Einschwingvorgänge zu ermöglichen, die sich aus der Motoransteuerung ergeben, worauf ein Sprung auf die RDSENS-Subroutine erfolgt, um das Ausgangssignal des Klopfsensors abzutasten und diesen in einen Digitalwert umzuwandeln. Im Schritt 1212 wird dieser Wert mit dem Wert von NOI2 verglichen, der während der Ausführung von GETNOI im Schritt 1205 gewonnen wurde. Wenn der Klopfsensor-Ausgangswert größer als NOI2 ist, so zeigt dies an, daß der Schneidkopf 100 auf den Scherbalken 102 auftrifft, so daß sich das Programm auf 11C verzweigt.
Unter der Annahme, daß der Sensor-Ausgangswert kleiner als NOI2 ist, so zeigt dies an, daß kein Auftreffen erfolgt ist, so daß das Programm vom Schritt 1212 zum Schritt 1213 übergeht, in dem der Motorstromwert, der während der letzten Ausführung der NMIR-Routine gewonnen wurde, mit einem Wert verglichen wird, der den maximal zulässigen Strom darstellt. Wenn der Motorstrom den maximal zulässigen Wert nicht übersteigt, so wird der im Schritt 1215 mit einem Wert verglichen, der den minimal zulässigen Strom darstellt. Es sei bemerkt, daß die Schritte 1213–1222 der ADJUST-(Einstell-)Routine exakt den Schritten 1107–1113, 1120–1122 und 1130–1132 der vorstehend beschriebenen PULOUT-Subroutine entsprechen, mit der Ausnahme, daß ein übermäßiger Strom während eines langen Intervalls eine EOTIN-Flagge anstelle einer EOTOUT-Flagge setzt.
Wenn die Prüfungen des Motorstromes zeigen, daß er innerhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte liegt, so wird im Schritt 1225 die RPMOK-Flagge geprüft, um festzustellen, ob sich der Schneidkopf 100 immer noch dreht. Unter der Annahme, daß dies der Fall ist, wird QSEC im Schritt 1226 verkleinert und dann bei 1227 überprüft, um festzustellen, ob die Viertelsekunde abgelaufen ist.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1227 zeigt, daß eine Viertelsekunde nicht abgelaufen ist, so führt das Programm eine Schleife zurück zum Schritt 1211 aus und wiederholt die Schleife, die die Schritte 1211–1216 und 1225–1227 umfaßt. Wenn eine Viertelsekunde abgelaufen ist, erweist sich die Prüfung im Schritt 1227 als wahr, und das Programm bewegt sich zum Schritt 1228, in dem es QSEC zurücksetzt, um ein weiteres Viertelsekunden-Intervall abzumessen, und ONTIME, d. h. die Anzahl der Viertelsekunden-Intervalle, über die der Motor eingeschaltet sein soll, verkleinert. Bei einem typischen System kann ONTIME ungefähr 10 derartiger Intervalle umfassen.
Nachdem ONTIME verkleinert wurde, wird im Schritt 1229 eine Prüfung durchgeführt, um festzustellen, ob das Motoreinschaltintervall abgelaufen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, so führt das Programm eine Schleife zurück zum Schritt 1211 aus. Wenn das Einschaltintervall abgelaufen ist, so bewegt sich das Programm zum Schritt 1262 (11C) in dem die Flaggen IMP1, IMP2 und HITFLAG gelöscht werden. Das Programm läuft dann zum Schritt 1230 (11D) weiter, in dem der Mikroprozessor einen Code an den VIA208 aussendet, der das Ausgangssignal an die Mosfets 290, 295 beendet, so daß der Motor M1 stoppt.
Ein Sprung erfolgt dann zur TSTEGN-Subroutine, um den Betrieb des Klopfsensors zu überprüfen, bevor die Bewegung des anderen Motors begonnen wird. Bei der Rückkehr von TSTGEN wird der Speicherplatz WICHMO überprüft, um festzustellen, ob M1 oder M2 derjenige Motor war, dessen Bewegung gerade beendet wurde. Wenn WICHMO eine Anzeige für M1 liefert, so wird dieser Wert im Schritt 1233 so gesetzt, daß er M2 anzeigt, und es wird der Code zur Steuerung von M2 zur Bewegung des Scherbalkens nach innen in Richtung auf den Schneidkopf 100 gewonnen. Wenn andererseits die Überprüfung im Schritt 1232 anzeigen würde, daß WICHMO auf M2 gesetzt wird, so wird dieser Wert im Schritt 1234 so gesetzt, daß er M1 anzeigt, und ein Code zur Steuerung von M1 zur Bewegung des Scherbalkens nach innen wird gewonnen. Nach dem Abschluß des Schrittes 1233 oder 1234 verzweigt sich das Programm zurück zum Schritt 2020 (11A), in dem der Status der EOUT- Flagge für den Motor M1 oder entsprechend dem im Schritt 1233 oder 1234 gewonnenen Code geprüft wird. Im Schritt 1207 wird dieser Code zum VIA 208 ausgesandt, um entweder das Mosfet-Paar 290, 295 oder 292, 297 anzusteuern und damit den Motor M1 oder M2 zu aktivieren, damit dieser das Ende A oder B des Scherbalkens 102 nach innen in Richtung auf den Messerkopf 100 bewegt.
In Abhängigkeit von der Position des Scherbalkens 102 zum Zeitpunkt der Einleitung des Einstellvorganges können M1 und M2 abwechselnd ein oder mehrere Male eingeschaltet werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde, ohne daß eines der Enden A, B des Scherbalkens in Berührung mit dem rotierenden Schneidkopf 100 angetrieben wird. Schließlich führt jedoch das Einschalten eines der Motoren zu einer Berührung. Im Schritt 1211 wird eine RDSENS-Subroutine ausgeführt, um den Klopfsensorausgang auszulesen. Diese Subroutine is mit weiteren Einzelheiten in der EP-A-0 291 216 , Spalte 15, Zeilen 1–18, beschrieben. Ein Kontakt des Scherbalkens 102 mit dem Schneidkopf 100 erzeugt ein Klopfsensor-Ausgangssignal, das größer als NOI2. Daher wird, wenn der Klopfsensor-Ausgang mit NOI2 im Schritt 1212 verglichen wird, das Programm das Auftreffen erkennen und sich zum Schritt 1240 (11C) verzweigen, in dem ein Code an den VIA 208 ausgesandt wird, der alle Mosfets 290–297 abschaltet, wodurch alle Motoren gestoppt werden. Im Schritt 1241 wird WICHMO geprüft, um festzustellen, welcher Motor dieses Auftreffen hervorgerufen hat. Wenn dies M1 war, so wird die Flagge IMP1 im Schritt 1242 gesetzt. IMP1 und IMP2 werden im Schritt 1243 geprüft, um festzustellen, ob beide gesetzt wurden. Wenn sowohl IMP1 als auch IMP2 gesetzt sind, so wird HITFLG im Schritt 1244 gesetzt, bevor der Schritt 1245 ausgeführt wird. Wenn IMP1 und IMP2 nicht beide gesetzt sind, so verzweigt sich das Programm vom Schritt 1243 zum Schritt 1245.
Im Schritt 1245 wird die Flagge POUTF gelöscht, der Code für eine Auswärtsbewegung von M1 wird zum A-Register des Mikroprozessors geholt, und BOUT, die Anzahl von Viertelsekunden-Intervallen, über die der Motor eingeschaltet werden soll, wird in das X-Register des Mikroprozessors geladen. BOUT kann in der Größenordnung von 5 derartigen Intervallen sein. Ein Sprung erfolgt dann zur PULOUT-Subroutine, um M1 in einer derartigen Richtung einzuschalten, daß der Scherbalken 102 von dem Schneidkopf 100 fort bewegt wird.
Bei Rückkehr von der PULOUT-Subroutine wird HITFLG geprüft. Wenn diese Flagge nicht gesetzt ist, d. h. wenn sich nicht mindestens ein Aufprall durch jeden Motor ergeben hat, so bewegt sich das Programm zum Schritt 1248, in dem die TSTGEN-Subroutine ausgeführt wird, um den Klopfsensor zu prüfen. Im Schritt 1249 wird WICHMO gesetzt, um M2 anzuzeigen, QSEC wird zurückgesetzt, um ein Viertelsekundenintervall abzumessen, und der Code zur Steuerung des Motors M2 für eine Einwärtsbewegung des Scherbalkens 102 wird gewonnen. Das Programm verzweigt sich dann zurück zum Schritt 2020 und geht dann zu Schritt 1207 weiter, in dem der Motor dadurch eingeschaltet wird, daß der Code an den VIA 208 ausgesandt wird.
Bei Rückkehr zum Schritt 1241, und wenn die Überprüfung zeigt, daß WICHMO zur Anzeige von M2 gesetzt ist, verzweigt sich das Programm zum Schritt 1252. Die Schritte 1252–1259 entsprechen den Schritten 1242–1249, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß die Flagge IMP2 im Schritt 1252 gesetzt wird, der Code zum Einschalten vom M2 im Schritt 1255 gewonnen wird, WICHMO auf M1 gesetzt wird, und der Code zum Einschalten des Motors M1 im Schritt 1259 gewonnen wird.
Wenn eine Überprüfung im Schritt 1247 oder 1257 zeigt, daß HITFLG gesetzt ist, so verkleinert das Programm dann TIMS bei 1260 und prüft diesen Wert bei 1261. Wenn TIMS nicht gleich Null ist, so verzweigt sich das Programm auf 1262, um IMP1, IMP2 und HITFLG für eine Vorbereitung zur Überprüfung auf einen weiteren Satz von Aufprallvorgängen zu löschen, und zwar einen für jedes Ende A, B des Scherbalkens. Das Programm verläuft dann weiter zur 11D, in der der Zustand von WICHMO geändert wird und der Code zur nachfolgenden Ansteuerung eines der Motoren gewonnen wird, bevor eine Verzweigung zurück zum Schritt 1270 zum Einschalten des Motors durchgeführt wird.
Wenn die Überprüfung 1261 sich als wahr erweist, so bedeutet dies, daß die Einstellfolge abgeschlossen ist. Eine Flagge wird im Schritt 1263 gesetzt, um den Alarm 1286 ertönen zu lassen, und das Programm springt dann auf die READY-(Bereitschafts-)Routine.
Es wurde festgestellt, daß nach zwei 'Treffern', d. h. nachdem Aufprallvorgänge zweimal das Setzen von HITFLG hervorgerufen haben, der Scherbalken 102 einen Abstand in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,25 mm von dem Schneidkopf 100 hat und im wesentlichen parallel zu diesem verläuft. Der Spalt zwischen dem Scherbalken 102 und dem Schneidkopf 100 am Ende des Einstellvorganges wird in weitem Umfang durch den Wert von BOUT im Schritt 1245 oder 1255 bestimmt, der seinerseits die Dauer der Motoransteuerung während der PULOUT-Subroutinen in den Schritten 1247 und 1248 steuert.
Wenn die Überprüfung im Schritt 1201 zeigt, daß die EOTIN-Flagge gesetzt ist, so bedeutet dies, daß ein Ende A, B des Scherbalkens bis auf das Ende seiner Bewegungsbahn in Richtung auf den Schneidkopf 100 bewegt wurde und der entsprechende Motor blockiert wurde. In diesem Fall setzt das Programm Flaggen, um einen der Anzeiger 214 einzuschalten, um EOT anzuzeigen und einen Alarm ertönen zu lassen und springt dann auf die ALARM-Routine. In ähnlicher Weise setzt, wenn die RPMOK-Flagge nicht gesetzt ist, wenn die Überprüfung im Schritt 1225 erfolgt, das Programm entsprechende Flaggen zum Einschalten des RPM-Anzeigers und des Alarms, und springt auf die ALARM-Routine.
Im Schritt 1202 wird die RPMOK-Flagge vor irgendeiner Motorbetätigung geprüft. Wenn die Flagge nicht gesetzt ist, so setzt das Programm Flaggen zur Abgabe einer Alarmanzeige und prüft im Schritt 1281 die QUIT-(Abbruch-)Flagge, um festzustellen, ob die Bedienungsperson den Abbruch-(QUIT-)Schalter betätigt hat. Wenn dies der Fall ist, so springt das Programm auf die Bereitschaftsroutine. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird ein Warten auf eine Unterbrechung während des Wartevorganges ausgeführt.
Das Programm verzweigt sich dann zurück zum Schritt 1202, um erneut die RPMOK-Flagge zu prüfen. Wenn der Schneidkopf 100 dann seine Drehzahl hat, so löscht das Programm die Alarmflaggen im Schritt 1203.
Es ist für den Fachmann zu erkennen, daß es durch geeignete Programmierung des VIA 208 derart, daß einige seiner BUS-Bitpositionen abwechselnd als Eingang oder Ausgang dienen, es möglich sein würde, den PIA 206 vollständig fortzulassen. Daher ergeben sich weite Möglichkeiten bei der Programmierung der Steuerung der verschiedenen Anzeiger und Alarmgeber. Aus diesem Grund ist die ALARM-Routine nicht speziell beschrieben. Der PIA 206 ist nur dann erforderlich, wenn zusätzliche Steuermerkmale, wie z. B. eine automatische Messerschärfsteuerung dem System hinzugefügt werden.
PULFOUT-Routine
Wie dies weiter oben angegeben wurde, wird die PULSW-Flagge gesetzt, wenn die Abbruch- und Einstell-(QUIT- und ADJUST-)Schalter gleichzeitig betätigt werden. Durch Betätigen beider Schalter kann die Bedienungsperson die PULFOUT-Routine einleiten, die jedes Ende A, B des Scherbalkens 102 bis zu seiner Bewegungsgrenze von dem Schneidkopf 100 fort bewegt.
Wenn die Überprüfung im Schritt 708 zeigt, daß PULSW gesetzt ist, so springt das Programm auf die in 12 gezeigte PULFOUT-Routine. Im Schritt 1300 werden die Belegt- und POUTF-Flaggen gesetzt, die Zeitdauer zum Einschalten des Motors wird in das X-Register des Mikroprozessors geladen, und der Code zum Einschalten von M1 zur Auswärtsbewegung des Scherbalkens wird in das A-Register eingegeben. Das Programm springt dann auf die PULOUT-Subroutine, um M1 anzusteuern. Bei Rückkehr zur PULFOUT wird EOTOUT1 geprüft, um festzustellen, ob sich das Ende A des Scherbalkens an seiner Bewegungsgrenze befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird die QUIT-(Abbruch-)Flagge im Schritt 1303 geprüft. Unter der Annahme, daß der Abbruchschalter nicht von der Bedienungsperson betätigt worden ist, erhält der Mikroprozessor die Steuerwerte für eine Auswärtsbewegung des Motors M2 (Schritt 1304) und führt dann die PULOUT-Subroutine im Schritt 1305 aus, um das Ende B des Scherbalkens zu bewegen. Im Schritt 1306 wird EOTOUT2 geprüft, um festzustellen, ob das Ende B des Scherbalkens sich an seiner Bewegungsgrenze befindet, und wenn dies nicht der Fall ist, so wird die QUIT-Flagge im Schritt 1307 geprüft.
Wenn der QUIT-(Abbruch-)Schalter nicht gedrückt ist, so verzweigt sich das Programm zurück zum Anfang der Subroutine und setzt die Ausführung der vorstehend beschriebenen Schritte fort. Wenn das Ende A des Scherbalkens seine äußere Bewegungsgrenze erreicht, erweist sich die Überprüfung bei 1302 als wahr, und das Programm verzweigt sich zum Abschalten des Motors (Schritt 1308) und zum Setzen der Flagge zum Einschalten des Alarms (Schritt 1309), so daß dieser ertönt. Das Programm springt dann zur READY-(Bereitschafts-)Routine. Das Programm verzweigt sich weiterhin zum Schritt 1308, wenn die Überprüfung im Schritt 1306 anzeigt, daß sich das Ende B des Scherbalkens an seiner äußeren Bewegungsgrenze befindet.
Die PULFOUT-Subroutine kann dadurch gestoppt werden, daß lediglich der QUIT-Schalter allein gedrückt wird. Hierdurch wird die QUIT-Flagge gesetzt, so daß sich das Programm vom Schritt 1303 oder 1307 auf den Schritt 1308 verzweigt, wodurch der Rückwärtsbewegungsvorgang beendet wird.
Es sind weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung denkbar, ohne die ursprüngliche Idee der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist es vorstellbar, die Hoch-/Niedrig-Stromprüfung während der vollen Ansteuerung der Motoren in der RELEASE-Subroutine zu beseitigen und den vollen Strom lediglich während eines vorgegebenen Intervalls an die Motoren anzulegen.
Es ist weiterhin möglich, die Motorausgangsleistung während der Anlage an dem festen Anschlag dadurch zu begrenzen, daß der tatsächliche Strom mit einem voreingestellten Abschaltwert ver glichen wird und der Strom abgeschaltet wird, wenn der Strom diesen Wert erreicht oder übersteigt. Während der Motordrehrichtungsumkehrung für die Trennung von dem Anschlag wird ein höherer Strom und damit eine höhere Motorausgangsleistung dadurch zugelassen, daß kein Abschaltwert eingestellt wird, oder ein Wert gewählt wird, der wesentlich größer als der Wert ist, der für die Anschlag-Kontaktstufe eingestellt war.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die vorliegende Erfindung eine vollständig automatische Steuerung zur Einstellung der Position eines Scherbalkens gegenüber einem rotierenden Schneidkopf ergibt, indem abwechselnd zunächst der eine und dann der andere Motor abwechselnd eingeschaltet wird, um zunächst ein Ende des Scherbalkens und dann das andere Ende zu bewegen. Hierbei sind keine Grenzschalter erforderlich, um festzustellen, daß sich die Scherbalken-Enden am Ende ihrer Bewegungsbahn befinden.

Claims

Automatisches Verfahren zum Bewegen eines Bauteils (102) einer landwirtschaftlichen Maschine in Richtung auf einen festen Anschlag (109) in dieser Maschine und von diesem fort, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: – Ansteuern einer bidirektionalen Motoreinrichtung (110/112) zum Antrieb einer Schraubeneinrichtung (106/108) zur Bewegung des Bauteils (102) in Richtung auf den festen Anschlag (109), – Überwachen einer Variablen, die den Drehmoment- oder Kraftausgang der Motoreinrichtung (110/112) anzeigt, und – Begrenzen des Drehmoment- oder Kraftausganges auf einen ersten Maximalwert, – Bewegen des Bauteils (102) gegen den festen Anschlag (109) und Blockieren der Motoreinrichtung (110/112) hierdurch, – Abschalten der Motoreinrichtung (110/112), wenn der resultierende Drehmoment- oder Kraftausgang den ersten Maximalwert erreicht oder übersteigt, – Ansteuern der Motoreinrichtung (110/112) zum Bewegen des Bauteils (102) in der entgegengesetzten Richtung von dem Anschlag (109) fort, während der Drehmoment- oder Kraftausgang nicht begrenzt wird, oder während dieser auf einen zweiten Maximalwert begrenzt wird, der beträchtlich größer als der erste Maximalwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den weiteren Schritt des: – Ansteuerns der Motoreinrichtung (110/112) zum Bewegen des Bauteils (102) weiter von dem festen Anschlag (109) fort um faßt, während der Drehmoment- oder Kraftausgang wieder auf den ersten Maximalwert begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment- oder Kraftausgang automatisch auf den ersten Maximalwert nach einem vorgegebenen Zeitintervall begrenzt wird, während dem der Drehmoment- oder Kraftausgang nicht begrenzt war oder auf den zweiten Maximalwert begrenzt war.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoreinrichtung einen bidirektionalen elektrischen Motor (110/112) umfaßt, und daß die überwachte Variable der elektrische Strom ist, der von dem Motor (110/112) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment- oder Kraftausgang dadurch auf den ersten oder zweiten Maximalwert begrenzt wird, daß eine erste oder zweite Größe der elektrischen Leistung dem Motor (110/112) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Größe der Leistung durch einen kontinuierlichen Strom von einer Stromquelle geliefert wird, und daß die erste Größe der Leistung durch einen unterbrochenen Strom von der gleichen Stromquelle geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom durch eine Leistungstransistoreinrichtung (290–293) unterbrochen wird, die durch eine Mikroprozessoreinrichtung (200) gesteuert ist, die in gleicher Weise den von dem Motor (110/112) aufgenommenen Strom überwacht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment- oder Kraftausgang auf den ersten oder zweiten Maximalwert dadurch begrenzt wird, daß der Motor (110/112) abgeschaltet wird, wenn der überwachte elektrische Strom einen ersten oder einen zweiten Stromwert übersteigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die landwirtschaftliche Maschine ein Feldhäcksler ist, und daß das Bauteil ein beweglicher Scherbalken (102) ist, der benachbart zu einem drehbaren Schneidkopf (100) eingebaut ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Anschlag durch die Kante einer Öffnung (109), durch die hindurch sich ein Teil des Scherbalkens (102) erstreckt, oder durch ein sich in Querrichtung erstreckendes Bauteil des Feldhäckslers gebildet ist, das im wesentlichen parallel zum Scherbalken (102) ist.
Verwendung eines Verfahrens nach Anspruch 9 oder 10 in einer automatischen Steuerroutine für die Einstellung des Scherbalkens (102) gegenüber dem rotierenden Schneidkopf (100).