DE69932214T2

DE69932214T2 - Steuerungssystem- und Verfahren zur elektromagnetischen Betätigung eines Steuerorgans

Info

Publication number: DE69932214T2
Application number: DE69932214T
Authority: DE
Inventors: Peter Renze Boorsma; Christiaan Antoon Munneke
Original assignee: Neopost Industrie BV
Current assignee: Neopost Industrie BV
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: NL1010512C2; EP1001183A1; US6370002B1; EP1001183B1; DE69932214D1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Betätigungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur elektromagnetischen Steuerung eines Betätigungsorgans gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein derartiges elektromagnetisches Betätigungssystem und ein derartiges Verfahren zum Betrieb der Verarbeitung von Objekten sind aus der Praxis bekannt, beispielsweise in der Form eines Betätigungssystems mit einer elektromagnetisch betätigten Spiralfederkupplung sowie in der Form eines Betätigungselementes unter Verwendung einer derartigen Kupplung.
Ein Beispiel einer elektromagnetischen Spiralfederkupplung ist eine Kupplung des Typs EC20, der von der Reell Precision Manufacturing Corporation, St. Paul, Minnesota, USA gehandelt wird. Bei der Verwendung solcher Kupplungen ist die genaue Steuerung des Momentes, bei dem die Kupplung tatsächlich eingreift, bei verschiedenen Anwendungen von großer Wichtigkeit, beispielsweise weil dadurch bestimmt wird, wann eine Transportwalze zum Transportieren von Bögen aus Papier in Bewegung gesetzt wird, wodurch beispielsweise festgesetzt wird, in welcher relativen Stellung bezüglich eines anderen Objektes ein Objekt einer Förderung entlang einer Bahn zugefügt wird.
In zahlreichen anderen Anwendungen ist eine genaue Steuerung des Zeitpunktes, an dem ein Betätigungselement in Bewegung gesetzt wird, ebenfalls von großer Wichtigkeit. Diesbezüglich beispielhaft zu nennen ist die Betätigung eines Spaltes, in dem ein Umschlag zurückgehalten oder zurücktransportiert wird, damit er geknickt wird (siehe beispielsweise im US-Patent US 5,899,050 ) und der Betrieb von Faltmessern, mit denen ein Bogen oder mehrere Bögen in den Spalt zwischen einem Paar von Faltewalzen gezwungen werden kann bzw. können (siehe beispielsweise im US-Patent US 4,985,013 ).
Ein Problem derartiger elektromagnetischer Betätigungssysteme ist, dass die Verzögerung, mit der das Betätigungselement auf die Änderung des Zustandes der elektrischen Spannung reagiert, in der sich die Spule befindet, von Fall zu Fall variiert. Dieses ermöglicht keine ausreichend genaue Steuerung des Zeitpunktes, zu dem das Betätigungselement bewegt wird. Insbesondere wenn die Reaktion des Betätigungselementes wiederum eine weitere Aktion umfasst, wie beispielsweise ein Bearbeiten, ein Ergreifen oder ein Weiterfördern eines weiteren Teils, spielt dieses eine Rolle.
Es ist bekannt, die Streuung der Reaktionszeiten eines elektromagnetisch gesteuerten oder angetriebenen Betätigungselementes durch Einschränken von Herstellungstoleranzen zu begrenzen. Dieses beinhaltet allerdings im allgemeinen einen wesentlichen Anstieg der Kosten und trägt nur wenig dazu bei, der Abweichung von Reaktionszeiten entgegenzuwirken, die ein Ergebnis von Änderungen der Betätigungsbedingungen sowie ein Ergebnis eines Einlaufens und eines Verschleisses sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine kostengünstige Lösung zu schaffen, die eine genauere Bestimmung des Zeitpunktes ermöglicht, an dem ein Betätigungselement bewegt oder angehalten wird und durch die eine Abweichung der Reaktionszeiten als Ergebnis von geänderten Bedingungen, eines Einlaufens oder eines Verschleisses in einer einfachen Weise begrenzt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch die Ausbildung eines elektromagnetischen Betätigungssystems außerhalb des in der europäischen Patentanmeldung EP 0 709 602 beschriebenen Systems gemäß Anspruch 1. Die Aufgabe kann des Weiteren gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Ausbildung eines Verfahrens zur Steuerung eines elektromagnetisch betriebenen Betätigungselementes gemäß Anspruch 9 gelöst werden.
Durch Verwendung von Testanweisungspulsen, siehe beispielsweise europäische Patentanmeldung EP 0 277 049 , deren Magnitude mit dem Zweck variiert wird, die minimale Magnitude der Testanweisungspulse zu ermitteln, die eine Reaktion des Betätigungselementes hervorruft, wird in einer einfachen Weise eine Anzeige bezüglich der Verzögerung des Betriebs des Betätigungselementes oder bezüglich der Art, in der die Anweisung auszuführen ist, um eine vorbestimmte Verzögerung zu erreichen, erhalten. Es ist zum Beispiel nicht notwendig, die Verzögerung zu messen. Ob sich das Betätigungselement bewegt oder nicht, kann mittels einfacher Sensoren festgestellt werden oder kann einfach durch das Bedienungspersonal mittels ihrer Sinne und mit einer sehr einfachen Ausrüstung festgestellt werden.
Insbesondere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Im Folgenden werden weitere Aufgaben, Ausführungsformen, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung auf Basis einiger beispielhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems mit einer elektromagnetisch betriebenen Kupplung,
2 zeigt eine freigeschnittene Darstellung einer elektromagnetischen Kupplung,
3 zeigt ein kombiniertes Diagramm betreffend das Schalten und das Verhältnis Zeit/Geschwindigkeit eines Beispiels einer handelsüblichen Kupplung und
4 zeigt ein Diagramm ähnlich zu dem der 3, das eine Einschaltdauer einer Spannung darstellt, bei der die Kupplung erstmalig reagiert.
Ausführliche Beschreibung
Das in der 1 dargestellte System, das die gegenwärtig am meisten bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, wobei die in der 2 dargestellte Kupplung einen Teil dieses Systems ausbildet, wird durch eine tragende Struktur getragen, deren relevante Bereiche im Zusammenhang mit diesem Beispiel mittels einer Schraffur angedeutet sind. Das System besteht aus einem Motor 1 mit einer Abtriebsachse 2, einer mit der Abtriebsachse 2 verbundene Kupplung 3, einem Riementrieb 4 zur Übertragung der Rotation der Abtriebsachse 2 auf einer Anzahl von angetriebenen Achsen, von denen eine Achse 5 in der 1 dargestellt ist, auf der angetriebenen Achse 5 befestigten Transportwalzen 6, wobei eine Rotation relativ dazu unterdrückt wird, und Gegenwalzen 7, die zusammen mit den Transportwalzen 6 einen Spalt in einer Transportbahn 8 ausbilden. Die Transportbahn 8 ist des Weiteren mittels seitlicher Führungen 9 für durch den Spalt zwischen den Walzen 6 und 7 hindurchgelangende Bögen 10 abgeschlossen.
Zur Steuerung der Kupplung ist mit der Kupplung 3 über eine Leitung 12 ein Steuerungssystem 11 verbunden, um eine Spannung an einer Spule 13 der Kupplung 3 anzulegen. Das Steuerungssystem 11 ist des Weiteren mit Sensoren über Leitungen 14 und 15 mit Sensoren 16 und 17 und über eine Leitung 18 mit einer Eingabevorrichtung 19 verbunden. Während des Betriebs zeigt der Sensor 16 an, ob ein Bogen in der Bahn 8 eine bestimmte Stellung erreicht hat. Der Sensor 17 zeigt an, ob in einer weiteren Bahn in Förderrichtung nach den Transportwalzen 6 und 7 eine Stellung zur Aufnahme eines Bogens 10 erhältlich ist.
Die Spule 13 ist dazu bestimmt, als Reaktion auf eine Spannung an dem Anschluss 20 und einen dadurch durch die Spule fließenden elektrischen Strom einen magnetischen Fluss zu erzeugen, der einen Schaltring 21 axial gegen eine Schulter 22 eines Kupplungsteils presst, das im gekuppelten Zustand angetrieben wird. Der Schaltring 21 ist mit einer Spiralfeder 23 verbunden. Die Spiralfeder ist dazu bestimmt, ein Moment von einem Kupplungsteil 24, das im gekuppelten Zustand antreibt, auf ein Kupplungsteil 25 zu übertragen, das im gekuppelten Zustand angetrieben wird. Angrenzend an einem gebogenen Ende 26 der Feder 23 ist diese dauerhaft mit dem Kupplungsteil 24 verbunden, das im gekuppelten Zustand antreibt.
Wenn der Schaltring 21 gegen die Schulter 22 gepresst wird, ist die Feder 23 axial gedehnt, wobei eine Reibung zwischen der Schulter 22 und dem Schaltring 21 erzeugt wird und die Feder 23 um die ausgerichteten zylinderförmigen umlaufenden Oberflächen der beiden Kupplungsteile 24 und 25 geklemmt ist. Im Ergebnis wickelt sich die Feder fest um diese Kupplungsteile 24 und 25 und überträgt ein Moment von dem antreibenden Kupplungsteil 24 auf das angetriebene Kupplungsteil 25. Solche Kupplungen sind von der Reell Precision Manufacturing Corporation, St. Paul, Minnesota, USA käuflich erhältlich. Wenn die elektrische Spannung von dem Anschluss 20 entfernt wird, entwickelt sich die Feder 23 wieder, so dass die Kupplungsteile 24 und 25 voneinander entkuppelt sind.
Während des Betriebs rotiert der Motor 1 kontinuierlich. Abhängig von den von den Sensoren 16 und 17 kommenden Signalen wird die Kupplung 3 zum Zwecke eines Kuppelns und Entkuppelns der Kupplung 3 gesteuert. Im Ergebnis werden die Bögen 10 zu durch das Steuerungssystem 11 festgelegten Zeitpunkten gefördert.
Zwischen der Änderung des Zustandes der elektrischen Spannung in der Spule 13 und dem Wechsel der Rotationsgeschwindigkeit der Transportwalzen 6 entsteht immer eine Verzögerung, unter anderem deshalb, weil der magnetische Fluss bei Anlegen der Spannung nicht direkt in Höhe des beabsichtigten Maßes vorliegt und sich der Schaltring 21 zunächst bewegen muss, bevor der angetriebene Kupplungsteil 25 mitgenommen wird. Des Weiteren gibt es in der Übertragung zwischen der Kupplung 3 und den Walzen 6 eine gewisse Elastizität. Die Verzögerung kann prinzipiell mittels des Steuerungssystems 11 kompensiert werden, indem die Spannung an dem Anschluss 20 zu einem entsprechend früheren Zeitpunkt angelegt wird.
Falls die Größe dieser Verzögerung nicht genügend genau bekannt ist, kann der Zeitpunkt, an dem die Walzen 6 und 7 eine Rotation beginnen oder beenden, nicht ausreichend genau bestimmt werden. Es ist beispielsweise möglich, eine Variation der Verzögerung unter verschiedenen Systemen einzuschränken, indem die Kupplung 3 und das Getriebe sehr genau gefertigt werden und/oder indem jedes System geprüft wird und in Abhängigkeit von der gemessenen Verzögerung eingestellt wird, allerdings hat dieses den Effekt von deutlich ansteigenden Kosten. Eine Kompensation von geänderten Betätigungsbedingungen und Verschleiß ist ebenfalls arbeits- und kostenintensiv, da zur Messung der Verzögerung zwischen dem Ein- oder Ausschalten der Spannung und dem Beginn oder dem Ende einer Rotation der Walzen 6 und 7 eine spezielle Ausrüstung erforderlich ist.
Die an der Kupplung auftretende Verzögerung ist mit Bezug auf ein in der 3 dargestelltes Zeit/Geschwindigkeitsdiagramm dargestellt, das eine Anpassung eines Zeit/Geschwindigkeitsdiagramms (Quelle: Reell Precision Manufacturing Cooperation, St. Paul, Minesotta, USA) einer käuflich erwerbbaren elektrischen Spiralfederkupplung ist. Die auf der Y-Achse in der 3 dargestellten Geschwindigkeiten zeigen die Geschwindigkeit der Transportwalzen 6 an. Nachdem an der Spule 13 zum Zeitpunkt t = 0 eine Spannung angelegt wurde, braucht es eine gewisse Zeit, bevor der magnetische Fluss ausreichend groß wurde, um zu verursachen, dass sich der Schaltring 21 bewegt und sich der Schaltring 21 ausreichend bewegt hat, um zu verursachen, dass die Spiralfeder 23 den mitzunehmenden Kupplungsteil 25 ergreift. Die Zeitdauer T. T. E. (time to engage, Eingriffszeit) ist hier definiert als die Zeit, die zum Beschleunigen der Walzen 6 auf eine Geschwindigkeit von 10% der Endgeschwindigkeit bei gekuppelter Kupplung 3 benötigt wird. Diese Zeit ist im Übrigen abhängig von der Geschwindigkeit der Abtriebsachse 2 und wird kürzer, wenn die Achse 2 schneller rotiert. Die Zeit T. T. S. (time to speed, Geschwindigkeitszeit), die benötigt wird, um die Walzen 6 auf 90% ihrer Endgeschwindigkeit mit gekuppelter Kupplung 3 zu beschleunigen, ist nur geringfügig länger als die Zeit T. T. E.
Auch beim Abschalten werden zwei Messwerte für die auftretende Verzögerung unterschieden, nämlich T. T. D. (time to disengage, Entriegelzeit) und T. T. Z. (time to zero, Abbremszeit). Die Zeit T. T. D. ist die Zeitdauer zwischen dem Abschalten der Spannung an dem Anschluss 20 und der Verringerung der Geschwindigkeit der Walzen 6 auf einen Wert von 90% der ursprünglichen Geschwindigkeit. Die Zeit T. T. Z. ist die Zeit T. T. D. zuzüglich der Zeit, die benötigt wird, um eine weitere Verringerung der Geschwindigkeit der Walzen auf einen Wert von 10% der ursprünglichen Geschwindigkeit zu ermöglichen.
Im Allgemeinen ist insbesondere die Steuerung der Zeit T. T. E. wichtig, da diese der größte und am meisten variable Teil der Verzögerung beim Starten ist. Die Beschleunigung nach einem Eingriff der Kupplung variiert unter unterschiedlichen Vorrichtungen verhältnismäßig gering. Die Verzögerung des Beginns ist des Weiteren oftmals von größerer Wichtigkeit als die Verzögerung bei der Beendigung, da die Verzögerung beim Beginn für die Beziehung zwischen dem Ort und der Zeit bestimmend ist, an dem ein Dokument oder ein Bogen nach einer Betätigung weitergefördert wird. Das bedeutet, dass das Timing der Förderung von Dokumenten 10 mittels der Walzen 6 und 7 deutlich genauer gesteuert werden kann, falls die Zeit T. T. E. zuvor bekannt ist.
Um eine Bestimmung der Zeit T. T. E. zu ermöglichen, ist das Steuerungssystem für eine Erzeugung unterschiedlicher Testanweisungspulse geeignet. Die Testanweisungspulse bestehen jeweils in einem Anlegen der Spannung an der Spule 3 und einem Entfernen der Spannung nach einem Zeitintervall, so dass der ursprüngliche Zustand der Spannung wieder erreicht wird. Die Zeitdauer dieses Zeitintervalls kann variiert werden, wie in der 4 mittels der vertikalen Linien 27 angezeigt ist. Durch Pressen der Plus- oder Minus-Schalter der Eingabevorrichtung 19 können längere oder kürzere Testanweisungspulse erzeugt werden. Das Steuerungssystem 11 ist des Weiteren für eine Registrierung eines Anweisungscodes geeignet, der für die Dauer eines ausgewählten Testanweisungspulses repräsentativ ist, aufgrund dessen die Antriebswalzen 6 erstmalig in Bewegung gesetzt werden. Die Dauer des Testanweisungspulses geringster Dauer, bei dem die Walzen 6 beginnen, sich zu bewegen, kann durch Drücken des Okay-Schalters der Eingabevorrichtung 19 unmittelbar nach diesem Testanweisungspuls registriert werden. Das Steuerungssystem 11 registriert als Reaktion darauf einen damit verbundenen Anweisungscode. Da beobachtet wird, aufgrund welchen Testsignals sich die Walzen 6 beginnen zu bewegen, werden ebenfalls Verzögerungen beobachtet, die durch das Getriebe zwischen der Kupplung 3 und dem eventuell angetriebenen Förderelement 6 verursacht werden, ebenfalls beobachtet und ebenfalls kompensiert werden.
Nach welcher Anweisungsdauer die Walzen 6 erstmalig in Bewegung gesetzt werden, kann einfach festgestellt werden, indem unterschiedliche Testanweisungspulse von jeweils unterschiedlicher Kommandodauer durchgeführt werden und visuell, per Hand und/oder sogar mittels des Gehörs beobachtet wird, ob sich die Walzen 6 wenigstens leicht bewegen. Dabei werden vorzugsweise Abfolgen von fortlaufend längeren Testanweisungspulsen und kürzeren Testanweisungspulsen durchlaufen, um zu einer genauen Bestimmung des kürzesten Testanweisungspulses zu gelangen.
Während des Betriebs werden sich auswirkende Änderungen des Spannungszustandes zu Zeitpunkten durchgeführt, die abhängig von dem ausgewählten Anweisungscode um ein gewisses Maß korrigiert wurden. Das Steuerungssystem 11 reagiert auf die Registrierung eines Anweisungscodes, in dem es folglich die Korrektur des Timings der Änderung des Spannungszustandes einstellt. Es ist in einer einfachen Weise und ohne besondere Messausrüstung möglich, die Einstellung des Steuerungssystems zu überprüfen und falls notwendig zu justieren, da die Erfassung, ob sich die Walzen 6 bewegen, ohne Messinstrumente ausgeführt werden kann.
Die Dauer eines Testanweisungspulses wird im Allgemeinen nicht gleich der Zeit T. T. E. sein, da nach dem Entfernen der Spannung an dem Anschluss 20 der Strom in der Spule 3 nicht unmittelbar verschwindet und weiterhin zu einem Versatz des Schaltrings 21 beitragen kann, so dass die Spiralfeder 23 weiterhin den angetriebenen Kupplungsteil 25 ergreift. Es ist allerdings möglich, für eine Vorrichtung eine geeignete Relation zwischen der festgestellten Dauer des Testanweisungspulses und geeigneten Einstellungen der Kompensation von Anweisungen bezüglich eines Beginns und eines Beendens beim Betrieb zu bestimmen.
Indem das Steuerungssystem 11 dazu geeignet ist, Testanweisungspulse zu erzeugen, die bezüglich der Dauer des Zeitintervals zwischen dem Anlegen einer Spannung und dem Wiederherstellen des ursprünglichen Spannungszustandes sich voneinander entscheiden, wird der Vorteil ermöglicht, dass die Dauer eines Testintervalls in einfacher Weise kontrollierbar ist, unter anderem ohne die während der An weisung aufgenommene Energie zu ändern, und dass ein Ausgleich von Verspätungseffekten verhältnismäßig gut möglich ist.
Die Eingabevorrichtung 19, mit der das Steuerungssystem verbunden ist, umfasst des Weiteren ein Display 28, um einen Code anzuzeigen, der für einen erzeugten Testanweisungspuls repräsentativ ist. Dieses vereinfacht die Bestimmung des kürzesten Testanweisungspulses, auf den sich die Walzen bewegen, insbesondere wenn verschiedene Reihen von inkremental längeren und inkremental kürzeren Testanweisungspulsen durchlaufen werden.
Da die Einstellung der während des Betriebs verwendeten Anweisungen durch das Anlegen und das Entfernen der Spannung an der Spule 3 zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt beeinflusst wird, kann die Einstellung selbst ebenfalls mit einfachen Mitteln ausgeführt werden.
Insbesondere wenn es erwünscht ist, dass das System eine Selbstdiagnose betreffend die Korrektur des Zeitpunktes durchführen kann, an dem elektromagnetische Energetisierungen beginnen oder enden, ist es vorteilhaft, einen Sensor 29 zur Erfassung von Bewegungen der Walzen 6 zu verwenden, wobei der Sensor 29 mittels einer Leitung 30 mit dem Steuerungssystem 11 verbunden ist. Das Steuerungssystem 11 kann nachfolgend nach einer bestimmten Zeitdauer oder einer bestimmten Anzahl von Betätigungen in einen Servicezustand umschalten, indem eine Reihe von Testanweisungspulsen erzeugt wird und indem überprüft wird, ob der als Basis für durchzuführende Korrekturen registrierte Anweisungscode weiterhin geeignet ist. Wenn der Sensor 30 nach einem Testanweisungspuls eine Bewegung der Walzen 6 erfasst, zeigt dies an, dass die Dauer des Testanweisungspulses lang genug ist, um zu verursachen, dass sich die Walzen 6 bewegen. Der kürzeste andauernde Testanweisungspuls, nach dem eine gewisse Bewegung der Walzen 6 beobachtet wurde, wird vorzugsweise als eine Basis für die Bestimmung der Korrektur des Zeitpunktes verwendet, an dem Spannungen operativ angelegt und entfernt werden, um die Walzen 6 in Bewegung zu setzen und/oder sie zu bestimmten Zeitpunkten anzuhalten.
Fachleuten wird klar sein, dass aufgrund dessen, was zuvor beschrieben wurde, die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und die in dem verwendeten Beispiel beschriebenen Wege beschränkt ist. Es ist daher möglich, die Einstellung beispielsweise nicht durch Variieren der Zeitdauer des Anweisungssignals, sondern durch Variieren der Spannung oder der Kurve der angelegten Spannung auszuführen und einen Code zu registrieren, der anzeigt, bei welcher Spannung oder bei welcher Kurve die Walzen aufgrund eines Testanweisungspulses einer gegebenen festen Zeitdauer reagieren. Die Korrektur des Zeitpunktes und/oder der Art, in der die Änderung des Spannungszustandes beim Betrieb einen Beginn und/oder ein Ende einer Bewegung der Walzen 6 verursacht, wird dann vorzugsweise durch eine Korrektur der Höhe oder der Kurve der angelegten Spannung erhalten, so dass eine vorbestimmte, feste Verzögerung erhalten wird.
Es ist allerdings ebenfalls möglich, Testanweisungspulse mit unterschiedlichen Spannungen und einer gleichen Zeitdauer von beispielsweise 5 bis 20 Microsekunden auszuführen und den Wert der niedrigsten Spannung, bei der eine gewisse Bewegung des in Frage stehenden Betätigungselementes beobachtet oder erfasst werden kann, als einen Messwert der Zeitdauer der Korrektur der früheren Beeinflussung von Änderungen der Spannung bezüglich des beabsichtigten Zeitpunktes zu verwenden, an dem das Betätigungselement die beabsichtigte Bewegung ausführt und umgekehrt.
Bei der Verwendung der Erfindung ist es des Weiteren möglich, neben einer Kompensierung der Verzögerung, die auftritt, wenn eine Transportwalze als Reaktion auf eine angelegte Spannung beginnt sich zu bewegen, ebenfalls die Verzögerung zu kompensieren, die in zahlreichen anderen Arten elektromagnetisch betriebener Systeme hinsichtlich Abweichungen von der in der Vorrichtung auftretenden Verzögerung auftreten, ohne eine besondere kostenintensive genaue Herstellung oder ein Testen des Systems zu erfordern.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Testanweisungspulse nicht von einer sukzessiv ansteigenden Größe, sondern werden als Testanweisungspulse mit Größen erzeugt, die zwischen den ersten und zweiten minimalen und maximalen Testanweisungspulsen interpoliert sind. Ein dritter Testanweisungspuls kann beispielsweise eine Größe besitzen, die dem Durchschnitt des ersten und des zweiten Testanweisungspulses entspricht. Falls der dritte Testanweisungspuls eine Bewegung des Betätigungselementes verursacht, entspricht der nachfolgende Testanweisungspuls dem Durchschnitt zwischen dem ersten Testanweisungspuls und dem dritten Testanweisungspuls (d. h. der Durchschnitt zwischen dem letzten Testanweisungspuls und dem kleinsten der letzten drei Testanweisungspulse). Falls der dritte Testanweisungspuls keine Bewegung des Betätigungselementes verursacht, entspricht der nächste Testanweisungspuls dem Durchschnitt zwischen dem zweiten Testanweisungspuls und dem dritten Testanweisungspuls (d. h. der Durchschnitt zwischen dem letzten Testanweisungspuls und dem größten der letzten drei Testanweisungspulse). Dieser Interpolationsprozess kann beispielsweise fortgeführt werden, bis der Unterschied zwischen zwei aufeinander folgenden Testanweisungspulsen unterhalb eines vorbestimmten Minimums liegt oder bis eine vorbestimmte Anzahl von Interpolationsschritten durchgeführt wurde.
Die Bestimmung des kleinsten, eine Bewegung des Betätigungselementes verursachenden Testanweisungspulses mittels Interpolation bietet den Vorteil, dass die zur Bestimmung des eine Bewegung des Betätigungselementes verursachenden kleinsten Testanweisungspulses erforderliche Zeit verhältnismäßig kurz und konstant ist. Unter zahlreichen Umständen ist ein weiterer Vorteil, dass das Betätigungselement wenigstens einmal aktiviert wurde, bevor der kleinste, eine Bewegung des Betätigungselementes verursachende Testanweisungspuls betrieben wird. Dieses verringert den Einfluss der Verzögerung von Stockungen und Variationen des mechanischen Spiels in nachfolgenden Energiewandlungselementen.
Die zuvor beschriebenen Prinzipien können ebenfalls verwendet werden, um Verzögerungen aufgrund eines Ausschaltens, eines Verringerns, eines Ansteigens oder eines Umkehrens einer Spannung in einer Spule zu bestimmen. Der Spannungszustand, in dem sich das Betätigungselement in einem oder einem anderen Zustand befindet, kann sowohl eine Gleichspannung als auch eine Wechselspannung sein.

Claims

Elektromagnetisches Betätigungssystem zum Betrieb einer Verarbeitung von Objekten, aufweisend: wenigstens eine Spule (13) zum Umwandeln eines elektrischen Stroms in eine Bewegung, ein Betätigungselement (6), das als Reaktion auf eine Änderung größer als ein Minimalspannungswechsel eines elektrischen Spannungszustandes in der Spule (13) bewegbar ist, um die Verarbeitung von Objekten durchzuführen, wobei das Betätigungselement (6) auf die Änderung operativ mit einer Verzögerung reagiert, die eine Dauer besitzt, auf welche eine Toleranz angewendet wird, und ein Steuerungssystem (11) zum Bewirken von Änderungen des elektrischen Spannungszustandes in der Spule (13), wobei das Steuerungssystem (11) zur Erzeugung unterschiedlicher Testanweisungspulse vorgesehen ist, die Abmessungen einschließlich einer Dauer und einer Spannung besitzen, wobei die Testanweisungspulse jeweils ein Bewirken einer Änderung des Spannungszustandes größer als der Minimalspannungswechsel aufweisen und von gegenseitig unterschiedlicher Magnitude betreffend wenigstens eine der Abmessungen sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Testanweisungspulse eine Dauer aufweist, die kürzer als die Verzögerung ist, um einen Kommandocode in Übereinstimmung mit einem Testanweisungspuls kleinster Magnitude zu registrieren, der verursacht hat, dass sich das Betätigungselement (6) bewegt, und um nachfolgend Korrekturen in Übereinstimmung mit dem registrierten Kommandocode auf die Änderungen des Spannungszustandes zum Betrieb des Betätigungselementes beim Betrieb anzuwenden.
Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (11) für eine Änderung der Korrekturen als Reaktion auf die Registrierung wenigstens eines anderen oder geänderten Anweisungscodes verantwortlich ist.
Betätigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb (11) dazu vorgesehen ist, Testanweisungspulse von gegenseitig unterschiedlicher Dauer zu erzeugen und einen Anweisungscode in Übereinstimmung mit einem Testanweisungspuls von kürzester Dauer zu registrieren, der verursacht hat, dass sich das Betätigungselement (6) bewegt.
Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (11) mit einem Display (28) zur Anzeige eines Codes verbunden ist, der für einen besonderen der unterschiedlichen erzeugten Testanweisungspulse repräsentativ ist.
Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (11) Eingabemittel (19) zum Beeinflussen der Testanweisungspulse umfasst.
Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (11) Eingabemittel (19) zur Betätigung des Steuerungssystems (11) umfasst, um die Testanweisungspulse selektiv zu steigern oder zu verringern.
Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren aufweisend einen Sensor (29) zum Erfassen von Bewegungen des Betätigungselementes (6), wobei der Sensor (29) aktiv mit dem Steuerungssystem (11) verbunden ist.
Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren aufweisend eine Spiralfeder (23), die für einen Eingriff als Reaktion auf die Energetisierung der Spule (13) vorgesehen ist.
Verfahren zur elektromagnetischen Steuerung eines Betätigungselementes (6) zum Betrieb der Verarbeitung von Objekten, aufweisend eine Erzeugung einer Änderung größer als ein Minimalspannungswechsel eines elektrischen Spannungszustandes an einer Spule (13), so dass das Betätigungselement (6) zum Betrieb der Verarbeitung von Objekten bewegt wird, wobei das Betätigungselement (6) operativ auf die Änderung des Spannungszustandes mit einer Verzögerung reagiert, die eine Zeitdauer besitzt, auf die eine Toleranz angewendet wird, ein Erzeugen unterschiedlicher Testanweisungspulse, die Abmessungen einschließlich einer Spannung und einer Dauer besitzen, wobei die Testanweisungspulse jeweils ein Bewirken einer Änderung des Spannungszustandes größer als der Minimalspannungswechsel umfassen und von gegenseitig unterschiedlicher Magnitude betreffend wenigstens eine der Abmessungen sind, gekennzeichnet durch wenigstens einen der Testanweisungspulse, der eine Dauer kürzer als die Verzögerung aufweist, ein Feststellen eines Anweisungscodes in Übereinstimmung mit einem Testanweisungspuls kleinster Magnitude, der verursacht hat, dass sich das Betätigungselement (6) bewegt und eine nachfolgende Anwendung von Korrekturen in Übereinstimmung mit dem festgestellten Anweisungscode für die Änderungen des Spannungszustandes zur Betätigung des Betätigungselementes beim Betrieb.
Verfahren nach Anspruch 9, des Weiteren aufweisend eine Änderung der Korrekturen als Reaktion auf eine Feststellung wenigstens eines anderen oder geänderten Anweisungscodes.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, des Weiteren aufweisend eine Erzeugung von Testanweisungspulsen von gegenseitig unterschiedlicher Dauer und eine Registrierung eines Anweisungscodes in Übereinstimmung mit einem Testanweisungspuls von kürzester Dauer, der verursacht hat, dass sich das Betätigungselement (6) bewegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation durch Bewirken der Änderung früher oder später bezüglich einer Basiszeit ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens nach der Erzeugung des wenigstens einen Testanweisungspulses ein Code in einer durch den Menschen wahrnehmbaren Form signalisiert wird, der für den erzeugten Testanweisungspuls repräsentativ ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Testanweisungspulse durch eine Eingabe von Anweisungen in ein Steuerungssystem beeinflusst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Testanweisungspulse in einem Wartungszustand selektiv gesteigert oder vermindert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, des Weiteren aufweisend ein Erfassen einer Bewegung des Betätigungselementes (6) und ein automatisches Registrieren des Anweisungscodes als Reaktion auf die Beobachtung oder die Erfassung der Bewegung des Betätigungselementes (6).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedesmal nach einer bestimmten Betätigungszeit ein Schalter automatisch in einen Wartungszustand geschaltet wird, in dem verifiziert wird, ob der Anweisungscode mit den Reaktionen des Betätigungselementes auf die Testanweisungspulse übereinstimmt und wobei als Reaktion auf die Feststellung, dass diese Übereinstimmung nicht korrekt oder nicht optimal ist, die Anweisungscodes mit dem Verhalten des Betätigungselementes als Reaktion auf die Testanweisungspulse in Übereinstimmung gebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Testanweisungspuls minimaler Magnitude, der verursacht, dass sich das Betätigungselement bewegt, durch Erzeugen aufeinanderfolgender Testanweisungspulse und einer Interpolation zwischen vorbestimmten Testanweisungspulsen minimaler und maximaler Magnitude bestimmt wird.