EP1882102B1 - Fluid operated drive and method for control thereof - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a fluidically actuated drive and a method for controlling the same, as described in the preambles of claims 1, 16, 22 and 30.
- the drive comprises relatively adjustable components, of which a component via the first switching element in a first direction of movement and the second switching element in one of the first direction of movement opposite, second direction of movement between end positions can be moved.
- the drive is provided in its end positions with shock absorbers, which absorb the impact energy of the accumulating on this component.
- the controller is provided with a counter-pulse module which can be controlled via a Vorpositioniersensor which is associated with at least one direction of movement of the component.
- the counterpulse module causes a temporally adjustable reversal of the two switching elements, so that the component of the drive applied immediately before reaching its approaching end position in the direction opposite to the direction of the pressure medium over a fixed period of time and thereby a braking effect is generated.
- both the first and the second switching element in the sense of a caster are energized simultaneously.
- the drive is acted upon on both sides with system pressure and the component due to its inertia further driven at low speed in the direction of the end position.
- the originally active switching element is energized again and moves the component reliably in the end position.
- a method for controlling a fluidic drive as well as a device with a fluidically actuated drive is also known from DE 197 21 632 C2 known.
- the drive is formed by a lifting cylinder in which an actuating piston is guided with a piston rod.
- the piston rod is fixedly mounted via a fixed bearing, so that the lifting cylinder forms the moving component of the drive.
- the lifting cylinder is connected to a 5/3-way valve, which can be controlled by means of two electromagnetic control magnets and with which pressure chambers of the lifting cylinder are mutually acted upon by system pressure.
- the control magnets are connected to an electronic control device which in turn receives control signals from sensors that can be switched electronically via switching lugs and, depending on this, actuates the 5/3-way valve and thus the movement of the lifting cylinder.
- a first measuring signal S 0 is generated at a time T 0 and a second measuring signal S 1 at a later time T 1 lying in the movement phase of the lifting cylinder and a time difference t 1 from this, taking into account the actual movement parameters of the lifting cylinder calculated.
- the control device for braking the Lifting cylinder to the 5/3-way valve outputs a brake signal for the beginning and for the end of the braking phase.
- the object of the invention is to provide a fluidically actuated drive and a method for controlling the same, in which the adjustable means of pressure medium component of Drive even with changed operating and environmental conditions, the end position particularly gently anatomic.
- the object of the invention is achieved by the measures and features of claims 1 and 16.
- the two measuring signals are triggered only shortly before reaching the end position to be approached, and the switching elements are actuated by the control device as late as possible with respect to the movement phase of the component acted upon by the pressure medium.
- only a very short braking phase is required in relation to the movement phase of the component, which is sufficient for the component to be gently positioned against the end position of the stationary component of the drive and braked for the shortest possible path, so that on the one hand the movement times of the component significantly shortened between the end positions and on the other hand optionally additionally used shock absorbers designed with less power reserve or even eliminated, which has a favorable effect on the size and price of the drive.
- both the driving force on the component and the counterforce or braking force on the component corresponds to the maximum, which is beneficial to the movement times affects the component and a simple circuit construction of the fluid control of the drive allows, especially since additional throttle check valves can be omitted to adjust the braking behavior.
- the use of the control system achieves an adaptive system behavior is set, especially since optimal operation of the drive independently and this can be maintained over the entire operating life.
- the measure according to claim 6 is advantageous, since hereby the component arrives safely in its desired end position and the functionality of the drive is ensured. For this purpose, a renewed advance of the component in the direction of movement is exerted in the direction of its end position at the end of the braking phase for the second switching time at which the component already has an extremely low movement speed.
- the movement time of the component can be optimized in the subsequent to the first movement phase with a first direction of movement, second movement phase with opposite direction of movement.
- the measure according to claim 9 is advantageous, since in the temporal control of the switching element takes into account the system-induced inertia of the drive and the start time is advanced by the time t 5 , so that the component is actually set in motion at the desired time. With this measure, the movement time of the component can be further optimized.
- the control device of the first drive is provided with the system inertia of the second drive taking into account time t 5 , so that, for example, a feedback signal before reaching the end position of the component triggered by the first drive and the start time of the second drive is presented. Due to the leading feedback independent of the system inertia of the second drive, the associated switching element early on, so that the second drive starts at the same time as reaching the end position of the first drive with its movement.
- the acknowledgment signal does not necessarily have to be leading, ie it must be output to the control device or to the higher-level control before the end of the movement phase of the first drive.
- the feedback signal is delivered simultaneously or after reaching the end position of the first drive. This is necessary, for example, if absolutely vibration-free positioning of the first drive in one of its end positions is necessary for a further operation on the second drive.
- Another advantage is the monitoring of the signal waveform of the sensors and their evaluation, as described in claim 11.
- an impermissible state of movement of the component can be detected in a first movement phase and corrected in the subsequent movement phase by changing the counter-control period t GD .
- the control device that the movement speed of the component is just before reaching its end position is too high and must be reduced taking into account the dynamic stress of the drive, for which the counter control period t GD is increased. This ensures reliable operation over the entire service life of the drive.
- the control device according to claim 13 that the speed of movement of the component is relatively low shortly before reaching its end position and can be selected higher, for which the Gegenmatidauer t GD reduced and the movement speed is increased so far that the movement time for the movement of the component is optimized between the end positions.
- Another advantage is the measure according to claim 15, whereby, for example, the function of a drive additionally used, mechanical shock absorber can be monitored and an impending failure of the shock absorber as an error message of an operator is announced. As a result, a malfunction of the drive due to malfunction, for example during a working process, such as a joining operation and the like, can be avoided.
- the different evaluations for example, the waveform of the sensors or the counter control period t GD , an operator can be displayed and logged.
- the development according to claim 19 is advantageous, since on the short path from the first control edges to the second control edge a change in the state of motion, in particular a strong fluctuations in the speed of movement of the component, will hardly occur and therefore the determined time t 1 and the speed of movement represents a reliable parameter for setting the counter control period.
- the specified minimum width of the recess groove allows reliable detection of the control edges, by which the first and second measurement signal are triggered.
- the embodiment according to claim 20 whereby the wiring and tubing between the control device and the switching element and the pressure loss in the pressure lines between the switching element and the pressure chambers can be reduced, which has a positive effect on the time t 5 .
- the switching element is constructed on one of the components or integrated in one of the components, the pressure lines are formed by pressure medium channels, in particular inflow and outflow channels, which connect directly to the supply channels of the switching element and open into the pressure chambers, as described in US Pat WO 99/09462 A1 disclosed in detail and can also find applications in the drive according to the invention.
- any position can now be approached via the adjustment path of the movable component of the drive, for which only one or both hard stops and / or shock absorbers and / or a control bar and a sensor associated therewith must be adjusted.
- a center position on the drive can now be approached smoothly.
- the object of the invention is also achieved by the measures and features indicated in the characterizing part of claims 22 and 30. It is advantageous that, based on a predetermined movement time for the adjusting movement of the component between the end positions in both directions of movement an optimized as needed control of the drive made and the driving behavior of the component can be specified controlled. This allows the installer in the commissioning of the drive to specify the movement time so that the component is moved in crawl, which on the one hand possible damage to the drive due to incorrect programming or assembly can be prevented and on the other hand, the drive meets the increasing safety requirements. Especially in the commissioning of the drive, the fitter is in the effective range of the same and therefore there is a high risk potential, which can be almost completely turned off by the inventive measures.
- the drive is always driven with such a movement speed, as required by the current operating situation.
- unnecessary wear is avoided by unnecessary, low movement times, extends the maintenance intervals and increases the life of the drive.
- an adaptive system behavior is achieved by the use of the control, especially since an optimal operating mode of the drive can be set independently and maintained over the entire service life.
- the drive according to the invention represents a good compromise between sufficiently high speed of movement and gentle operation, since the end position of the component can be approached particularly gently.
- the measure according to claim 26 is advantageous, since now influencing variables resulting in operation can be taken into account in a simple manner and the braking behavior of the component can be optimized even better.
- error messages can be output in optical and / or acoustic representation.
- An error message can be triggered if, for example, even after the Nachschaltimpulses the component has not reached the end position and a predetermined by the control device or the higher-level control period has elapsed and a limit is exceeded.
- the error message may contain information about a technical defect on the drive or that a mounting part is clamped to the drive and thereby movement of the component is prevented.
- a first embodiment of a drive 1 is shown in a schematic representation.
- the drive 1 is formed by a lifting cylinder 2, which consists of a cylinder tube whose ends are closed with end walls 3, 4.
- a control piston 5 is slidably guided by a pressure medium, which in turn is connected to a piston rod 6.
- the lifting cylinder 2 forms a guide device for the actuating piston 5.
- the fluidic pressure medium is compressed air or hydraulic oil.
- the piston rod 6 is fixedly mounted via a corresponding fixed bearing 7, so that the lifting cylinder 2 forms the moving component and the actuating piston 5 with the piston rod 6, the fixed component of the drive 1.
- the piston rod 6 extends through the right end wall 3 of the lifting cylinder 2 in the axial direction.
- a first pressure chamber 8 Between the left end wall 4 and the adjusting piston 5 is a first pressure chamber 8 and between the right end wall 3 and the adjusting piston 5, a second pressure chamber 9 is formed.
- the lifting cylinder 2 is a so-called double-acting fluid cylinder.
- the pressure chambers 8, 9 are alternately acted upon by this embodiment via two separate switching elements 10, 11, in particular two 3/2-way valves.
- the switching elements 10, 11 each have an electromagnetic control magnet 12 which is connected via corresponding control lines 14, 15 with an electronic control device 13, in turn, the switching elements 10, 11 between a rest position in the de-energized state of the control magnets 12 and actuation position in energized state Control solenoid 12 switches.
- the electronic control device 13 is preferably connected via an address-based network, in particular a bus system, with a higher-level control or formed by the higher-level control.
- the control of the control magnets 12 takes place here via electrical control signals of the control device 13 through which the switching elements 10, 11 are actuated, as shown in the Fig. 8 from the signal curve for the switching position S SCH1 , S SCH2 of the switching elements 10, 11 can be seen.
- the left pressure chamber 8 is connected via a first pressure line 16 to the first switching element 10 and the right pressure chamber 9 via a second pressure line 17 to the second switching element 11.
- the switching elements 10, 11 are in turn connected via a corresponding pressure supply connection to a pressure supply unit 18, for example a pneumatic or hydraulic pressure source, through which the pressure chambers 8, 9 alternately with system pressure, for example 6 bar acted upon.
- the control device 13 is connected via signal lines 19, 20 with sensors 21, 22, so that the output from the sensors 21, 22, electrical control signals of the control device 13 can be fed.
- the sensors 21, 22 are formed for example by inductively acting sensors.
- the sensors 21, 22 are arranged in the end positions to be approached by the lifting cylinder 2 above the movement path defined by the drive 1 or the lifting cylinder 2.
- the end positions are defined by, the hard stops forming end walls 3, 4.
- the first sensor 21 above the movement path of the drive 1 and the second sensor 22 are arranged below the movement path of the drive.
- the arrangement of the sensors 21, 22 shown is merely of a fundamental nature. In the arrangement of the sensors 21, 22, depending on the wiring, it is only necessary that they do not influence one another.
- a first control bar 25 is fixed, which in the in Fig. 2 shown position of the lifting cylinder 2 in the effective range of the first sensor 21 is located.
- the second sensor 22 is associated with a second control bar 26 at the right end of the lifting cylinder 2, which in the in Fig. 1 shown position of the lifting cylinder 2 in the effective range of the second sensor 22 is located.
- the control strips 25, 26 are thus fixed to the movable component of the drive 1 at its opposite ends, for example via a screw arrangement.
- the control bar 25, 26, as in Fig. 1a is shown enlarged, is formed by a prismatic block and has on its the sensor 21, 22 facing upper side a switching lug 27 a, b and one of them via a recess groove 28 a, b separated end position portion 29 a, b.
- the width (B) of the recessed groove 28a, b is at least between 1 mm and 5 mm, in particular between 2 mm and 4 mm.
- the longitudinal distance (A) between control edges 32a, b, 33a, b is at most between 4 mm and 15 mm, in particular between 5 mm and 9 mm.
- a bore 30 a, b arranged to receive a fastening screw, not shown.
- the switching lug 27a, b, the recess groove 28a, b and the end-position portion 29a, b are in the direction of movement of the lifting cylinder 2 - as indicated by arrow 31 in FIG Fig. 1 - arranged one behind the other.
- the length of the switching lug 27a, b is viewed by the in the direction of movement - as shown in arrow 31 - front side surface and by the towering, front groove side surface and the width of the transversely to the direction of movement - as indicated by arrow 31, opposite side surfaces of the control bar 25, 26th limited.
- the end-layer section 29a, b extends as a surface between the upwardly projecting rear groove side surface and the rear side surface of the control strip 25, 26 as well as between the lateral side surfaces of the control strip 25, 26 opposite the direction of movement, as shown in arrow 31
- two control edges 32a, b, 33a, b provided in the direction of movement of the lifting cylinder 2 - according to arrow 31 - successively offset are at which a respective measurement signal S 1 , S 2 is triggered when the control edge 32 a, b, 33 a, b enters the effective range of the respective sensor 21, 22, as will be described in more detail.
- control bar 25, 26 has a third control edge 34a, b, which lies between the first and second control edge 32a, b, 33a, b.
- a start signal S Start is triggered via the second control edge 33a, b when the control edge 33a, b leaves the effective range of the relevant sensor 21, 22, as will be described in more detail.
- the drive 1 according to the above-described embodiment with another embodiment of the control shown in a schematic representation.
- the lifting cylinder 2 is a so-called double-acting fluid cylinder.
- the pressure chambers 8, 9 are alternately acted upon by this embodiment via only one switching element 36, in particular a 5/2-way valve.
- the switching element 36 has, for example, an electromagnetic control magnet 37 which is connected via a corresponding control line 14 with an electronic control device 13, which in turn switches the switching element 36 between a rest position in the de-energized state of the control magnet 37 and actuation position in energized state of the control magnet 37.
- control of the control magnet 37 takes place here via electrical control signals of the control device 13, by which the switching element 36 is actuated, as shown in the Fig. 10 from the waveform for the switching position S SCH of the switching element 36 can be seen.
- the left pressure chamber 8 via a first pressure line 16 and the right pressure chamber 9 via a second pressure line 17 to the switching element 36 are connected.
- the switching element 36 is connected to the pressure supply unit 18, through which the pressure chambers 8, 9 alternately with system pressure, for example 6 bar acted upon.
- a further embodiment variant of a fluidically actuated drive 1 ' which comprises relatively adjustable components, of which the movable component via an actuator 40' along a guide device 41 'between a right end position, as in Fig. 5 shown, and a left end position, as in Fig. 6 shown, is adjustable.
- the movable component is formed by a guide carriage 42 'and the guide device 41' by a fixed to the fixed component linear guide, wherein the guide carriage 42 'is mounted on the linear guide.
- the fixed component is formed by a frame 43 'on which in the direction of movement - according to arrow 31- of the adjustable component opposite each other fixed stops 44' are arranged, by which the end positions are fixed.
- the fixed stops 44 ' are formed for example by a screw-threaded arrangement and limit the maximum displacement of the movable member between the end positions.
- damper 45' As in the Fig. 5 and 6 Furthermore, it can be seen on the frame 43 'in the end positions opposite one another damper 45' are arranged. These mechanical shock absorbers 45 'fulfill primarily the task of reducing the impact load on the frame 43' in the commissioning of the drive 1 'or to prevent damage to the drive 1' during operation due to unforeseen faults.
- the actuator 40 ' is formed by a fluid cylinder, as this in the Fig. 1 to 4 has been described, and attached via a fastening device 46 with the cylinder housing on the frame 43 '.
- the piston rod 6 'of the actuator 40' is connected via a further fastening device 47 'with the guide carriage 42', so that the actuating piston 5 ' and the guide carriage 42 'are coupled in terms of movement and the retraction or extension movement of the piston rod 6' is transmitted to the guide carriage 42 '.
- the pressure chambers 8 ', 9' of the actuator 40 ' are connected via the pressure lines 16, 17 with the switching elements 10, 11.
- the switching elements 10, 11 are connected to the pressure supply unit 18.
- the control magnets 12 of the switching elements 10, 11 are connected via the control lines 14, 15 with the electronic control device 13, which in turn drives the switching elements 10, 11.
- the sensors 21, 22 shown in the figures are fastened to the frame 43 'of the drive 1' and are connected to the electronic control device 13 via signal lines 19, 20.
- the guide carriage 42 ' is on its side facing the sensors 21, 22 in the direction of movement - according to arrow 31 - opposite ends with the control bars 25, 26 equipped, as in Fig. 1a are described in detail.
- Fig. 7 shows a handling system 48, which is composed of a plurality of fluidly actuated drives 1 ', 1 ", the type of which, for example, in the Fig. 5 and 6 illustrated embodiment corresponds.
- the first drive 1 ' is formed by a horizontal axis and the second drive 1 "by a vertical axis, the second drive 1" is fastened with its frame 43 "on the guide carriage 42' of the first drive 1 '”is formed by a guide carriage 42", which is mounted on the guide device 41 "vertically movable on the linear guide via the actuator 40.
- the fixed component is formed by the frame 43", on which in the direction of movement - according to arrow 31 - the movable
- shock absorbers 45 are disposed opposite one another on the frame 43" in the end positions, on the guide carriage 42 "of the second drive 1" are the control strips 25, 26 and, for example, a attached pneumatically or hydraulically operated gripping system, the control bars 25, 26 with the stationary Sensors interact in the end positions.
- the pressure chambers of the actuator 40 are also connected via pressure lines to one or two switching elements, as is not shown for reasons of clarity.
- each drive 1 ', 1 will be described in the following: As not shown in detail, in a preferred embodiment both drives 1', 1 "to be connected to its own control device 13, each of which comprises a control unit and a memory.
- the control device (s) are preferably connected via an address-based network, in particular a bus system, for data or signal exchange with the higher-level control or formed by them. If two control devices 13 are used, they are connected to one another via a further, address-based network, in particular a bus system. Between the control devices 13 and / or the (n) control device (s) 13 and the higher-level control, the Ethernet can be used.
- the described drives 1 ', 1 are usually integrated in a high number in a machine system, it is also advantageous if the sensors 21, 22 and the control magnet 12 of the switching elements 10, 11 for data or signal exchange with the control device 13 and / or the higher-level control to an address-based network, in particular a bus system, such as a fieldbus, are connected to which the control device (s) 13 and possibly the higher-level control can be connected.
- a bus system such as a fieldbus
- Fig. 8 shows the principle timing diagram for the drive 1; 1'; 1 "according to the embodiments shown in the Fig., 1 . 2 ; 5 . 6 ; 7 ,
- the signal curve S R for the feedback, the signal sequences S E1 and S E2 of the two sensors 21, 22 and the switch positions S SCH1 and S SCH2 of the switching elements 10, 11 are shown over the time of three movement phases of the movable between the end positions component.
- the embodiment of the drive 1 according to Fig. 1 and 2 corresponds to the first and third movement phase of an extension movement according to arrow 31 - of the lifting cylinder 2 and the second phase of movement of a retraction - according to arrow 31 '- of the lifting cylinder. 2
- a start signal is transmitted via a higher-level control (not shown) of the electronic control device 13, as indicated in the figures by the arrow 50, whereby the first switching element 10 is activated by the control device 13 by energizing the control magnet 12 and the movable Component - the lifting cylinder 2 after Fig. 1 and the guide carriage 42 ', 42 "after Fig. 5 ; 7 - from its starting position in the direction of the arrow 31 is adjusted from right to left or up to down.
- the switching element 10 in the in the Fig. 1 ; 5 shown operated switching position brought and thus opens the pressure line 16, so that the pressure chamber 8; 9 'of the drive 1, 1' is connected to the pressure supply unit 18 and pressurized with system pressure.
- the second switching element 11 remains unactuated and is the pressure chamber 9; 8 'connected via the pressure line 17 with a vent line 51, so that in the pressure chamber 9; 8 'located pressure medium or working fluid can escape unhindered into the atmosphere. Therefore, in the right end position of the movable member, the pressure chamber 9; 8 'separated from the pressure supply unit 18.
- a confirmation signal is transmitted, as indicated by the arrow 52.
- This procedure confirms proper operation.
- the component moves from its initial position, which corresponds to the right end position, in the direction of the left end position.
- the first movement phase is initiated, as will be described in more detail below.
- the control bar 26 With the beginning of the movement of the component from its initial position or right end position to the start time T start the control bar 26 is moved past the stationary sensor 22 and in this the in Fig. 8 signal sequence triggered. If, at the start time T start, the end position section 29b of the control bar 26 faces the effective range of the sensor 22, the sensor 22 sends to the control device 13 an acknowledgment signal S B. The confirmation signal S B is still detected at the time of the standstill of the component. With the confirmation signal S B the control device 13 is signaled that the component at the start time T start is safe in its initial position and the first movement phase can be initiated.
- the end position section 29 b leaves the effective range of the sensor 22 arranged in the start end position and a start signal S Start is triggered at the control edge 33 b at the time T 0 and transmitted to the control device 13.
- a start signal S Start is triggered at the control edge 33 b at the time T 0 and transmitted to the control device 13.
- the falling signal edge of the sensor 22 is evaluated.
- the further rising and falling signal edge, which are triggered at the edges 34b and 32b of the switching flag 27b are not evaluated on the movement of the component from its right end position to the left end position.
- the arranged in the target end position sensor 21 is switched by the moving past these control bar 25. If the switching lug 27a with its control edge 32a enters the effective range of the stationary sensor 21, it triggers a first measuring signal S 1 at the time T 1 , which signal is passed on to the control device 13 via the signal line 19. At a later time T 2 , which is in the movement phase, the end position section 29 a comes with its control edge 33 a into the effective range of the sensor 21 and triggers a second measurement signal S 2 in the sensor 21, which is likewise transmitted to the control device 13 via the signal line 19. With the time T 2 , the end of movement is reached. Like in the Fig.
- the rising signal edges of the signal curves S E1 , S E2 are evaluated as measurement signals S 1 , S 2 .
- This is advantageous because now, regardless of the vertical distance between the control edge 32a, b, 33a, b and sensor 21, 22 always the same time t 1Ist is measured and an uncomplicated installation of the sensors 21, 22 on the drive 1; 1'; Although the measuring signal triggered by the control edge 34a of the switching lug 27a on the sensor 21 is detected as a falling signal edge, it is not evaluated.
- the control device 13 determines from the time difference between the measuring signals S 1 , S 2 a time interval t 1 corresponds to the determined actual value t 1Ist in the first movement phase .
- control device 13 in addition to the output device 53 also has an electronic memory 54, an electronic control unit 55 and a computer module 56, in particular microprocessor, as shown schematically in the figures.
- the computer module 56 is integrated in the controller unit 55.
- This target value is matched, 1 "for the time period t 1To is to the different embodiments of the drives.
- the time span t 1Ist is thus determined during the movement phase of the component and further processed in the manner indicated above by the control device 13.
- a common first switching time T UZ1 of the switching elements 10, 11 and a second, in the movement phase subsequent, common switching time T UZ2 of the switching elements 10, 11 calculated and stored in the memory 54 . If the third movement phase of the component is started, therefore the movement of the component in the same direction of movement as that of the first movement phase of the component, the previously calculated switching times T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11 are read from the memory 54 and at least one of the switching times T UZ1 , T UZ2 are set in the third movement phase so that the control deviation is corrected, as in Fig. 11 will be described in more detail.
- the switching times T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11 are predetermined by the control device 13.
- the switching times T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11 or 13 are respectively / for each direction of movement according to arrow 31, 31 ' a period of time t GD in the last movement phase of the component before the stoppage of the drive 1, 1 ', 1 "is detected, stored and stored after the restart of the drive 1, 1'; 1 "in the first and second movement phase, before the initial startup of the drive 1, 1 ', 1", the switching times T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11 or the time period t GD are likewise predetermined by the control device 13.
- the first switching element 10 for the movement of the component from its starting position or right end position to the left end position is initially at the starting time T start via a control device 13 to the control solenoid 12 dispensed, redesign the first control signal into the operating position and held until the first switching time T UZ1 in the operating position for the period t SCH1 .
- t SCH1 becomes the Pressure chamber 8; 9 'vented with system pressure and thus pressurization of the component in the direction of movement - according to arrow 31- causes while the other switching element 11 for the period t SCH1 remains in the rest position and the pressure chamber 9; 8 'depressurized or vented.
- a second control signal is output by the control device 13 to the control magnets 12 again, with which the switching element 10 in the rest position and the switching element 11 in the operating position for a period of t GD are redesigned.
- the time period t GD results from the time difference between T UZ1 and T UZ2 or the control signals output by the control device 13 for reversing the switching elements 10, 11 and is determined by the control device 13, as in Fig. 11 is described.
- the time period t GD for the duration of the counter-control of the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9' is derived from the period t 1 .
- a braking phase is inserted towards the end of the movement phase, in which by the in the pressure chamber 9; 8 'constructed pressure pad is a deceleration in the direction of movement - according to arrow 31- to the switching time T UZ1 moving at the maximum possible speed component occurs. Accordingly, in the first switching time T UZ1 the braking phase is initiated and in the second switching time T UZ2 the braking phase is terminated.
- the braking phase is thus determined by the switching times T UZ1 , T UZ2 and / or the duration of the countersteering or the time interval t GD .
- a third control signal is output again from the control device 13 to the control magnets 12 of the switching elements 10, 11, and the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9' driven in opposite directions, wherein the component again shortly before reaching its end position in the direction of movement again with system pressure or the pressure chamber 8; 9 'in turn subjected to system pressure and the pressure chamber 9; 8 'is vented.
- the component experiences at the end of the braking phase, where this already one has low movement speed, again a feed in the direction of movement - according to arrow 31- in the direction of its left end position. This ensures that the component reliably reaches its end position.
- a third control signal corresponding Nachschaltsignal S NS is generated in the second switching time T UZ2 , through which the control device 13, the feed of the component in the original direction of movement - according to arrow 31 - causing switching element 10 at least until the end of the movement phase and with Reaching the end position is controlled.
- the Nachschaltsignal S NS is applied to the control magnet 12 of the switching element 10 for a period of time t SCH2 until the start of movement of the component in the second movement phase , in which the component from its left end position in its right end position in the opposite direction of movement - ' - is moved.
- the time interval t SCH2 results from the time difference between the second switching time T UZ2 and a third switching time T UZ3 of the switching elements 10, 11.
- T UZ3 is again issued by the control device 13 to the control magnets 12 of the switching elements 10, 11, a fourth control signal and the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9' driven in opposite directions.
- the fourth control signal corresponds to the start signal for the second movement phase at time T start .
- the switching element 11 is always driven in opposite directions to the switching element 10 and remains for the period t SCH2 in its rest position.
- the switching elements 10, 11 and the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9' within a movement phase abruptly and in opposite directions , are controlled exactly to the calculated switching times T UZ1 , T UZ2 and predetermined by the control device 13 or the higher-level control switching T UZ3 , as is achieved by known from the prior art quick- acting valves ,
- a pilot signal S VS supplied and its switching state is changed , which causes the pressurization in the direction of movement - as indicated by arrow 31-, as in dashed lines in Fig. 8 entered.
- the pilot control signal Svs is triggered at the pre-control time T VS.
- the Time difference between the pre-control time T VS and the start time T start for the second movement phase corresponds to the time t 2 , wherein the start time T start the third switching time T UZ3 of the switching elements 10, 11 corresponds.
- the period t 2 is preferably determined empirically and stored in the memory 54 of the control device 13 retrievable.
- the third switching time T UZ3 of the switching elements 10, 11 is specified by the control device 13 or the higher-level control.
- the pre-control time T VS is calculated in each movement phase of the component from the time difference between the switching time T UZ3 and the time t 2 and switched before the movement of the component in the previous movement phase opposite direction of movement, the pressurization in the direction of movement of the component causing switching element 10, 11 ,
- the pressure chamber 8 pressurized with system pressure in the first movement phase; 9 'vented before the start of movement of the component in the second movement phase or the pressure in this pressure chamber 8; 9 'reduced, so that the movement of the component to the start of movement in the second movement phase counteracts only a minimized or no counterforce.
- This is advantageous since, with the drive force set by the system pressure, a high acceleration is achieved at the start of movement of the second movement phase and, further, the movement time of the component between the end positions is substantially reduced, as shown in FIG Fig. 9 is shown as a diagram for example for the first movement phase.
- the movement time of the component in the subsequent movement phase - according to the representation according to Fig. 8 in the second movement phase - by the "early" venting in the previous movement phase - according to the representation according to Fig. 8 in the first movement phase - pressurized pressure chamber 8, 9; 8 ', 9' are reduced with increasing duration of the venting time.
- the switching element 11 is switched by the control device 13 at the start time T start , whereby the pressure supply unit 18 via the switching element 11 and the pressure line 17 to the pressure chamber 9; 8 'connected and this is acted upon by the system pressure, so that the component is moved from its left end position to the right end position.
- the time span t SCH2 for the switching element 10 effecting the movement of the component results from the time difference between the second switchover time T UZ2 and the pilot control signal S VS , but this is not entered in the FIGURE .
- the time period t SCH2 for the other switching element 11 remains unchanged.
- Fig. 8 As in Fig. 8 further entered, are still evaluated by the control device 13, the time periods t 3 , t 4 and t 5 .
- the time interval t 3 is determined by the control device 13 from the time difference between the third control signals for the second switching time T UZ2 and the first measuring signal S 1 at the time T 1 as the actual value t 3Ist .
- a setpoint value t 3soll is also stored for the time period t 3 , which is tuned to a type of drive 1, 1 ', 1 "and mathematically calculated or determined empirically Fig.
- the electronic control unit 55 between the set time t 3Soll and the determined time t 3Ist a target-actual comparison, a control deviation calculated from the difference between the setpoint and actual value and formed a control variable.
- the first and / or second switching time T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11 are set for the respective next movement phase of the component in the same direction of movement - and the time period t GD is set in the same direction of movement.
- the entered time period t 4 is triggered at the time T 2 and ends at a later time, in which it is ensured that all arithmetic operations of the control unit 55 are completed and the control deviation or manipulated variables for the next movement phase are available in the same direction of movement.
- This time period t 4 can for example be fixed and is stored in the memory 54.
- the control device 13 After completion of the calculations of the control deviations, the control device 13 generates a release signal with which the second movement phase of the component can be started by the control device 13 or superordinate control.
- This design is used when, due to the movement of the drive 1; 1'; 1 "is known that between the first and second movement phase of the drive 1, 1 ', 1" the component remains in the respective end position for a certain time, within which the calculations of the deviations and all other mathematical functions can be completed.
- This application corresponds to the usual use of the drive 1 according to the invention; 1'; 1 "as the axis of a multi-axis handling system, after which the computer power of the control device 13 can be designed lower.
- the time t 5 is determined, which results from the time difference between the control signal at the start time T start of the movement of the component-initiating switching element 10 and the start signal S start at time T 0 .
- This period of time t 5 resulting from the inertia of the system for example from the switching time of the switching element 10, pressure propagation in the pressure lines 16, 17, friction between the relatively movable components, mass of the moving member and the like To this inertia of the drive.
- the first phase of movement corresponds to the movement of the component from its initial position to the left end position
- the time t 5 is read out of the memory 54.
- the determined time intervals t 5 from the last movement phase of the component of each movement direction - according to arrow 31, 31 '- stored in the memory 54.
- the time interval t 5 is calculated continuously in all movement phases, stored in the memory 54 and used in the next movement phase in the same direction of movement.
- the control device 13 determines or calculates the time period t 5, for example, in the first movement phase and switches these or the higher-level control in the third movement phase, the switching element 10 to the calculated from the first movement phase, new start time T start .
- Fig. 7 shown, for example, two actuators 1 ', 1 "motionally coupled to one another, it is advantageous that the at least one control means 13 and / or higher-level control before the completion of the phase of movement of the first actuator 1' given a feedback signal S Re and the starting time T Start of the second drive 1 "is submitted at least by the time period t 5 .
- the start time T start the movement of the component causing switching element is switched, the corresponding pressure chamber of the actuator 40 "applied system pressure and the guide carriage 43", for example, adjusted from top to bottom between its end positions.
- the inertia is compensated by the leading feedback or the leading feedback signal S Re , so that the second drive 1 "actually starts its movement when the first drive 1 'has reached its end position ,
- the acknowledgment signal S does not necessarily have to be output in advance, that is to say before the end of the movement phase of the first drive 1 'to the control device 13 or superordinate control (not shown).
- the feedback signal S is delivered back simultaneously with the attainment or after reaching the end position of the first actuator 1 '. This may be the case when the second drive 1 "is equipped with a laser beam head, which must be moved from the end position of the first drive 1 'by means of the second drive 1" defined to a weld. In order for the laser beam head to be absolutely vibration-free until the welding point is reached, the movement of the second drive 1 "with the laser beam head is started at the earliest when the end position of the first drive 1 'is reached.
- the time T R (shown in Figs. Unrecorded) in which the feedback signal S back is triggered, is calculated by the control device 13 or the higher level control and results from the difference between the time T 2 of the sensor 21 from the first drive 1; 1 'and the time t 5 to the start of movement of the second drive 1 ". Since the time T 2 is not recognized until reaching the to-propelled end position, this need for the calculation of the time T R of the preceding movement phase of the actuator 1' are used, after which from the control device 13, the time T R for the subsequent movement phase of the second drive 1 "can be determined.
- a correspondingly reverse control of the switching elements 10, 11 takes place, as in Fig. 8 registered for the second movement phase, wherein the corresponding measurement signals S 1 , S 2 are triggered by the sensor 22, the confirmation signal S B and start signal S start from the sensor 21.
- the switching element 11 receives at time T start the first control signal for the beginning of the movement of the component from its left end position to the right end position again from the control device 13 or the higher-level control.
- the control device 13 the first and / or second switching time T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11 is calculated at a control deviation in the second phase of movement of the component and in the fourth phase of movement of the component of the first and / or second Switching time T UZ1, T UZ2 of the switching elements 10, 11 set accordingly.
- Fig. 10 shows the principle timing diagram for the drive 1 according to the embodiments shown after the Fig., 3rd . 4 ,
- the signal curve S R for the feedback, the signal sequences S E1 and S E2 of the two sensors 21, 22 and the switching position S SCH of the switching element 36 are shown over the time of three movement phases of the movable between the end positions component.
- the embodiment of the drive 1 according to Fig. 3 and 4 corresponds to the first and third movement phase of an extension movement - according to arrow 31- of the lifting cylinder 2 and the second phase of movement of a retraction - according to arrow 31 '- of the lifting cylinder 2.
- a start signal is initially transmitted via a higher-level control (not shown) to the electronic control device 13, as shown in the figures Arrow 50 indicated, and then discharged from the control device 13 to the control magnet 37, a first control signal, whereby the control magnet 37 is energized and the switching element 36 is switched to the operating position and the movable member - according to the embodiment of the lifting cylinder 2 - from its initial position in the direction of Arrow 31 is adjusted from right to left.
- the switching element 36 in the in Fig.
- the pressure line 16 is opened, so that the pressure chamber 8 of the drive 1 is connected to the pressure supply unit 18 and pressurized with system pressure, while the pressure chamber 9 is connected via the pressure line 17 with a vent line 51 on the switching element 36, so that in the pressure chamber. 9 located pressure medium or working fluid can escape unhindered into the atmosphere. Therefore, in the right end position of the movable component, the pressure chamber 9 is disconnected from the pressure supply unit 18.
- the arranged in the end position sensor 21 is switched by the moving past these control bar 25. If the switching lug 27a with its control edge 32a enters the effective range of the stationary sensor 21, it triggers a first measuring signal S 1 at the time T 1 , which signal is passed on to the control device 13 via the signal line 19. At a later time T 2 , which is in the movement phase, the end position section 29 a comes with its control edge 33 a into the effective range of the sensor 21 and triggers a second measurement signal S 2 in the sensor 21, which is also transmitted to the control device 13. Please refer to the detailed description here Fig. 8 referred to, in which the signal waveform is explained on the sensor 21, and is therefore taken at this point by a repetition distance.
- a first switching time T UZ1 of the switching element 36 and / or a second switching point T UZ2 of the switching element 36 subsequent to the movement phase are calculated and stored in the memory 54 on the basis of the control deviation in the first movement phase of the component. If the third movement phase of the component is started, therefore, the movement of the component in the same direction of movement as the the first movement phase of the component, the previously calculated switching time (s) T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 36 are read from the memory 54 and set at least one of the switching times T UZ1 , T UZ2 in the third movement phase so that the control deviation corrected.
- the switching element 36 is emitted to the starting position T start via the control device 13 to the control magnet 37 for movement of the component from its starting position or right end position into the left end position. redesign the first control signal into the actuation position and held in the actuation position for the time span t SCH1 until the first changeover time T UZ1 .
- the pressure chamber 8 is vented with system pressure and thus a pressurization of the component in the direction of movement - as indicated by arrow 31- causes while the pressure chamber 9 is vented.
- a second control signal is output by the control device 13 to the control magnet 37, with which the switching element 36 is transformed into the rest position for a time period t GD .
- the originally pressurized pressure chamber 8 is vented, the originally pressureless pressure chamber 9 for the time t GD vented with system pressure and thus a small pressure pad just before the end of the phase of movement of the component, against which the moving component runs, so that a hard stop in the End position of the component is excluded.
- the time interval t GD results from the time difference between T UZ1 and T UZ2 or the control signals output by the control device 13 for reversing the switching element 36 and is determined by the control device 13.
- a braking phase is inserted towards the end of the movement phase, in which a deceleration of the in the direction of movement - as indicated by arrow 31- by the built-up in the pressure chamber 9 pressure pad. takes place at the switchover time T UZ1 with the maximum possible speed of the moving component.
- a third control signal corresponding Nachschaltsignal S NS is generated in the second switching time T UZ2 , which is the control magnet 37 is switched on for a period of time t SCH2 to the start of movement of the component in the second movement phase .
- the effect of the subsequent signal S NS has already been described in detail above.
- a fourth control signal is output again from the control device 13 to the control magnet 37 of the switching element 36, and the pressure chambers 8, 9 are actuated in opposite directions.
- the fourth control signal corresponds to the start signal for the second movement phase at time T start .
- a correspondingly reversed activation of the switching element 36 takes place, as in Fig. 10 registered for the second movement phase, wherein the corresponding measurement signals S 1 , S 2 are triggered by the sensor 22, the confirmation signal S B and start signal S start from the sensor 21.
- the switching element 36 is for this purpose of the in Fig. 3 entered operating position in the in Fig. 4 registered rest position switched by the starting time point T start the second movement phase of the parent control or control device 13 of the control magnet 37 is driven to the first control signal and the control magnet 37 is moved to the de-energized state.
- the component is moved from its left end position counter to the original direction of movement - according to arrow 31- in the right end position.
- the pressure line 17 is opened, so that the pressure chamber 9 of the drive 1 is connected to the pressure supply unit 18 and pressurized with system pressure, while the pressure chamber 8 is connected via the pressure line 16 with a vent line 51 on the switching element 36, so that the located in the pressure chamber 8 pressure medium or working fluid can escape unhindered into the atmosphere.
- T UZ2 of the switching element 36 is calculated and set in the fourth phase of movement of the component of the new, first and / or second switching time T UZ1 , T UZ2 of the switching element 36 accordingly.
- the start of movement of the component in the first movement phase is symbolized by block 70 and the end of movement of the component in the first movement phase by block 71.
- the movement of the component is monitored by means of a monitoring device 72 having the control device 13, as shown schematically in the preceding figures.
- This monitoring device 72 is formed, for example, by an electronic or programmed counter, which detects the number of state changes of a signal level between a high level and a low level of the sensor 21 and / or 22.
- a value for the minimum number of state changes of a signal level between a high level and a low level of the sensor 21 and / or 22 is stored in the memory 54 of the control device 13.
- the controller 13 performs a comparison between the determined number of state changes of a signal level between a high level and a low level and a specified minimum number of state changes of a signal level between a high level and a low level, and an evaluation performed. If the determined number of state changes falls below the specified minimum number of state changes, an error message is displayed on the output device 53 of the control device 13 and / or on the higher-level control. This error message is shown as block 74. After this execution, the minimum number of state changes is set greater than one and an error message is issued, if the determined number of state change is, for example, one or zero.
- the cause of the error message may be, for example, a defective sensor 21, 22 or a hindrance to the movement of the component. The latter, for example, if a technical defect on the drive 1; 1'; 1 "occurs or a mounting part on the drive 1, 1 ', 1" clamped and thereby movement of the component is prevented.
- method step 75 is initiated.
- step 75 a setpoint-actual comparison between the set time interval t 3setpoint and the determined time interval t 3Ist is first carried out by the control unit 55 of the control device 13 . If the determined time interval t 3Ist deviates from the set time interval t 3Soll , a control variable for setting the switching times T UZ1 , T UZ2 is formed from these in a first control loop of the control unit 55.
- Fig. 11a the first control loop is shown in detail.
- a control deviation (e) between the determined time interval t 3Ist and the set time t 3Soll is calculated and fed to a first controller 77 of the control unit 55.
- the manipulated variables for setting both switching times T UZ1 , T UZ2 are calculated from the control deviation (e) according to a defined control law and then stored in the memory 54. If the movement of the component in the third movement phase is now started, the corresponding manipulated variables are read from the memory 54 and applied to the switching elements 10, 11 according to the explanations in FIGS Fig. 1 .
- the switching elements 10, 11; 36 form the actuators of the control loop, as these, however, in the Fig. 11a are not shown. It can therefore be seen from the above that, given a deviation of the time span t 3Ist from the time interval t 3Soll , the switching times T UZ1 , T UZ2 are readjusted for the next movement phase in the same direction.
- a control deviation (e) which is determined in a previous movement phase in the first direction of movement - as indicated by arrow 31-, by changing the switching times T UZ1 , T UZ2 and in the subsequent movement phase in the same direction of movement - according to arrow 31- the or the switching element (s) 10, 11; 3 6 after the calculated switching times T UZ1 , T UZ2 be controlled so that the detected time t 3Ist the set time t 3Soll corresponds.
- the new switching times T UZ1 , T UZ2 are calculated, wherein the time period t GD remains unchanged in all subsequent phases of movement in the same direction of movement - according to arrow 31-.
- this control intervention substantially corresponds to a shift of the switching times T UZ1 , T UZ2 at a constant distance with respect to the time T 1 .
- the actual value of the ascertained time interval t 3Ist corresponds to the specified setpoint of the time interval t 3Soll .
- step 78 the setpoint-actual comparison of the set time interval t 1setpoint and the determined time interval t 1actual is again effected by the controller unit 55. If the determined time interval t 1Ist deviates from the set time interval t 1setpoint , in the first movement phase for the next movement phase in the same direction of movement of the component the control deviation (e) is initially formed on a comparison element 79 and fed to a second controller 80 of the control unit 55 in Fig. 11b shown as a second control loop of the control unit 55. In the controller 80, only one manipulated variable for setting the switching time T UZ1 or the time interval t GD is formed from the control deviation (e) according to a defined control law and then stored in the memory 54.
- the corresponding manipulated variable is read from the memory 54 and applied to the switching elements 10, 11 according to the explanations in FIGS Fig. 1 . 2 ; 5 . 6 ; 7 or the switching element 36 according to the embodiment in the Fig. 3 . 4 switched. Accordingly, the second switching time T UZ2 is maintained in this control loop and the time period t GD or the duration of the counter control changed by the first switching time T UZ1 is shifted on the time axis.
- the first and second regulators 77, 80 of the control unit 55 are formed by an I-controller.
- a simplification of the control method is also achieved by setting the time periods t 1soll , t 3soll as a time window with a lower and upper limit and a control intervention takes place only if the determined time intervals t 1Ist , t 3Ist outside the time or tolerance window lie.
- the lower and upper limits of the time window are defined in such a way that nevertheless an optimal deceleration behavior and smooth approach of the end position is possible.
- Fig. 12 shows a modified method for controlling the drive 1; 1 ', 1 "in a flow chart
- the modification concerns the consideration or correction of the movement sequence of the component
- the component is moved too fast against the end position and due to the high kinetic impact energy is moved from the end position against the target movement and at the, to be approached end position associated sensor 21 results in a waveform, as in Fig. 12a is shown.
- the case may occur that the component is moved at too low a speed against the end position and it performs a pendulum motion before reaching the end position, so that the in Fig. 12b shown signal waveform for the located in the approaching end position sensor 21 results.
- the end position is formed by a mechanical limiting element, such as a fixed stop or shock absorber.
- the signal profile at the sensor 21 arranged in the end position to be approached is determined and the number of state changes of a signal level between a high Level and low level evaluated. If the determined number of state changes of a signal level at the sensor 21 exceeds a limit number of state changes of a signal level determined by the control device 13, the method step 82 is initiated.
- the control unit 55 of the control device 13 carries out a desired / actual comparison between a defined time interval t 1setpoint and the determined time interval t 1ist . If the determined time interval t 1 1st falls below the defined time interval t 1setpoint , the control device 13 can determine by evaluating the signal curve that the component has been moved into the end position at too high a speed.
- the control device 13 is supplied with three measurement signals S 1 , S 2 , S 3 .
- the first measuring signal S 1 is detected at a time T 1 when, for example, the control strip 25 attached to the moving component enters the effective range of the sensor 21 arranged in the approaching end position in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - front control edge 32 a, while the second Measuring signal is detected at a time T 2 , in which the control bar 25 with the second control edge 33 a in the effective range of the sensor arranged in the end position to be approached 21 enters.
- the component If the speed of movement of the component is too high, it is initially moved counter to its desired movement due to its excessive impact energy at the end position and then driven by the repeated application of pressure for safe starting of the end position in its original direction of movement. As a result, the component is again moved in the direction of the end position and braked against the end position, so that the second control edge 33a again enters the effective range of the arranged in the end position sensor 21 and thereby triggers the third measurement signal S 3 at a later time T 3 , However, this third measurement signal S 3 is not evaluated by the control device 13.
- the second control loop is run through as described above. It is essential that the corrected period of time t GD calculated on the basis of the previous movement phase and only in the subsequent movement phase in the same direction of movement of the component, the corrected or reduced time period t GD is set. The setting of the time period t GD is again carried out by the correction of at least one of the switching times T UZ1 , T UZ2 of the switching elements 10, 11; 36th
- step 82 if determined in step 82 that the time period calculated t 1If the predetermined period of time exceeds t 1To, this is evaluated as a pendulum movement in the first movement phase of the control device 13, the t by reducing the period of time GD is eliminated.
- the time interval t GD stored in the memory 54 is multiplied by a weighting factor which is defined, for example, as a constant between 0.6 and 0.8.
- the weighting factor is indicated by a block 83 in FIG Fig. 12 shown.
- the time period t GD corrected by the weighting factor is again used as a new time interval t GD in the third movement phase.
- the control device 13 is supplied with three measurement signals S 1 , S 2 , S 3 .
- the first measuring signal S 1 is detected at a time T 1 when, for example, the control strip 25 attached to the moving component enters the effective range of the sensor 21 arranged in the approaching end position with the control edge 32 a in the direction of movement. If the speed of movement of the component is too low, the component is still before reaching the end position moved counter to its desired movement, so that the control bar 25 again leaves the effective range of the sensor 21.
- the component By applying pressure to safely approach the end position, the component is again driven in its original direction of movement, so that the front control edge 32a at time T 2 again enters the effective range of arranged in the end position sensor 21 to be approached. If the end position is reached, then at a later time T 3 , when the control edge 33a enters the effective range of the sensor 21, the third measurement signal S 3 is triggered, in which the component has actually reached the end position. However, this third measurement signal S 3 is not evaluated by the control device 13.
- the end position can be determined either solely by the skillful control of the drive 1; 1'; 1 "or by the combination of the skillful control of the drive 1, 1 ', 1" and a shock absorber gently approached. If a shock absorber is used, then that part of the kinetic impact energy of the component is absorbed, which was not degraded by the countermeasures over the time period t GD . Therefore, the proportion of the kinetic energy to be absorbed by the shock absorber is significantly influenced by the duration of the countersteering t GD . As described above, the time period t GD for the duration of the counter-control results from the period t 1 .
- the shock absorber acts with its spring force counter to the direction of movement of the component, so that the determined period t 1Ist will slightly increase when the moving component runs onto the shock absorber.
- the time span t GD for the duration of the countermeasure is slightly reduced by the control from the determined time span t 1Ist . If the shock absorber fails due to a defect or if it has been mounted incorrectly, the time span t 1Ist is significantly reduced, so that the time span t GD for the duration of the countersteering is increased by the control from the determined time interval t 1Ist .
- a time lower limit and upper limit are specified for the time period t GD . If the calculated time interval t GD exceeds the upper limit defined by the control device 13 and stored in the memory 54, an error message in the form of an optical and / or acoustic signal is output at the output device 53 or the higher-level control and / or the drive 1; 1'; 1 "shut down.
- FIG. 13 to 18 shows another embodiment of the method according to the invention, which may optionally represent an independent, inventive solution.
- Fig. 13 shows a drive 100, which is also formed according to this embodiment by a double-acting lift cylinder 101, which consists of a cylinder tube, the ends of which are completed with end walls 102, 103.
- a double-acting lift cylinder 101 which consists of a cylinder tube, the ends of which are completed with end walls 102, 103.
- a control piston 104 out, which in turn is connected to a piston rod 105.
- the piston rod 105 is mounted in a stationary manner via a corresponding fixed bearing 106, so that the lifting cylinder 101 forms the movable component and the adjusting piston 104 with the piston rod 105 forms the stationary component of the drive 100.
- a first pressure chamber 107 and between the right end wall 102 and the control piston 105 a second pressure chamber 108 is formed.
- the pressure chambers 107, 108 are acted upon by this embodiment via only one switching element 109, in particular a 5/3-way valve alternately with system pressure.
- the switching element 109 has, for example, two electromagnetic control magnets 110, which are connected via corresponding control lines 111, 112 with an electronic control device 116, which in turn controls the switching element 109.
- the 5/3-way valve In the de-energized state of the control magnets 110, the 5/3-way valve is in the unentered middle position (B). In the middle position (B), both pressure chambers 107, 108 are connected to return ports of the 5/3-way valve.
- first operating position A In energized state (first operating position A) of left control solenoid 110, the first pressure chamber 107 via a first pressure line 113 to the pressure supply unit 114 and in energized state (second operating position C) of the right control solenoid 110, the second pressure chamber 108 via a second pressure line 115 to the pressure supply unit 114 is connectable.
- the switching element 109 is connected to the pressure supply unit 114.
- the control of the control magnet 110 takes place here via electrical control signals of the control device 116, as shown in FIG Fig. 15 from the signal curve for the switching position S SCH of the switching element 109 can be seen.
- control device 116 is connected via signal lines 117, 118 to sensors 119, 120, so that the electrical control signals output by the sensors 119, 120 can be fed to the control device 116.
- the control device 116 may also be formed by the higher-level control.
- the sensors 119, 120 are arranged in a stationary manner above the travel path defined by the drive 100 in the end positions to be approached by the movable component. These sensors 119, 120 cooperate with switching lugs 27a, b of the control bars 25, 26 described above, which are fastened to the opposite ends of the movable component, therefore the lifting cylinder 101.
- the arrangement of the control strips 25, 26 shown is only of a fundamental nature.
- Switching lugs 27a, b may equally well be used, which are formed by a prismatic block, or reed switches are used, ie sensors with which the end positions of the component without switching lugs 27a, b is monitored. It is essential that, via the sensors 119, 120 arranged in the end positions, an actual movement time t BIst of the component moved between the end positions is detected exactly.
- Fig. 15 shows the principle timing diagram for the drive 100.
- the first and third movement phase corresponds to an extension movement - according to arrow 31 - of the lifting cylinder 101 and the second movement phase of a retraction movement - according to arrow 31 '- of the lifting cylinder 101st
- a start signal is initially transmitted via a higher-level control (not shown) to the electronic control device 116, as in the FIGS Fig. 13 and 14 indicated by the arrow 50, and then from the controller 116 to the left
- Control magnet 110 outputs a first control signal, whereby the control magnet 110 is energized and the switching element 109 is switched to the actuating position (A) and the movable member - according to shown embodiment of the lifting cylinder 101 - is adjusted from its initial position in the direction of arrow 31 from right to left.
- the switching element 109 in the in Fig.
- the pressure line 113 is opened, so that the pressure chamber 107 of the drive 100 is connected to the pressure supply unit 114 and pressurized with system pressure, while the pressure chamber 108 is connected via the pressure line 115 with a vent line 125 on the switching element 109, so that in the pressure chamber 108 located pressure medium can escape unhindered into the atmosphere.
- the switching element 109 By activating the switching element 109, the first movement phase is initiated, as will be described in more detail below.
- a setpoint value for the movement time t BSoll of the component between the end positions of each movement phase is statically predetermined or dynamically determined before the actual movement start of the component at the start time T start of the control device 116 or the higher-level control (not shown).
- the statically predetermined desired value t BSoll is determined mathematically or empirically, for example, and stored in a memory 129 of the control device 116.
- the setpoint can t Bsoll also be set dynamically.
- the setpoint t BSoll is continuously adapted to a machine cycle of a machine system interacting with the drive 100 and continuously read into the memory 129. From the setpoint for the movement time t BSoll , a theoretical starting time T Start (movement start ) is set or calculated by the control device 116, and a theoretical end time T TE (theoretical end of movement) is calculated.
- the detected actual value t BIst is supplied to the electronic control device 116, whereupon a setpoint-actual comparison is carried out by a control unit 127 comprising this between the determined movement time t BIst and the defined movement time t BSoll Fig. 16 seen.
- a control deviation (e) is calculated from the difference between the desired movement time t BSoll predetermined for the first movement phase and the actual movement time t BIst determined from the first movement phase .
- the manipulated variable is temporarily stored in the memory 129.
- the controller unit 127 has a computer module 130, in particular a microprocessor.
- the manipulated variable calculated by the first movement phase is read out of the memory 129 and adjusted according to the manipulated variable of at least one of the two temporally successive switching times T UZ1 , T UZ2 , so that the control deviation (e) is corrected in the third movement phase is.
- the first switching time T UZ1 corresponds to the start time T Start determined by the control device 116 or the higher-level control, in which the switching element 109 is controlled by a first control signal of the control device 116 or the higher-level control and energizing of the left control magnet 110 from the center position (rest position) to the Actuating position (A) is activated.
- the pressure chamber 107 In the actuated position (A), the pressure chamber 107 is subjected to system pressure, so that the component is moved in the direction of the left end positions.
- a control duration t SD of a start pulse is changed.
- the first changeover time T UZ1 remains unchanged with respect to the time axis and the control duration t SD of the start pulse is set by changing the second changeover time T UZ2 .
- the start pulse is predetermined by the rising edge in the first switching time T UZ1 and the falling edge in the second switching time T UZ2 .
- the pressure chamber 107 is subjected to system pressure over the control period t SD , so that the component accelerates from standstill in the starting position or right end position to a desired speed v Soll and moves in the direction of movement - according to arrow 31- to its left end position becomes.
- the start pulse is followed within a time span t GB by a plurality of short duration switching pulses t SCH , by which the switching element 109 is actuated by the control device 116 or the superordinate control in intervals of successive intervals between the center position (B) and the actuation position (A).
- the switching element 109 is driven pulsed over the period t GB and the pressure chamber 107 is applied over the duration t SCH of each switching pulse with system pressure.
- the pulse pauses are in the Fig.
- the left control magnet 110 by the control device 116 or the higher-level control via control signals at the switching times T UZ3 ... T UZn several times.
- the left control magnet 110 receives a third control signal, with which the switching element 109 is actuated from its original center position (B) back to the operating position (A) and the pressure chamber 107 is acted upon.
- the left control magnet 110 receives an nth control signal within the time period t GB , with which the switching element 109 is actuated from its original actuation position (A) back into the middle position (B) and the pressure chamber 107 is vented.
- the duration of the pulsed actuation of the switching element 109 results from the time span t GB between the second control or switching signal in the second switching time T UZ2 and the control or switching signal for the n-th switching time T UZn .
- the theoretical end time T TE is reached.
- the switching time T UZN corresponds to the calculated end time T TE , at which the component should have reached its end position.
- the left end position is not reached within the target movement time t BSoll , but only to a later, determined by the approaching sensors 119 end time T EE (corresponds to T 2 ), which is after the theoretical end time T TE .
- This circumstance can change the operating conditions and environmental conditions, for example, be changed by the additional load of the drive, the friction conditions occur.
- the control deviation (e) is calculated and the at least one manipulated variable for setting at least one switching time T UZ1 , T UZ2 or the control duration t SD of the start pulse is formed the switching element 109 is switched in the third movement phase.
- the electronic control unit 127 calculates the pulse interval t P between two successive switching pulses within the time period t GB . These switching pulses follow the pulse pauses, which are defined by the time difference between two directly successive control signals at the switching times T UZ2, T UZ3 to T UZn .
- the duration t SCH of the switching element 109 impressed switching pulses is preferably fixed depending on the type of drive and is stored in the memory 129. Likewise, the number of switching pulses within the time period t GB is selected depending on the drive type and stored in memory 129.
- the duration t SCH and the number of switching pulses from the fitter is entered.
- the controller 116 has the input device 131.
- the controller unit 127 may also have a dynamic learning mode (adaptive control) for setting the duration t SCH and / or the number of switching pulses.
- the component is controlled between the end positions by means of basic settings for the duration t SCH and / or the number of switching pulses, and meanwhile the sensed oscillations are sensed. If the vibrations exceed a limit value, the duration t SCH and / or the number of switching pulses are automatically adapted until the vibrations are within a permissible range and an optimum driving behavior of the component is achieved. Even during operation, an automatic adaptation can be maintained, that is, changes in sliding properties, masses, signs of aging, impact energy in the end position and the like can be continuously adapted to compensate by changing the duration t SCH and / or the number of switching pulses become.
- the computer unit 130 of the controller unit 127 can be used to calculate the time interval t P of each pulse break after a calculation algorithm stored in the memory 129 and described below.
- t P ms t Bsoll - t SD - Number of switching pulses • t SCH Number of switching pulses
- Fig. 17 Different speed profiles of the component are in Fig. 17 shown. If there is a long control period t SD , the speed profile entered in full lines results, while the speed profile entered in dotted lines results for a short control time t SD . As can be seen, the component reaches its maximum setpoint speed v setpoint in a time span over the control duration t SD . From the second switching time T UZ2 within the time period t GB , the component increasingly loses movement speed, so that it is moved with respect to the maximum target speed v target reduced movement speed against the end position.
- the speed drop ⁇ v varies depending on the control period t SD of the start pulse. If a high control deviation (e) occurs, and therefore the detected movement time t BIst is higher than the set movement time t BSoll , the control duration t SD of the starting pulse is also increased, thereby increasing the component to a high movement speed in the first period accelerated. Accordingly, as the control duration t SD of the starting pulse increases, the duration t P of each pulse break is reduced uniformly, that is, the component is moved without drive over shorter intervals, as indicated in solid lines. If, on the other hand, the control duration t SD of the start pulse is reduced, then the duration t P of each pulse break is increased uniformly, that is, the component is driven without drive over longer intervals, as indicated in dashed lines.
- the method according to the invention makes use of the knowledge that the ambient conditions, in particular the friction or aging phenomena during the non-moving movement of the component cause a targeted deceleration of the component on its adjustment, for example, from the right end position to the end position, so that the component gently against the final position is running.
- the time interval t A results from the time difference between the switching time T UZA the first movement phase and the first switching time T UZ1 or the start time T start the second movement phase in the opposite direction of movement - according to arrow 31 '.
- the Nachschaltsignal S NS therefore corresponds to a Nachschaltimpuls. If the component is actually in its end position, the signal S 2 is triggered via the control edge 33 a at the sensor 119 arranged in the end position to be approached at the time T EE or T 2 (not registered). Please refer to the detailed description here Fig.
- Fig. 15 shows in the third movement phase , the control deviation (e) between the target movement time T Bset and actual movement time T BIst is compensated by the control period t SD of the start pulse and the periods t P of the pulse pauses are set so that the actual movement time T are the target movement time T corresponds Bsoll and the component within the predetermined target movement time T Bsoll reaches the left end position.
- the control duration t SD of the start pulse is extended and the time periods t P shortened.
- a signal S 2 is triggered on the sensor 119 and supplied to the control device 116, whereupon the switching element 109 at a switching time T UZA a Nachschaltsignal S NS switched and the pressure chamber 107 over a period t A with system pressure activated, so that the component is essentially pressed only against the end position and kept positioned in this with a holding force. Since there is no control deviation in the third movement phase, the adjustment of the control duration t SD of the start pulse and the time intervals t P of the pulse pauses remains for all subsequent movement phases in the same direction of movement, until a control deviation (e) is calculated by changing the friction conditions.
- the switching pulses over the time period t GB are regularly divided and the last switching pulse the switching element 109 just before the component reaches its end position, is switched.
- the component runs against the end position even before it has reached its maximum speed, as in Fig. 17 registered in dotted line.
- the speed impressed on the component via the last switching pulse at the switching-over time T UZn corresponds to only a fraction of the speed which the component has in each case via the preceding switching pulses at the respective switching times is impressed, so that the end position is approached particularly gently.
- the control duration t SD and the time t GB or the time t P of the pulse pauses so divided to the target movement time, that the switching time T UZN with the switching time T coincides UZA.
- the last switching pulse passes directly to the Nachschaltimpuls and the component is already driven over the last switching pulse against the end position and pressed against this with a holding force which is maintained by connecting the Nachschaltimpulses over the period t A , as in the third Movement phase is entered. Since the component has reached the end position monitored by the sensor 119 at the theoretical end time T TE , no monitoring signal S T is triggered by the control device 116.
- the reset signal S NS is triggered by the response of the sensor 119 after the component has reached the end position and fed to the control device 116.
- a correspondingly reversed activation of the switching element 109 takes place, as in Fig. 15 registered for the second movement phase, wherein the corresponding measurement signals S 1 , S 2 are triggered by the sensor 120, the confirmation signal S B and start signal S start from the sensor 119.
- the switching element 109 receives at the time T start the first control signal for the start of the movement of the component from its left end position to the right end position again from the control device 116 or the higher-level control.
- control time t SD of the start pulse and the time intervals t P of the pulse pauses is calculated at a control deviation (e) and in the fourth phase of movement preferably the second switching time T UZ2 of the switching element 109 set accordingly ,
- the pressure chambers 107, 108 are each controlled via a switching element 133, 134.
- These switching elements 133, 134 are preferably formed by 3/2-way valves.
- the control of the switching elements 133, 134 via the control device 116 which in turn is connected via a first control line 14 with a control magnet of the left switching element 133 and a second control line 15 with a control magnet of the right switching element 134.
- the associated timing diagram with the switching positions S SCH1 , S SCH2 of the switching elements 133, 134 is in Fig. 18 shown.
- control device is suitable for processing both control methods according to the invention.
- the control and calculation algorithm of the two driving characteristics of the component are stored in the memory of the control device.
- the corresponding driving behavior is selected via an input and / or output device, in particular a computer (PC), or the higher-level control of the control device.
- a user program is opened and output to the input and / or output device before commissioning the drive and selected by the fitter the desired driving behavior for the adjustment movement of the component in a first direction of movement and in a direction opposite to this movement direction.
- the control device activates the control and calculation algorithm assigned to the corresponding control method and controls the drive in the manner described above. For example, the first driving behavior for the first movement direction and the second driving behavior for the other movement direction or either the first or second driving behavior for both directions of movement can be selected.
- the driving behavior of the component is set dynamically. For example, based on a required cycle time of a composed of several drives handling system or a cooperating with the drive machinery the respective favorable driving behavior of the control device or the higher-level control specified.
- the required cycle time is communicated by the higher-level, central control of the decentralized control device, which in turn makes the choice of the driving behavior based on the information of the available movement time.
- a current work process may require a particularly low cycle time, so that the drives of the handling system are controlled for both directions of movement after the first driving behavior. If the cycle time is less critical, but certain other parameters must be adhered to the handling system, for example, must be a vibration-free positioning of the drives, at least one of the drives according to the second driving behavior is controlled.
- the movable component can also be provided only with a control bar, which cooperates with a sensor arranged in the approaching end position. Such an embodiment is realized in those cases in which the component only has to be gently positioned against one of the end positions.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen fluidisch betätigten Antrieb sowie ein Verfahren zur Steuerung desselben, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 16, 22 und 30 beschrieben.The invention relates to a fluidically actuated drive and a method for controlling the same, as described in the preambles of
Aus der
Ein Verfahren zum Steuern eines fluidischen Antriebs sowie eine Vorrichtung mit einem fluidisch betätigten Antrieb ist auch aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, einen fluidisch betätigten Antrieb sowie ein Verfahren zur Steuerung desselben bereitzustellen, bei dem der mittels Druckmittel verstellbare Bauteil des Antriebs selbst bei veränderten Betriebs- und Umgebungsbedingungen die Endlage besonders sanft anfährt.The object of the invention is to provide a fluidically actuated drive and a method for controlling the same, in which the adjustable means of pressure medium component of Drive even with changed operating and environmental conditions, the end position particularly gently anfährt.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahmen und Merkmale der Ansprüche 1 und 16 gelöst. Die beiden Messsignale werden erst kurz vor dem Erreichen der anzufahrenden Endlage ausgelöst und die Schaltelemente von der Steuereinrichtung zu einem möglichst späten Zeitpunkt bezüglich der Bewegungsphase des mit dem Druckmittel beaufschlagten Bauteils angesteuert. Dadurch wird in Bezug auf die Bewegungsphase des Bauteils nur eine sehr kurze Bremsphase benötigt, die ausreicht, dass der Bauteil zum einen sanft gegen die Endlage des stillstehenden Bauteils des Antriebs positioniert und zum anderen auf kürzestem Wege abgebremst werden kann, sodass einerseits die Bewegungszeiten des Bauteils zwischen den Endlagen erheblich verkürzt und andererseits gegebenenfalls zusätzlich eingesetzte Stoßdämpfer mit weniger Leistungsreserve ausgelegt oder sogar entfallen können, was sich auf Baugröße und Preis des Antriebs günstig auswirkt. Zusätzlich ist von Vorteil ist, dass Änderungen von Betriebs- und Umgebungsbedingungen, die beispielsweise durch Druckschwankungen im Druckmittel, Änderungen der zu manipulierenden Last oder Reibungsverhältnisse hervorgerufen werden, kaum Auswirkung auf das Abbremsverhalten des Bauteils gegen die Endlage zeigen, da die der Berechnung der Umschaltzeitpunkte der Schaltelemente und Korrektur wenigstens eines gemeinsamen Umschaltzeitpunktes der Schaltelemente zu Grunde liegende Bewegungsgeschwindigkeit erst knapp vor dem Erreichen der anzufahrenden Endlage ermittelt wird, also zu einem Zeitpunkt, in welchem die Änderungen von Betriebs- und Umgebungsbedingungen größte Auswirkung haben und deshalb eine auf den in der Nähe der anzufahrenden Endlage vorherrschenden Bewegungszustand optimal abgestimmte Korrektur wenigstens eines gemeinsamen Umschaltzeitpunktes der Schaltelemente vorgenommen werden kann. Mit anderen Worten wird der Bauteil stets nur in einem solchen Ausmaß gegen die Endlage abgebremst, wie es der aktuelle Betriebszustand erfordert. Darüber hinaus ist von Vorteil, dass die Druckkammern wechselweise stets mit dem Systemdruck (unter Vernachlässigung der Reibungsverluste) beaufschlagt wird, somit sowohl die Antriebskraft auf den Bauteil als auch die Gegenkraft bzw. Bremskraft auf den Bauteil dem Maximum entspricht, was sich günstig auf die Bewegungszeiten des Bauteils auswirkt und einen einfachen schaltungstechnischen Aufbau der Fluidsteuerung des Antriebs ermöglicht, zumal zusätzliche Drosselrückschlagventile zur Einstellung des Abbremsverhaltens entfallen können. Des weiteren ist von Vorteil, dass durch den Einsatz der Regelung ein adaptives Systemverhalten erreicht wird, zumal eine optimale Betriebsweise des Antriebs selbständig eingestellt und diese über die gesamte Betriebsdauer beibehalten werden kann.The object of the invention is achieved by the measures and features of
Von Vorteil ist auch die Maßnahme nach Anspruch 2, da nun von der Steuereinrichtung aus den ihr vorgebaren, tatsächlichen Bewegungsparametern, beispielsweise die zu bewegende Masse, die Betriebsverhältnisse für den Systemdruck, der Ventildurchfluss und dgl., unter Berücksichtung des Bewegungszustandes bzw. der Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils eine Gegensteuerdauer berechnet wird, welche die Bremsphase exakt definiert und somit ein besonders sanftes Anfahren der Endlage möglich ist. Im Zusammenwirken mit der gegenläufigen und schlagartigen Druckbeaufschlagung der Druckkammern in den Umschaltzeitpunkten zu Beginn und am Ende der Bremsphase, können die an den Antrieb gestellten Forderungen bezüglich Dynamik und einfache Steuerung bestens erfüllt werden, da durch das dem Antrieb zugrunde liegende Steuerverfahren einerseits die Bewegungszeit für die Stellbewegung des Bauteils zwischen den Endlagen drastisch reduziert werden kann und andererseits eine Schonung der mechanischen Konstruktion des Antriebs erreicht wird.Another advantage is the measure according to
Eine vorteilhafte Maßnahme ist im Anspruch 3 beschrieben, wodurch eine optimale zeitliche Abstimmung zwischen dem Zeitpunkt, T1, in welchem das erste Messsignal S1 ausgelöst wird, und den Umschaltzeitpunkten TUZ1, TUZ2 des Schaltelementes unter Einhaltung der aus der Zeitspanne t1 abgeleiteten Gegensteuerdauer tGD erreicht ist, sodass sich die Positionierung der die Schaltfahnen aufweisenden Steuerleisten am beweglichen Bauteil und der Sensoren zueinander als unkritisch erweist.An advantageous measure is described in
Gemäß Anspruch 4 ist eine vorteilhafte Maßnahme zur Einstellung der Gegensteuerdauer tGD beschrieben, die einfach anzuwenden ist und durch die der Beginn und das Ende der Bremsphase exakt definiert sind.According to claim 4, an advantageous measure for setting the counter-control period t GD is described, which is easy to apply and by the beginning and end of the braking phase are defined exactly.
Eine vorteilhafte Maßnahme ist auch im Anspruch 5 beschrieben, mit welcher durch Einstellung des ersten Umschaltzeitpunktes TUZ1 die Gegensteuerdauer tGD bzw. die Dauer der Bremsphase vorgegeben wird. Eine Berechnung und Einstellung des Endes der Bremsphase kann entfallen, wodurch die Zykluszeit für den Regelungsvorgang reduziert werden kann. Dieses Steuerverfahren ist deshalb für Antriebe mit extrem niedrigen Bewegungszeiten bestens eignet.An advantageous measure is also described in
Die Maßnahme nach Anspruch 6 ist von Vorteil, da hiermit der Bauteil sicher in seine gewünschte Endlage gelangt und die Funktionalität des Antriebes sichergestellt ist. Hierzu wird am Ende der Bremsphase zum zweiten Umschaltzeitpunkt, zu welchem der Bauteil bereits eine äußerst geringe Bewegungsgeschwindigkeit aufweist, ein erneuter Vorschub des Bauteils in Bewegungsrichtung in Richtung auf seine Endlage ausgeübt.The measure according to
Gemäß der Maßnahme nach Anspruch 7 kann die Bewegungszeit des Bauteils in der auf die erste Bewegungsphase mit einer ersten Bewegungsrichtung nachfolgenden, zweiten Bewegungsphase mit gegenläufiger Bewegungsrichtung optimiert werden.According to the measure according to
Vorteilhaft ist auch die Maßnahme nach Anspruch 8, wodurch sichergestellt wird, dass von der Steuereinrichtung sämtliche Berechnungen für die Stellgrößen des ersten und/oder zweiten Umschaltzeitpunktes des Schaltelementes innerhalb der Zeitspanne t4 durchgeführt werden. Dies erlaubt eine höchst zuverlässige Steuerung des Antriebs, zumal die Stellgrößen bereits deutlich vor dem Bewegungsstart der nächsten Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung vorliegen.Also advantageous is the measure according to
Die Maßnahme nach Anspruch 9 ist von Vorteil, da bei der zeitlichen Ansteuerung des Schaltelementes die systembedingte Trägheit des Antriebs berücksichtigt und der Startzeitpunkt um die Zeitspanne t5 vorgelagert wird, sodass der Bauteil zum gewünschten Zeitpunkt tatsächlich in Bewegung versetzt wird. Mit dieser Maßnahme kann die Bewegungszeit des Bauteils weiters optimiert werden.The measure according to
Gemäß der Maßnahme nach Anspruch 10, wird der Steuereinrichtung des ersten Antriebs eine die Systemträgheit des zweiten Antriebs berücksichtigende Zeitspanne t5 bereitgestellt, sodass beispielsweise ein Rückmeldesignal noch vor dem Erreichen der Endlage des Bauteils vom ersten Antrieb ausgelöst und der Startzeitpunkt des zweiten Antriebs vorgelegt wird. Durch die voreilende Rückmeldung wird unabhängig von der Systemträgheit des zweiten Antriebs das diesem zugeordnete Schaltelement frühzeitig angesteuert, sodass der zweite Antrieb zeitgleich mit dem Erreichen der Endlage des ersten Antriebs mit seiner Bewegung beginnt. Das Rückmeldesignal muss aber nicht zwingend voreilend, daher vor dem Ende der Bewegungsphase des ersten Antriebs an die Steuereinrichtung oder an die übergeordnete Steuerung ausgegeben werden. Es sind auch Anwendungsfälle vorstellbar, bei welchen das Rückmeldesignal gleichzeitig oder nach dem Erreichen der Endlage des ersten Antriebs abgegeben wird. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn eine absolut schwingungsfreie Positionierung des ersten Antriebs in einer seiner Endlagen für einen weiteren Arbeitsgang am zweiten Antrieb notwendig ist.In accordance with the measure according to
Von Vorteil ist auch die Überwachung des Signalverlaufs der Sensoren und deren Auswertung, wie im Anspruch 11 beschrieben.Another advantage is the monitoring of the signal waveform of the sensors and their evaluation, as described in
Durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 12 und 13 kann ein unzulässiger Bewegungszustand des Bauteils in einer ersten Bewegungsphase erfasst und in der darauf folgenden Bewegungsphase durch Änderung der Gegensteuerdauer tGD korrigiert werden. Gemäß Anspruch 12 wird von der Steuereinrichtung erkannt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils kurz vor Erreichen seiner Endlage zu hoch ist und unter Berücksichtigung der dynamischen Beanspruchung des Antriebs reduziert werden muss, wozu die Gegensteuerdauer tGD erhöht wird. Damit wird über die gesamte Einsatzdauer des Antriebs eine zuverlässige Betriebsweise erreicht. Hingegen wird nach Anspruch 13 von der Steuereinrichtung erkannt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils kurz vor Erreichen seiner Endlage relativ niedrig ist und höher gewählt werden kann, wozu die Gegensteuerdauer tGD reduziert und die Bewegungsgeschwindigkeit soweit erhöht wird, dass die Bewegungszeit für die Bewegung des Bauteils zwischen den Endlagen optimiert ist.By the measures according to
Eine vorteilhafte Maßnahme ist auch im Anspruch 14 beschrieben, wodurch eine Funktionsstörung am Antrieb sofort erkannt, ausgewertet und einer Bedienperson sichtbar gemacht wird.An advantageous measure is also described in
Von Vorteil ist auch die Maßnahme nach Anspruch 15, wodurch beispielsweise die Funktionweise eines am Antrieb zusätzlich eingesetzten, mechanischen Stoßdämpfers überwacht werden kann und ein anbahnender Ausfall des Stoßdämpfers als Fehlermeldung einer Bedienperson bekanntgegeben wird. Dadurch kann ein störungsbedingter Ausfall des Antriebs, beispielsweise während eines Arbeitsprozesses, wie eine Fügeoperation und dgl., vermieden werden.Another advantage is the measure according to
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 17 beschrieben, die eine zuverlässige Betriebsweise des Antriebs ermöglicht.An advantageous embodiment of the invention is described in
Gemäß Anspruch 18 können die unterschiedlichen Auswertungen, beispielsweise zum Signalverlauf der Sensoren oder zur Gegensteuerdauer tGD, einer Bedienperson angezeigt und protokolliert werden.According to
Die Weiterbildung nach Anspruch 19 ist von Vorteil, da auf den kurzen Weg von der ersten Steuerkanten bis zur zweiten Steuerkante eine Änderung des Bewegungszustandes, insbesondere eine starke Schwankungen der Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils, kaum eintreten wird und deshalb die ermittelte Zeitspanne t1 bzw. die Bewegungsgeschwindigkeit eine zuverlässige Messgröße zur Einstellung der Gegensteuerdauer darstellt. Die angegebene Mindestbreite der Vertiefungsnut erlaubt die zuverlässige Erfassung der Steuerkanten, durch welche das erste und zweite Messsignal ausgelöst werden.The development according to
Vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 20, wodurch der Verkabelungs- und Verschlauchungsaufwand zwischen der Steuereinrichtung und dem Schaltelement sowie der Druckverlust in den Druckleitungen zwischen dem Schaltelement und den Druckkammern reduziert werden kann, was sich positiv auf die Zeitspanne t5 auswirkt. Ist das Schaltelement auf einem der Bauteile aufgebaut oder in einem der Bauteile integriert angeordnet, so sind die Druckleitungen durch Druckmittelkanäle, insbesondere Zu- und Abströmkanäle gebildet, die direkt an die Versorgungskanäle des Schaltelementes anschließen und in die Druckkammern münden, wie dies in der
Gemäß Anspruch 21 kann nun jede beliebige Position über den Verstellweg des bewegbaren Bauteils des Antriebs angefahren werden, wofür nur einer der oder beide Festanschläge und/oder Stoßdämpfer und/oder eine Steuerleiste und ein dieser zugeordneter Sensor verstellt werden müssen. Beispielsweise kann nun auch eine Mittelstellung am Antrieb sanft angefahren werden.According to
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die im Kennzeichenteil der Ansprüche 22 und 30 angegebenen Maßnahmen und Merkmale gelöst. Von Vorteil ist, dass anhand einer vorgegebenen Bewegungszeit für die Verstellbewegung des Bauteils zwischen den Endlagen in beide Bewegungsrichtungen eine je nach Bedarfsfall optimierte Steuerung des Antriebs vorgenommen und das Fahrverhalten des Bauteils kontrolliert vorgegeben werden kann. Dies erlaubt dem Monteur in der Inbetriebnahme des Antriebs, die Bewegungszeit so vorzugeben, dass der Bauteil im Kriechgang bewegt wird, wodurch einerseits eine mögliche Beschädigung des Antriebs infolge einer falschen Programmierung oder Montage verhindert werden kann und andererseits der Antrieb den zunehmend steigenden Sicherheitsanforderungen gerecht wird. Gerade in der Inbetriebnahme des Antriebs befindet sich der Monteur im Wirkbereich desselben und besteht deshalb ein hohes Gefahrenpotential, welches durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen nahezu vollständig ausgeschalten werden kann. Dazu kommt, dass der Antrieb stets mit einer solchen Bewegungsgeschwindigkeit angetrieben wird, wie es die aktuelle Betriebssituation erfordert. Somit wird ein unnötiger Verschleiß durch nicht erforderliche, niedrige Bewegungszeiten vermieden, die Wartungsintervalle verlängert und die Lebensdauer des Antriebs erhöht. Weiters ist von Vorteil, dass durch den Einsatz der Regelung ein adaptives Systemverhalten erreicht wird, zumal eine optimale Betriebsweise des Antriebs selbstständig eingestellt und diese über die gesamte Betriebsdauer beibehalten werden kann. Der erfindungsgemäße Antrieb stellt einen guten Kompromiss zwischen ausreichend hoher Bewegungsgeschwindigkeit und schonender Betriebsweise dar, da die Endlage vom Bauteil besonders sanft angefahren werden können.However, the object of the invention is also achieved by the measures and features indicated in the characterizing part of
Vorteilhaft sind auch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 23 und 24, da durch den gepulsten Betrieb der Energiebedarf niedrig gehalten und eine Verzögerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils bis zum Erreichen seiner Endlage gezielt eingestellt wird.Also advantageous are the measures according to claims 23 and 24, as kept low by the pulsed operation of the energy requirement and a delay in the movement speed of the component is selectively adjusted until it reaches its end position.
Gemäß der Maßnahme nach Anspruch 25 wird eine einfache Regelung des Antriebs ermöglicht.According to the measure according to
Die Maßnahme nach Anspruch 26 ist von Vorteil, da nun auch sich im Betrieb ergebende Einflussgrößen in einfacher Weise berücksichtigt werden können und das Abbremsverhalten des Bauteils noch besser optimiert werden kann.The measure according to
Eine vorteilhafte Maßnahme ist auch im Anspruch 27 beschrieben, da der letzte Schaltimpuls und der Nachschaltimpuls einander überlappen und eine nochmalige Umsteuerung des Schaltelementes entfallen kann, um den Bauteil in der Endlage zu halten. Die auf den Bauteil wirkende Haltekraft sorgt für eine zuverlässige Positionierung des Bauteils in der Endlage. Ist der Antrieb mit einem Werkzeug ausgestattet, welches aus der Endlage bewegt werden muss, kann ein Arbeitsprozesses, beispielsweise ein Fügeprozess, absolut zuverlässig durchgeführt werden.An advantageous measure is also described in claim 27, since the last switching pulse and the Nachschaltimpuls overlap each other and a repeated reversal of the switching element can be omitted to hold the component in the end position. The holding force acting on the component ensures reliable positioning of the component in the end position. Is the drive equipped with a tool that has to be moved out of the end position, For example, a work process, such as a joining process, can be carried out absolutely reliably.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 28 und 29, da ein zu hoher Geschwindigkeitsabfall von der Steuereinrichtung bzw. der Reglereinheit erkannt wird und nach einer vorgegebenen Zeitspanne das Schaltelement neuerlich aktiviert und der Bauteil angesteuert wird, um ihn in seine Endlagen zu bewegen und gegen die Endlage zu positionieren. Insbesondere kann durch die Maßnahme nach Anspruch 29, die tatsächliche Bewegungszeit des Bauteils verkürzt werden.Of advantage are also the measures according to claims 28 and 29, as an excessive drop in speed is detected by the controller or the controller unit and after a predetermined period of time, the switching element again activated and the component is driven to move it to its end positions and Position against the end position. In particular, by the measure according to claim 29, the actual movement time of the component can be shortened.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 31 beschrieben, die eine zuverlässige Betriebsweise des Antriebs ermöglicht.An advantageous embodiment of the invention is described in
Schließlich ist auch die Ausbildung nach Anspruch 32 von Vorteil, da allenfalls notwendige Eingaben technischer Parameter einfach durchgeführt werden können. Ferner können Fehlermeldungen in optischer und/oder akustischer Darstellung ausgegeben werden. Eine Fehlermeldung kann ausgelöst werden, wenn beispielsweise auch nach dem Nachschaltimpulses der Bauteil die Endlage nicht erreicht hat und eine von der Steuereinrichtung oder der übergeordneten Steuerung vorgegebene Zeitspanne verstrichen und ein Grenzwert überschritten ist. In diesem Fall kann die Fehlermeldung Informationen über einen technischen Defekt am Antrieb oder darüber enthalten, dass ein Montageteil am Antrieb eingeklemmt und dadurch eine Bewegung des Bauteils verhindert ist.Finally, the embodiment according to claim 32 is also advantageous since at most necessary inputs of technical parameters can be carried out easily. Furthermore, error messages can be output in optical and / or acoustic representation. An error message can be triggered if, for example, even after the Nachschaltimpulses the component has not reached the end position and a predetermined by the control device or the higher-level control period has elapsed and a limit is exceeded. In this case, the error message may contain information about a technical defect on the drive or that a mounting part is clamped to the drive and thereby movement of the component is prevented.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild mit einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen An- triebs in seiner rechten Ausgangslage, in schematischer Darstellung;
- Fig. 1a
- ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Antriebs nach
Fig. 1 mit einer Steuerleiste, in vergrößerter und vereinfachter Darstellung; - Fig. 2
- der Antrieb aus
Fig. 1 in seiner linken Endlage; - Fig. 3
- ein Blockschaltbild des Antriebs in seiner rechten Ausgangslage mit einer anderen Ausführung zu seiner fluidischen Ansteuerung, in vereinfachter Darstellung;
- Fig. 4
- der Antrieb nach
Fig. 3 in seiner linken Endlage; - Fig. 5
- ein Blockschaltbild mit einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen An- triebs in seiner rechten Ausgangslage;
- Fig. 6
- der Antrieb nach
Fig. 5 in seiner linken Endlage; - Fig. 7
- ein Handhabungssystem mit zwei miteinander gekoppelten Antrieben für recht- winkelig zueinander liegende Bewegungen, in schematischer Darstellung;
- Fig. 8
- ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und der Schaltelemente für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den
Fig. 1 ,2 ,5 ;bis 7 - Fig. 9
- ein Diagramm zur Erläuterung der vorteilhaften Wirkung des frühzeitigen Entlüf- tens der in der vorangegangen Bewegungsphase am Ende druckbeaufschlagten Druckkammer;
- Fig. 10
- ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und des Schaltelementes für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den
Fig. 3 und4 ; - Fig. 11
- das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des fluidisch betätigten Antriebs in der Darstellung als Flussdiagramm;
- Fig. 11a
- ein Blockschaltbild zu dem in
Fig. 11 in strichlierte Linien eingetragenen, ersten Regelkreis; - Fig. 11b
- ein Blockschaltbild zu dem in
Fig. 11 in strichlierte Linien eingetragenen, zweiten Regelkreis; - Fig. 12
- das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des fluidisch betätigten Antriebs in modifizierter Ausführung, dargestellt als Flussdiagramm;
- Fig. 12a
- das Zeitdiagramm nach
Fig. 8 mit dem Signalverlauf vom in der Zielendlage an- geordneten Sensor, der eine Rückprallbewegung des Bauteils an der Endlage er- fasst; - Fig. 12b
- das Zeitdiagramm nach
Fig. 8 mit dem Signalverlauf vom in der Zielendlage an- geordneten Sensor, der eine Pendelbewegung des Bauteils vor der Endlage erfasst; - Fig. 13
- ein Blockschaltbild des Antriebs in seiner rechten Ausgangslage mit einer anderen Ausführung zu seiner erfindungsgemäßen Ansteuerung, in vereinfachter Darstel- lung;
- Fig. 14
- der Antrieb aus
Fig. 13 in seiner linken Endlage; - Fig. 15
- ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und des Schaltelementes für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den
Fig. 13 und 14 ; - Fig. 16
- ein Blockschaltbild einer Reglereinheit zur erfindungsgemäßen Steuerung des Antriebs nach der
Fig. 13 ; - Fig. 17
- Geschwindigkeitsverläufe für den Bauteil zu unterschiedlichen Regelungsfällen eines Startimpulses, in vereinfachter Darstellung;
- Fig. 18
- ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und der Schaltelemente für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den
Fig. 1 und 2 .
- Fig. 1
- a block diagram with a first embodiment of a drive according to the invention in its right starting position, in a schematic representation;
- Fig. 1a
- a section of the drive according to the invention
Fig. 1 with a control bar, in an enlarged and simplified representation; - Fig. 2
- the drive off
Fig. 1 in its left end position; - Fig. 3
- a block diagram of the drive in its right starting position with another embodiment for its fluidic control, in a simplified representation;
- Fig. 4
- the drive after
Fig. 3 in its left end position; - Fig. 5
- a block diagram with another embodiment of the drive according to the invention in its right starting position;
- Fig. 6
- the drive after
Fig. 5 in its left end position; - Fig. 7
- a handling system with two drives coupled together for right-angled movements, in a schematic representation;
- Fig. 8
- a timing diagram of the waveforms of the sensors and the switching elements for different phases of movement of the drive after the
Fig. 1 .2 .5 to 7 ; - Fig. 9
- a diagram for explaining the advantageous effect of the early venting of the pressure in the previous movement phase at the end pressure chamber;
- Fig. 10
- a timing diagram of the waveforms of the sensors and the switching element for different phases of movement of the drive after the
Fig. 3 and4 ; - Fig. 11
- the inventive method for controlling the fluidically actuated drive in the representation as a flowchart;
- Fig. 11a
- a block diagram of the in
Fig. 11 in dashed lines registered, first control loop; - Fig. 11b
- a block diagram of the in
Fig. 11 in dashed lines registered, second control loop; - Fig. 12
- the method according to the invention for controlling the fluidically actuated drive in a modified version, shown as a flowchart;
- Fig. 12a
- the timing diagram after
Fig. 8 with the signal curve of the sensor arranged in the target end position, which detects a rebound movement of the component at the end position; - Fig. 12b
- the timing diagram after
Fig. 8 with the signal curve of the sensor arranged in the target end position, which detects a pendulum movement of the component before the end position; - Fig. 13
- a block diagram of the drive in its right starting position with another embodiment for its control according to the invention, in a simplified representation;
- Fig. 14
- the drive off
Fig. 13 in its left end position; - Fig. 15
- a timing diagram of the waveforms of the sensors and the switching element for different phases of movement of the drive after the
Fig. 13 and14 ; - Fig. 16
- a block diagram of a controller unit for controlling the drive according to the invention after the
Fig. 13 ; - Fig. 17
- Velocity curves for the component for different control cases of a start pulse, in a simplified representation;
- Fig. 18
- a timing diagram of the waveforms of the sensors and the switching elements for different phases of movement of the drive after the
Fig. 1 and2 ,
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information selected in the description, such as above, below, laterally, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to a new position in a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
In den
Zwischen der linken Stirnwand 4 und dem Stellkolben 5 ist eine erste Druckkammer 8 und zwischen der rechten Stirnwand 3 und dem Stellkolben 5 ist eine zweite Druckkammer 9 ausgebildet. Wie die Darstellungen erkennen lassen, handelt es sich bei dem Hubzylinder 2 um einen so genannten doppelt-wirkenden Fluidzylinder. Die Druckkammern 8, 9 sind nach dieser Ausführung über zwei getrennte Schaltelemente 10, 11, insbesondere zwei 3/2-Wegeventile wechselseitig beaufschlagbar. Die Schaltelemente 10, 11 weisen jeweils einen elektromagnetischen Steuermagnet 12 auf, der über entsprechende Steuerleitungen 14, 15 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 13 verbunden ist, die ihrerseits die Schaltelemente 10, 11 zwischen einer Ruhestellung in unbestromtem Zustand der Steuermagnete 12 und Betätigungsstellung in bestromtem Zustand der Steuermagnete 12 umschaltet. Die elektronische Steuereinrichtung 13 ist vorzugsweise über ein adressbasierendes Netzwerk, insbesondere ein Bussystem, mit einer übergeordneten Steuerung verbunden oder durch die übergeordnete Steuerung gebildet. Die Ansteuerung der Steuermagnete 12 erfolgt hierbei über elektrische Steuersignale der Steuereinrichtung 13, durch welche die Schaltelemente 10, 11 betätigt werden, wie dies in der
Die linke Druckkammer 8 ist über eine erste Druckleitung 16 mit dem ersten Schaltelement 10 und die rechte Druckkammer 9 über eine zweite Druckleitung 17 mit dem zweiten Schaltelement 11 verbunden. Die Schaltelemente 10, 11 sind ihrerseits über einen entsprechenden Druckversorgungsanschluss an eine Druckversorgungseinheit 18, beispielsweise eine pneumatische oder hydraulische Druckquelle, angeschlossen, durch welche die Druckkammern 8, 9 wechselweise mit Systemdruck, beispielsweise 6 bar beaufschlagt werden.The
Wie in den
Die Sensoren 21, 22 sind in den vom Hubzylinder 2 anzufahrenden Endlagen oberhalb der vom Antrieb 1 bzw. dem Hubzylinder 2 definierten Bewegungsbahn angeordnet. Die Endlagen sind durch, die Festanschläge bildenden Stirnwände 3, 4 festgelegt. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, dass der erste Sensor 21 oberhalb der Bewegungsbahn des Antriebs 1 und der zweite Sensor 22 unterhalb der Bewegungsbahn des Antriebs angeordnet sind. Die gezeigte Anordnung der Sensoren 21, 22 ist lediglich prinzipieller Art. Bei der Anordnung der Sensoren 21, 22 kommt es je nach Beschaltung lediglich darauf an, dass sich diese nicht gegenseitig beeinflussen. Am linken Ende des Hubzylinders 2, der den beweglichen Bauteil des Antriebs bildet, ist eine erste Steuerleiste 25 befestigt, welche in der in
Die Steuerleiste 25, 26, wie sie in
In den
Die Druckkammern 8, 9 sind nach dieser Ausführung über nur ein Schaltelement 36, insbesondere ein 5/2-Wegeventil wechselseitig beaufschlagbar. Das Schaltelement 36 weist beispielsweise einen elektromagnetischen Steuermagnet 37 auf, der über eine entsprechende Steuerleitung 14 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 13 verbunden ist, die ihrerseits das Schaltelement 36 zwischen einer Ruhestellung in unbestromtem Zustand des Steuermagnetes 37 und Betätigungsstellung in bestromtem Zustand des Steuermagnetes 37 umschaltet.The
Die Ansteuerung des Steuermagnetes 37 erfolgt hierbei über elektrische Steuersignale der Steuereinrichtung 13, durch welche das Schaltelement 36 betätigt wird, wie dies in den
Wie in den
In den
Wie in den
Der Stellantrieb 40' ist durch eine Fluidzylinder gebildet, wie dieser in den
Der Führungsschlitten 42' ist auf seiner den Sensoren 21, 22 zugewandten Seite in den in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - gegenüberliegenden Enden mit den Steuerleisten 25, 26 ausgestattet, wie diese in
Das Steuerverfahren eines jeden Antriebs 1', 1" wird im Nachfolgenden noch beschrieben werden. Wie nicht näher gezeigt, werden in einer bevorzugten Ausführung beide Antriebe 1', 1" von nur einer Steuereinrichtung 13 angesteuert, die mit der übergeordneten Steuerung verbunden ist. Genauso gut wäre es aber auch denkbar, dass jeder Antrieb 1', 1" an eine eigene Steuereinrichtung 13 angeschlossen ist, die jeweils eine Reglereinheit und einen Speicher umfassen. Die Steuereinrichtung(en) sind vorzugsweise über ein adressbasierende Netzwerk, insbesondere ein Bussystem, zum Daten- bzw. Signalaustausch mit der übergeordneten Steuerung verbunden oder durch diese gebildet. Werden zwei Steuereinrichtungen 13 verwendet, so sind diese über ein weiteres, adressbasierendes Netzwerk, insbesondere ein Bussystem, untereinander verbunden. Zwischen den Steuereinrichtungen 13 und/oder der(n) Steuereinrichtung(en) 13 und der übergeordneten Steuerung kann das Ethernet eingesetzt werden. Da die beschriebenen Antriebe 1', 1" üblicherweise in einer hohen Anzahl in einer Maschinenanlage integriert sind, erweist es sich auch von Vorteil, wenn die Sensoren 21, 22 als auch die Steuermagneten 12 der Schaltelemente 10, 11 zum Daten- bzw. Signalaustausch mit der Steuereinrichtung 13 und/oder der übergeordneten Steuerung an ein adressbasierendes Netzwerk, insbesondere ein Bussystem, beispielsweise einen Feldbus, angeschlossen sind, an das auch die Steuereinrichtung(en) 13 und gegebenenfalls die übergeordnete Steuerung angeschlossen sein können.The control method of each
Wenngleich der Antrieb 1', 1" in den
Zum Startzeitpunkt TStart wird über eine übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) der elektronischen Steuereinrichtung 13 ein Startsignal übermittelt, wie in den Fig. durch den Pfeil 50 angedeutet, wodurch das erste Schaltelement 10 über die Steuereinrichtung 13 durch Bestromen des Steuermagnetes 12 aktiviert und der bewegbare Bauteil - der Hubzylinder 2 nach
Zweckmäßig wird mit der Aktivierung des ersten Schaltelements 10 von der Steuereinrichtung 13 an die übergeordnete Steuerung ein Bestätigungssignal übermittelt, wie dies durch den Pfeil 52 angedeutet ist. Mit diesem Vorgehen wird ein ordnungsgemäßer Betrieb bestätigt. Durch die Druckbeaufschlagung der Druckkammer 8; 9' bewegt sich der Bauteil von seiner Ausgangslage, welche der rechten Endlage entspricht, in Richtung der linken Endlage.Appropriately, with the activation of the
Durch Aktivierung des ersten Schaltelements 10 wird die erste Bewegungsphase eingeleitet, wie dies im Nachfolgenden näher beschrieben wird.By activating the
Mit Beginn der Bewegung des Bauteils aus seiner Ausgangslage bzw. rechten Endlage zum Startzeitpunkt TStart wird die Steuerleiste 26 am ortsfesten Sensor 22 vorbeibewegt und in diesem der in
Nach dem Bewegungsbeginn des Bauteils verlässt der Endlagenabschnitt 29b den Wirkbereich des in der Start-Endlage angeordneten Sensors 22 und wird an der Steuerkante 33b zum Zeitpunkt T0 ein Startsignal SStart ausgelöst und an die Steuereinrichtung 13 übermittelt. Wie später noch erläutert wird, wird die fallende Signalflanke des Sensors 22 ausgewertet. Die weitere steigende und fallende Signalflanke, die an den Kanten 34b und 32b der Schaltfahne 27b ausgelöst werden, werden auf der Bewegung des Bauteils aus seiner rechten Endlage in die linke Endlage nicht ausgewertet.After the start of movement of the component, the
Der in der anzufahrenden Ziel-Endlage angeordnete Sensor 21 wird von der an diesen vorbeibewegten Steuerleiste 25 geschalten. Tritt die Schaltfahne 27a mit ihrer Steuerkante 32a in den Wirkbereich des ortsfesten Sensors 21 ein, löst diese ein erstes Messsignal S1 zum Zeitpunkt T1 aus, welches über die Signalleitung 19 an die Steuereinrichtung 13 weitergegeben wird. Zu einem späteren, in der Bewegungsphase liegenden Zeitpunkt T2 kommt der Endlagenabschnitt 29a mit seiner Steuerkante 33a in den Wirkbereich des Sensors 21 und löst ein zweites Messsignal S2 im Sensor 21 aus, welches ebenfalls über die Signalleitung 19 an die Steuereinrichtung 13 übermittelt wird. Mit dem Zeitpunkt T2 ist das Bewegungsende erreicht. Wie in der
Wie in der Zusammenschau mit
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf Basis der Regelabweichung aus der ersten Bewegungsphase des Bauteils ein gemeinsamer erster Umschaltzeitpunkt TUZ1 der Schaltelemente 10, 11 und ein zweiter, in der Bewegungsphase nachfolgender, gemeinsamer Umschaltzeitpunkt TUZ2 der Schaltelemente 10, 11 berechnet und im Speicher 54 abgelegt. Wird die dritte Bewegungsphase des Bauteils gestartet, daher die Bewegung des Bauteils in dieselbe Bewegungsrichtung wie die der ersten Bewegungsphase des Bauteils, so werden die zuvor berechneten Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 der Schaltelemente 10, 11 aus dem Speicher 54 ausgelesen und zumindest einer der Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 in der dritten Bewegungsphase so eingestellt, dass die Regelabweichung korrigiert ist, wie in
In der Inbetriebsetzung des Antriebs 1; 1'; 1" werden die Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 der Schaltelemente 10, 11 durch die Steuereinrichtung 13 vorgegeben. Beispielsweise werden/wird zu jeder Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31, 31' - jeweils die Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 der Schaltelemente 10, 11 oder eine Zeitspanne tGD in der letzten Bewegungsphase des Bauteils vor dem Stillstand des Antriebs 1; 1'; 1" erfasst, abgespeichert und diese nach dem Neustart des Antriebs 1;1'; 1" in der ersten und zweiten Bewegungsphase herangezogen. Vor der Erstinbetriebnahme des Antriebs 1; 1'; 1" werden die Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 der Schaltelemente 10, 11 oder wird die Zeitspanne tGD ebenfalls von der Steuereinrichtung 13 vorgegeben.In the commissioning of the
Wie aus den Signalverläufen für die Schaltstellungen SSCH1, SSCH2 der Schaltelemente 10, 11 ersichtlich, wird für die Bewegung des Bauteils aus seiner Ausgangslage bzw. rechten Endlage in die linke Endlage vorerst das erste Schaltelement 10 zum Startzeitpunkt TStart über ein von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagnet 12 abgegebenes, erstes Steuersignal in die Betätigungsstellung umgestalten und bis zum ersten Umschaltzeitpunkt TUZ1 in der Betätigungsstellung für die Zeitspanne tSCH1 gehalten. Innerhalb dieser Zeitspanne tSCH1 wird die Druckkammer 8; 9' mit Systemdruck belüftet und somit eine Druckbeaufschlagung des Bauteils in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- bewirkt, während das andere Schaltelement 11 für die Zeitspanne tSCH1 in der Ruhestellung verharrt und die Druckkammer 9; 8' drucklos bzw. entlüftet ist.As can be seen from the signal curves for the switching positions S SCH1 , S SCH2 of the switching
Im ersten Umschaltzeitpunkt TUZ1 wird von der Steuereinrichtung 13 an die Steuermagnete 12 neuerlich ein zweites Steuersignal abgegeben, mit welchem das Schaltelement 10 in die Ruhestellung und das Schaltelement 11 in die Betätigungsstellung für eine Zeitspanne tGD umgestalten werden. Hierdurch wird die ursprünglich druckbeaufschlagte Druckkammer 8; 9' entlüftet, die ursprünglich drucklose Druckkammer 9; 8' mit Systemdruck für die Zeitdauer tGD belüftet und somit ein kleiner Druckpolster kurz vor dem Ende der Bewegungsphase des Bauteils aufgebaut, gegen den der bewegte Bauteil aufläuft, sodass ein harter Anschlag in der Endlage des Bauteils ausgeschlossen ist.In the first switching time T UZ1 , a second control signal is output by the
Die Zeitspanne tGD ergibt sich aus der Zeitdifferenz zwischen TUZ1 und TUZ2 bzw. den von der Steuereinrichtung 13 abgegebenen Steuersignalen zur Umsteuerung der Schaltelemente 10, 11 und wird von der Steuereinrichtung 13 ermittelt, wie in
Am Ende der Bremsphase im zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 wird erneut von der Steuereinrichtung 13 an die Steuermagnete 12 der Schaltelemente 10, 11 ein drittes Steuersignal abgegeben und die Druckkammern 8, 9; 8', 9' gegenläufig angesteuert, wobei der Bauteil kurz vor Erreichen seiner Endlage nochmals in Bewegungsrichtung wiederum mit Systemdruck bzw. die Druckkammer 8; 9' wiederum mit Systemdruck beaufschlagt und die Druckkammer 9; 8' entlüftet wird. Dadurch erfährt der Bauteil am Ende der Bremsphase, wo dieser bereits eine geringe Bewegungsgeschwindigkeit aufweist, erneut einen Vorschub in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- in Richtung auf seine linke Endlage. Damit wird sichergestellt, dass der Bauteil zuverlässig seine Endlage erreicht. Zu diesem Zweck wird im zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 ein dem dritten Steuersignal entsprechendes Nachschaltsignal SNS erzeugt, durch welches über die Steuereinrichtung 13 das den Vorschub des Bauteils in die ursprüngliche Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - bewirkende Schaltelement 10 zumindest bis zum Ende der Bewegungsphase und mit Erreichen der Endlage angesteuert wird. In einer bevorzugten Ausführung liegt das Nachschaltsignal SNS am Steuermagnet 12 des Schaltelementes 10 über eine Zeitspanne tSCH2 bis zum Bewegungsstart des Bauteils in der zweiten Bewegungsphase an, in welcher der Bauteil aus seiner linken Endlage in seine rechte Endlage in gegenläufiger Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31' - bewegt wird. Somit liegt über die gesamte Zeitspanne tSCH2 in der Druckkammer 8; 9' der Systemdruck an und wird dadurch der Bauteil für eine gewisse Zeit in der angefahrenen Endlage positioniert gehalten. Die Zeitspanne tSCH2 resultiert aus der Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 und einem dritten Umschaltzeitpunkt TUZ3 der Schaltelemente 10, 11. Im dritten Umschaltzeitpunkt TUZ3 wird erneut von der Steuereinrichtung 13 an die Steuermagnete 12 der Schaltelemente 10, 11 ein viertes Steuersignal abgegeben und die Druckkammern 8, 9; 8', 9' gegenläufig angesteuert. Das vierte Steuersignal entspricht dabei dem Startsignal für die zweite Bewegungsphase zum Zeitpunkt TStart. Das Schaltelement 11 ist stets gegenläufig zum Schaltelement 10 angesteuert und verharrt für die Zeitspanne tSCH2 in seiner Ruhestellung.At the end of the braking phase in the second switching time T UZ2 , a third control signal is output again from the
Wie sich aus dem Beschriebenen erkennen lässt, müssen die Schaltelemente 10, 11 bzw. die Druckkammern 8, 9; 8', 9' innerhalb einer Bewegungsphase schlagartig und gegenläufig, exakt zu den berechneten Umschaltzeitpunkten TUZ1, TUZ2 und von der Steuereinrichtung 13 oder der übergeordneten Steuerung vorgegebenen Umschaltzeitpunkt TUZ3 angesteuert werden, wie dies durch aus dem Stand der Technik bekannte Schnellschaltventile erfüllt wird.As can be seen from the described, the switching
Vorteilhaft ist auch eine Maßnahme, bei der vor dem Bewegungsbeginn des Bauteils in die gegenläufige Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31' - daher vor dem Startzeitpunkt TStart der zweiten Bewegungsphase, von der Steuereinrichtung 13 demjenigen Schaltelement 10 ein Vorsteuersignal SVS zugeführt und dessen Schaltzustand geändert wird, welches die Druckbeaufschlagung in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- bewirkt, wie in strichlierte Linien in
Wird das Vorsteuersignal Svs von der Steuereinrichtung 13 ausgelöst, wird nach der Darstellung in
Das Schaltelement 11 wird dagegen von der Steuereinrichtung 13 zum Startzeitpunkt TStart geschalten, womit die Druckversorgungseinheit 18 über das Schaltelement 11 und die Druckleitung 17 mit der Druckkammer 9; 8' verbunden und diese mit dem Systemdruck beaufschlagt ist, sodass der Bauteil aus seiner linken Endlage in die rechte Endlage bewegt wird. Nach dieser Ausführung ergibt sich die Zeitspanne tSCH2 für das die Bewegung des Bauteils bewirkende Schaltelement 10 aus der Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 und dem Vorsteuersignal SVS, wie dies jedoch nicht in der Fig. eingetragen ist. Die Zeitspanne tSCH2 für das andere Schaltelement 11 bleibt unverändert.The switching
Wie in
Die eingetragene Zeitspanne t4 wird zum Zeitpunkt T2 ausgelöst und endet zu einem späteren Zeitpunkt, in welchem sichergestellt ist, dass sämtliche Rechenoperationen der Reglereinheit 55 abgeschlossen sind und die Regelabweichung bzw. Stellgrößen für die nächste Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung zur Verfügung stehen. Diese Zeitspanne t4 kann beispielsweise fest vorgegeben werden und ist im Speicher 54 ablegt. Nach Abschluss der Berechnungen der Regelabweichungen generiert die Steuereinrichtung 13 ein Freigabesignal, mit welchem die zweite Bewegungsphase des Bauteils von der Steuereinrichtung 13 oder übergeordneten Steuerung gestartet werden kann. Diese Ausführung kommt zur Anwendung, wenn aufgrund des Bewegungsablaufs des Antriebs 1; 1'; 1" bekannt ist, dass zwischen der ersten und zweiten Bewegungsphase des Antriebs 1; 1'; 1" der Bauteil in der jeweiligen Endlage für eine bestimmte Zeit verharrt, innerhalb welcher die Berechnungen der Regelabweichungen und aller anderen mathematischer Funktionen abgeschlossen werden können. Diese Anwendung entspricht dem üblichen Gebrauch des erfindungsgemäßen Antriebs 1; 1'; 1" als Achse eines Mehrachs-Handhabungssystems, wonach die Rechnerleistung der Steuereinrichtung 13 niedriger ausgelegt werden kann.The entered time period t 4 is triggered at the time T 2 and ends at a later time, in which it is ensured that all arithmetic operations of the
Genauso gut ist es aber auch möglich, dass ein leistungsfähiger Mikroprozessor verwendet wird, der innerhalb der zweiten Bewegungsphase die Berechnungen der Regelabweichungen und aller anderen mathematischer Funktionen aus der ersten Bewegungsphase ausführt, sodass die entsprechenden Stellgrößen und sonstigen Rechenergebnisse, wie beispielsweise der Vorsteuerzeitpunkt TVS, noch vor Beginn der dritten Bewegungsphase zur Verfügung stehen. Diese Ausführung kommt zur Anwendung, wenn eine alternierende Bewegung des Bauteils erforderlich ist und die Verweilzeit desselben in seinen Endlagen möglichst niedrig sein soll.But it is equally possible that a powerful microprocessor is used, which carries out the calculations of the control deviations and all other mathematical functions from the first movement phase within the second movement phase, so that the corresponding manipulated variables and other calculation results, such as the pre-control time T VS , be available before the start of the third movement phase. This design is used when an alternating movement of the component is required and the residence time of the same should be as low as possible in its end positions.
Wie in
Nachdem gemäß
Im Betrieb wird die Zeitspanne t5 in allen Bewegungsphasen laufend berechnet, im Speicher 54 abgelegt und in der jeweils nächsten Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung herangezogen. Die Steuereinrichtung 13 ermittelt bzw. berechnet die Zeitspanne t5 beispielsweise in der ersten Bewegungsphase und schaltet diese oder die übergeordnete Steuerung in der dritten Bewegungsphase das Schaltelement 10 zu dem aus der ersten Bewegungsphase errechneten, neuen Startzeitpunkt TStart.In operation, the time interval t 5 is calculated continuously in all movement phases, stored in the
Sind wie in
Das Rückmeldesignal SRück muss aber nicht zwingend voreilend, daher vor dem Ende der Bewegungsphase des ersten Antriebs 1' an die Steuereinrichtung 13 oder übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) ausgegeben werden. Es sind auch Anwendungen denkbar, bei welchen das Rückmeldesignal SRück gleichzeitig mit dem Erreichen oder nach dem Erreichen der Endlage des ersten Antriebs 1' abgegeben wird. Dies kann der Fall sein, wenn der zweite Antrieb 1" mit einem Laserstrahlkopf bestückt ist, der definiert aus der Endlage des ersten Antriebs 1' mittels des zweiten Antriebs 1" auf eine Schweißstelle zubewegt werden muss. Damit der Laserstrahlkopf bis zum Erreichen der Schweißstelle absolut schwingungsfrei ist, wird die Bewegung des zweiten Antriebs 1" mit dem Laserstrahlkopf frühestens mit dem Erreichen der Endlage des ersten Antriebs 1' gestartet.However, the acknowledgment signal S Rück does not necessarily have to be output in advance, that is to say before the end of the movement phase of the first drive 1 'to the
Der Zeitpunkt TR (in den Fig. nicht eingetragen), in welchem das Rückmeldesignal SRück ausgelöst wird, wird von der Steuereinrichtung 13 oder der übergeordneten Steuerung berechnet und ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt T2 des Sensors 21 vom ersten Antrieb 1; 1' und der Zeitspanne t5 zu Bewegungsbeginn des zweiten Antriebs 1". Da der Zeitpunkt T2 erst mit Erreichen der anzufahrenden Endlage erfasst wird, muss dieser für die Berechnung des Zeitpunktes TR aus der vorangegangenen Bewegungsphase des Antriebs 1' herangezogen werden, worauf von der Steuereinrichtung 13 der Zeitpunkt TR für die darauf folgende Bewegungsphase des zweiten Antriebs 1 " ermittelt werden kann.The time T R (shown in Figs. Unrecorded) in which the feedback signal S back is triggered, is calculated by the
Es versteht sich, dass bei umgekehrter Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31' - eine entsprechend umgekehrte Ansteuerung der Schaltelemente 10, 11 erfolgt, wie in
Zum Startzeitpunkt TStart wird vorerst über eine übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) der elektronischen Steuereinrichtung 13 ein Startsignal übermittelt, wie in den Fig. durch den Pfeil 50 angedeutet, und danach von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagnet 37 ein erstes Steuersignal abgegeben, wodurch der Steuermagnet 37 bestromt und das Schaltelement 36 in die Betätigungsstellung umgeschalten und der bewegbare Bauteil - gemäß gezeigter Ausführung der Hubzylinder 2 - aus seiner Ausgangslage in Richtung des Pfeils 31 von rechts nach links verstellt wird. Befindet sich nun das Schaltelement 36 in der in
Mit Beginn der Bewegung des Bauteils aus seiner Ausgangslage bzw. rechten Endlage zum Startzeitpunkt TStart wird die Steuerleiste 26 am ortsfesten Sensor 22 vorbeibewegt und in diesem der in
Der in der anzufahrenden Endlage angeordnete Sensor 21 wird von der an diesen vorbeibewegten Steuerleiste 25 geschalten. Tritt die Schaltfahne 27a mit ihrer Steuerkante 32a in den Wirkbereich des ortsfesten Sensors 21 ein, löst diese ein erstes Messsignal S1 zum Zeitpunkt T1 aus, welches über die Signalleitung 19 an die Steuereinrichtung 13 weitergegeben wird. Zu einem späteren, in der Bewegungsphase liegenden Zeitpunkt T2 kommt der Endlagenabschnitt 29a mit seiner Steuerkante 33a in den Wirkbereich des Sensors 21 und löst ein zweites Messsignal S2 im Sensor 21 aus, welches ebenfalls an die Steuereinrichtung 13 übermittelt wird. Es sei hier auf die detaillierte Beschreibung zu
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf Basis der Regelabweichung in der ersten Bewegungsphase des Bauteils ein erster Umschaltzeitpunkt TUZ1 des Schaltelementes 36 und/oder ein zweiter, in der Bewegungsphase nachfolgender Umschaltzeitpunkt TUZ2 des Schaltelementes 36 berechnet und im Speicher 54 abgelegt. Wird die dritte Bewegungsphase des Bauteils gestartet, daher die Bewegung des Bauteils in dieselbe Bewegungsrichtung wie die der ersten Bewegungsphase des Bauteils, so werden der/die zuvor berechneten Umschaltzeitpunkt(e) TUZ1, TUZ2 des Schaltelemente 36 aus dem Speicher 54 ausgelesen und zumindest einer der Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 in der dritten Bewegungsphase so eingestellt, dass die Regelabweichung korrigiert ist.According to the method of the invention, a first switching time T UZ1 of the switching
Wie aus dem Signalverlauf für die Schaltstellung SSCH des Schaltelementes 36 ersichtlich, wird für die Bewegung des Bauteils aus seiner Ausgangslage bzw. rechten Endlage in die linke Endlage das Schaltelement 36 zum Startzeitpunkt TStart über das von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagnet 37 abgegebene, erstes Steuersignal in die Betätigungsstellung umgestalten und bis zum ersten Umschaltzeitpunkt TUZ1 in der Betätigungsstellung für die Zeitspanne tSCH1 gehalten. Innerhalb dieser Zeitspanne tSCH1 wird die Druckkammer 8 mit Systemdruck belüftet und somit eine Druckbeaufschlagung des Bauteils in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- bewirkt, während die Druckkammer 9 entlüftet wird.As can be seen from the signal curve for the switching position S SCH of the switching
Im ersten Umschaltzeitpunk TUZ1 wird von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagneten 37 ein zweites Steuersignal abgegeben, mit welchem das Schaltelement 36 für eine Zeitspanne tGD in die Ruhestellung umgestalten wird. Hierdurch wird die ursprünglich druckbeaufschlagte Druckkammer 8 entlüftet, die ursprünglich drucklose Druckkammer 9 für die Zeitdauer tGD mit Systemdruck belüftet und somit ein kleiner Druckpolster kurz vor dem Ende der Bewegungsphase des Bauteils aufgebaut, gegen den der bewegte Bauteil aufläuft, sodass ein harter Anschlag in der Endlage des Bauteils ausgeschlossen ist.In the first switching time point T UZ1 , a second control signal is output by the
Die Zeitspanne tGD ergibt sich aus der Zeitdifferenz zwischen TUZ1 und TUZ2 bzw. den von der Steuereinrichtung 13 abgegebenen Steuersignalen zur Umsteuerung des Schaltelementes 36 und wird von der Steuereinrichtung 13 ermittelt. Durch die Umsteuerung des Schaltelementes 36 bzw. dessen Schaltstellungen und Änderung der Druckzustände in den Druckkammern 8, 9, wird gegen Ende der Bewegungsphase eine Bremsphase eingelegt, in welcher durch den in der Druckkammer 9 aufgebauten Druckpolster eine Abbremsung des in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- bis zum Umschaltzeitpunkt TUZ1 mit maximal möglicher Geschwindigkeit bewegten Bauteils erfolgt.The time interval t GD results from the time difference between T UZ1 and T UZ2 or the control signals output by the
Am Ende der Bremsphase im zweiten Umschaltzeitpunlct TUZ2 wird erneut von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagneten 37 des Schaltelementes 36 ein drittes Steuersignal abgegeben und die Druckkammern 8, 9 gegenläufig angesteuert, wobei der Bauteil kurz vor Erreichen seiner Endlage in Bewegungsrichtung wiederum mit Systemdruck bzw. die Druckkammer 8 mit Systemdruck beaufschlagt und die Druckkammer 9 entlüftet wird. Dadurch erfährt der Bauteil am Ende der Bremsphase, wo dieser bereits eine geringe Bewegungsgeschwindigkeit aufweist, erneut einen Vorschub in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- in Richtung auf seine linke Endlage. Damit wird sichergestellt, dass der Bauteil zuverlässig seine Endlage erreicht. Zu diesem Zweck wird im zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 ein dem dritten Steuersignal entsprechendes Nachschaltsignal SNS erzeugt, welches dem Steuermagnet 37 über eine Zeitspanne tSCH2 bis zum Bewegungsstart des Bauteils in der zweiten Bewegungsphase aufgeschaltet wird. Die Wirkung des Nachschaltsignals SNS wurde oben bereits ausführlich beschrieben.At the end of the braking phase in the second Umschaltzeitpunlct T UZ2 is again issued by the
Im dritten Umschaltzeitpunkt TUZ3 wird erneut von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagnet 37 des Schaltelementes 36 ein viertes Steuersignal abgegeben und die Druckkammern 8, 9 gegenläufig angesteuert. Das vierte Steuersignal entspricht dabei dem Startsignal für die zweite Bewegungsphase zum Zeitpunkt TStart.In the third switching time T UZ3 , a fourth control signal is output again from the
Es versteht sich, dass bei umgekehrter Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31' - eine entsprechend umgekehrte Ansteuerung des Schaltelementes 36 erfolgt, wie in
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des fluidisch betätigten Antriebs 1; 1'; 1" wird nun anhand der in den
Der Bewegungsbeginn des Bauteils in der ersten Bewegungsphase wird durch den Block 70 und das Bewegungsende des Bauteils in der ersten Bewegungsphase durch den Block 71 symbolisiert. Die Bewegung des Bauteils wird über eine die Steuereinrichtung 13 aufweisende Überwachungseinrichtung 72, wie in den vorangegangenen Fig. schematisch eingetragen, überwacht. Diese Überwachungseinrichtung 72 ist beispielsweise durch einen elektronischen bzw. programmierten Zähler gebildet, der die Anzahl an Zustandswechsel eines Signalpegels zwischen einem High-Pegel und einem Low-Pegel des Sensors 21 und/oder 22 erfasst. Im Speicher 54 der Steuereinrichtung 13 ist ein Wert für die Mindestanzahl an Zustandswechsel eines Signalpegels zwischen einem High-Pegel und einem Low-Pegel des Sensors 21 und/oder 22 abgelegt.The start of movement of the component in the first movement phase is symbolized by
Im Verfahrensschritt 73 wird von der Steuereinrichtung 13 ein Vergleich zwischen der ermittelten Anzahl an Zustandswechsel eines Signalpegels zwischen einem High-Pegel und einem Low-Pegel und einer festgelegten Mindestanzahl an Zustandswechsel eines Signalpegels zwischen einem High-Pegel und einem Low-Pegel durchgeführt und eine Auswertung vorgenommen. Unterschreitet die ermittelte Anzahl an Zustandswechsel die festgelegte Mindestanzahl an Zustandswechsel, wird an der Ausgabevorrichtung 53 der Steuereinrichtung 13 und/oder an der übergeordneten Steuerung eine Fehlermeldung angezeigt. Diese Fehlermeldung ist als Block 74 dargestellt. Nach dieser Ausführung ist die Mindestanzahl an Zustandswechsel größer Eins festgelegt und wird eine Fehlermeldung ausgegeben, sofern die ermittelte Anzahl an Zustandswechsel beispielsweise Eins oder Null beträgt. Ursache der Fehlermeldung kann beispielsweise ein defekter Sensor 21, 22 oder eine Behinderung des Bewegungsablaufs vom Bauteil sein. Letzteres, wenn beispielsweise ein technischer Defekt am Antrieb 1; 1'; 1" auftritt oder ein Montageteil am Antrieb 1; 1'; 1" eingeklemmt und dadurch eine Bewegung des Bauteils verhindert ist.In
Ist hingegen die ermittelte Anzahl an Zustandswechsel höher als die festgelegte Mindestanzahl an Zustandswechsel, wird der Verfahrensschritt 75 eingeleitet.If, however, the determined number of state changes is higher than the specified minimum number of state changes,
In diesem Verfahrensschritt 75 wird zunächst von der Reglereinheit 55 der Steuereinrichtung 13 ein Soll-Ist-Vergleich zwischen der festgelegten Zeitspanne t3Soll und der ermittelten Zeitspanne t3Ist durchgeführt. Weicht die ermittelte Zeitspanne t3Ist von der festgelegten Zeitspanne t3Soll ab, wird aus diesen in einem ersten Regelkreis der Reglereinheit 55 jeweils eine Stellgröße zur Einstellung der Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 gebildet.In this
In
In diesem Verfahrensschritt 78 erfolgt wiederum von der Reglereinheit 55 ein Soll-Ist-Vergleich der festgelegten Zeitspanne t1Soll und der ermittelten Zeitspanne t1Ist. Weicht die ermittelte Zeitspanne t1Ist von der festgelegten Zeitspanne t1Soll ab, wird in der ersten Bewegungsphase für die nächste Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung des Bauteils vorerst die Regelabweichung (e) an einem Vergleichsglied 79 gebildet und einem zweiten Regler 80 der Reglereinheit 55 zugeführt, wie in
Entspricht dagegen die ermittelte Zeitspanne t1Ist der festgelegten Zeitspanne t1Soll, wird eine Änderung der Zeitspanne tGD bzw. der Dauer des Gegensteuerns unterlassen und der Bauteil anhand der in der letzten Bewegungsphase gültigen Einstellung für den ersten Umschaltzeitpunkt TUZ1 angetrieben.Corresponds to the time period t, however, determined 1If the specified period t 1To, a change in the time period t DG or the duration of the counter controlling omitted and the component based on the force in the last movement phase setting for the first switching time T UZ1 driven.
Der erste und zweite Regler 77, 80 der Reglereinheit 55 sind durch einen I-Regler gebildet. Eine Vereinfachung des Regelungsverfahrens wird auch dadurch erreicht, dass die Zeitspannen t1Soll, t3Soll als Zeitfenster mit einer Unter- und Obergrenze festgelegt werden und ein Regeleingriff nur dann stattfindet, wenn die ermittelten Zeitspannen t1Ist, t3Ist außerhalb des Zeit- bzw. Toleranzfensters liegen. Die Unter- und Obergrenze des Zeitfensters sind dabei so festgelegt, dass dennoch ein optimales Abbremsverhalten und sanftes Anfahren der Endlage möglich ist.The first and
Um diese beiden Fälle voneinander unterscheiden zu können, wird während der Bewegung des Bauteils über die in den vorangegangenen Fig. eingetragene Überwachungseinrichtung 72 im Verfahrensschritt 81 der Signalverlauf am, in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensor 21 ermittelt und die Anzahl der Zustandswechsel eines Signalpegels zwischen einem High-Pegel und Low-Pegel ausgewertet. Überschreitet die ermittelte Anzahl an Zustandswechsel eines Signalpegels am Sensor 21 eine von der Steuereinrichtung 13 festgelegte Grenzanzahl an Zustandswechsel eines Signalpegels, wird der Verfahrensschritt 82 eingeleitet.In order to be able to differentiate between these two cases, during the movement of the component via the
Im Verfahrensschritt 82 wird von der Reglereinheit 55 der Steuereinrichtung 13 ein Soll-Ist-Vergleich zwischen einer festgelegten Zeitspanne t1Soll und der ermittelten Zeitspanne t1Ist durchgeführt. Unterschreitet die ermittelte Zeitspanne t1Ist die festgelegte Zeitspanne t1Soll, kann die Steuereinrichtung 13 durch Auswertung des Signalverlaufs feststellen, dass der Bauteil mit einer zu hohen Geschwindigkeit in die Endlage bewegt wurde.In
Diese Situation wird anhand des in
Da die Zeitspanne t1Ist für die beschriebene Situation viel zu niedrig ist, wird der zweite Regelkreis, wie oben beschrieben, durchlaufen. Wesentlich ist, dass die korrigierte Zeitspanne tGD anhand der vorangegangenen Bewegungsphase berechnet und erst in der darauf folgenden Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung des Bauteils die korrigierte bzw. reduzierte Zeitspanne tGD eingestellt wird. Die Einstellung der Zeitspanne tGD erfolgt wiederum durch die Korrektur wenigstens eines der Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 der Schaltelemente 10, 11; 36.Since the time period t 1Ist is far too low for the described situation, the second control loop is run through as described above. It is essential that the corrected period of time t GD calculated on the basis of the previous movement phase and only in the subsequent movement phase in the same direction of movement of the component, the corrected or reduced time period t GD is set. The setting of the time period t GD is again carried out by the correction of at least one of the switching times T UZ1 , T UZ2 of the switching
Wird hingegen im Verfahrensschritt 82 festgestellt, dass die ermittelte Zeitspanne t1Ist die festgelegte Zeitspanne t1Soll überschreitet, wird dies in der ersten Bewegungsphase von der Steuereinrichtung 13 als Pendelbewegung ausgewertet, die durch eine Reduzierung der Zeitspanne tGD beseitigt wird. Hierzu wird die im Speicher 54 abgelegte Zeitspanne tGD mit einem Gewichtsfaktor multipliziert, der beispielsweise als Konstante zwischen 0,6 bis 0,8 definiert ist. Genauso gut ist es aber auch möglich, den Gewichtsfaktor als Funktion der Abweichung zwischen der festgelegten Zeitspanne t1Soll und der ermittelten Zeitspanne t1Ist vorzugeben. Dieser Vorgang ist durch einen Block 83 in
Diese Situation wird anhand des in
Die in den
Wie oben beschrieben, kann die Endlage entweder alleinig durch die geschickte Steuerung des Antriebs 1; 1'; 1" oder durch die Kombination aus der geschickten Steuerung des Antriebs 1; 1'; 1" und einem Stoßdämpfer sanft angefahren werden. Wird ein Stoßdämpfer eingesetzt, so wird von diesem jener Anteil der kinetischen Aufprallenergie des Bauteils aufgenommen, der durch das Gegensteuern über die Zeitspanne tGD nicht abgebaut wurde. Daher ist der Anteil der vom Stoßdämpfer zu absorbierenden, kinetischen Energie, maßgeblich durch die Dauer des Gegensteuerns tGD beeinflusst. Wie oben beschrieben, ergibt sich die Zeitspanne tGD für die Dauer des Gegensteuerns aus der Zeitspanne t1. Der Stoßdämpfer wirkt mit seiner Federkraft entgegen der Bewegungsrichtung des Bauteils, sodass die ermittelte Zeitspanne t1Ist geringfügig ansteigen wird, wenn der bewegte Bauteil auf den Stoßdämpfer aufläuft. Dem gegenüber wird durch die Regelung aus der ermittelten Zeitspanne t1Ist die Zeitspanne tGD für die Dauer des Gegensteuerns geringfügig reduziert. Fällt durch einen Defekt der Stoßdämpfer aus oder wurde dieser fehlerhaft montiert, wird sich die Zeitspanne t1Ist deutlich reduzierten, sodass durch die Regelung aus der ermittelten Zeitspanne t1Ist die Zeitspanne tGD für die Dauer des Gegensteuerns vergrößert wird. Um einen Ausfall des Stoßdämpfers über die Steuereinrichtung 13 oder die übergeordnete Steuerung erfassen zu können, wird für die Zeitspanne tGD eine zeitliche Untergrenze und Obergrenze festgelegt. Überschreitet die berechnete Zeitspanne tGD die von der Steuereinrichtung 13 festgelegte und im Speicher 54 abgelegte Obergrenze, wird an der Ausgabevorrichtung 53 oder der übergeordneten Steuerung eine Fehlermeldung in Form eines optischen und/oder akustischen Signals ausgegeben und/oder der Antrieb 1; 1'; 1 " stillgesetzt.As described above, the end position can be determined either solely by the skillful control of the
Es sei noch an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 bzw. die Zeitspanne tGD für die dritte Bewegungsphase noch in der ersten und/oder zweiten Bewegungsphase oder während der Verweilzeit des Bauteils in der Endlage berechnet werden.It should be noted at this point that the switching times T UZ1 , T UZ2 or the time period t GD for the third movement phase are still calculated in the first and / or second movement phase or during the residence time of the component in the end position.
In den gemeinsam beschriebenen
Die Druckkammern 107, 108 sind nach dieser Ausführung über nur ein Schaltelement 109, insbesondere ein 5/3-Wegeventil wechselseitig mit Systemdruck beaufschlagbar. Das Schaltelement 109 weist beispielsweise zwei elektromagnetische Steuermagneten 110 auf, die über entsprechende Steuerleitungen 111, 112 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 116 verbunden sind, die ihrerseits das Schaltelement 109 ansteuert. In unbestromtem Zustand der Steuermagnete 110 befindet sich das 5/3-Wegeventil in der nicht eingetragenen Mittelstellung (B). In der Mittelstellung (B) sind beide Druckkammern 107, 108 mit Rücklaufanschlüssen des 5/3-Wegeventils verbunden. In bestromtem Zustand (erste Betätigungsstellung A) des linken Steuermagneten 110 ist die erste Druckkammer 107 über eine erste Druckleitung 113 mit der Druckversorgungseinheit 114 und in bestromtem Zustand (zweite Betätigungsstellung C) des rechten Steuermagneten 110 ist die zweite Druckkammer 108 über eine zweite Druckleitung 115 mit der Druckversorgungseinheit 114 verbindbar. Das Schaltelement 109 ist an die Druckversorgungseinheit 114 angeschlossen. Die Ansteuerung der Steuermagneten 110 erfolgt hierbei über elektrische Steuersignale der Steuereinrichtung 116, wie dies in
Wie in den Fig. weiters eingetragen, ist die Steuereinrichtung 116 über Signalleitungen 117, 118 mit Sensoren 119, 120 verbunden, sodass die von den Sensoren 119, 120 abgegebenen, elektrischen Steuersignale der Steuereinrichtung 116 zuführbar sind. Die Steuereinrichtung 116 kann auch durch die übergeordnete Steuerung gebildet sein. Die Sensoren 119, 120 sind dabei in den vom bewegbaren Bauteil anzufahrenden Endlagen oberhalb der vom Antrieb 100 definierten Bewegungsbahn ortsfest angeordnet. Diese Sensoren 119, 120 wirken mit Schaltfahnen 27a, b der oben beschriebenen Steuerleisten 25, 26 zusammen, die an den gegenüberliegenden Enden des bewegbaren Bauteils, daher dem Hubzylinder 101, befestigt sind. Die gezeigte Anordnung der Steuerleisten 25, 26 ist nur prinzipieller Art. Genauso gut könnten auch Schaltfahnen 27a, b verwendet werden, die durch einen prismatischen Block gebildet sind, oder werden Reed-Schalter eingesetzt, also Sensoren, mit denen die Endlagen des Bauteils ohne Schaltfahnen 27a, b überwacht wird. Wesentlich ist, dass über die in den Endlagen angeordneten Sensoren 119, 120 eine tatsächliche Bewegungszeit tBIst des zwischen den Endlagen bewegten Bauteils exakt erfasst wird.As further noted in the figures, the
Zum Startzeitpunkt TStart wird vorerst über eine übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) der elektronischen Steuereinrichtung 116 ein Startsignal übermittelt, wie in den
Durch Aktivierung des Schaltelements 109 wird die erste Bewegungsphase eingeleitet, wie dies im Nachfolgenden näher beschrieben wird.By activating the
Mit Beginn der Bewegung des Bauteils aus seiner Ausgangslage bzw. rechten Endlage zum Startzeitpunkt TStart wird die Steuerleiste 26 am ortsfesten Sensor 120 vorbeibewegt und in diesem der in
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird noch vor dem eigentlichen Bewegungsstart des Bauteils zum Startzeitpunkt TStart von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung (nicht dargestellt) ein Sollwert für die Bewegungszeit tBSoll des Bauteils zwischen den Endlagen jeder Bewegungsphase statisch vorgegeben oder dynamisch festgelegt. Der statisch vorgegebene Sollwert tBSoll wird beispielsweise mathematisch oder empirisch ermittelt und in einem Speicher 129 der Steuereinrichtung 116 abgelegt. Anderseits kann der Sollwert tBSoll auch dynamisch festgelegt werden. Mit anderen Worten, wird beispielsweise der Sollwert tBSoll laufend an einen Maschinentakt einer mit dem Antrieb 100 zusammenwirkenden Maschinenanlage angepasst und in den Speicher 129 laufend eingelesen. Aus dem Sollwert für die Bewegungszeit tBSoll wird von der Steuereinrichtung 116 ein theoretischer Startzeitpunkt TStart (Bewegungsstart) festgelegt oder berechnet und ein theoretischer Endzeitpunkt TTE (theoretisches Bewegungsende) berechnet.According to the inventive method, a setpoint value for the movement time t BSoll of the component between the end positions of each movement phase is statically predetermined or dynamically determined before the actual movement start of the component at the start time T start of the
Über die Sensoren 119, 120 wird nun in der ersten Bewegungsphase die tatsächliche Bewegungszeit der Stellbewegung des Bauteils zwischen den Endlagen als Istwert tBIst erfasst. Der erfasste Istwert tBIst wird der elektronischen Steuereinrichtung 116 zugeführt, worauf von einer diese aufweisenden Reglereinheit 127 zwischen der ermittelten Bewegungszeit tBIst und der festgelegten Bewegungszeit tBSoll ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt wird, wie aus
Wird eine Regelabweichung (e) aus der Differenz zwischen der für die erste Bewegungsphase vorgegebenen Soll-Bewegungszeit tBSoll und der aus der ersten Bewegungsphase ermittelten Ist-Bewegungszeit tBIst errechnet, so wird von einem Regler 128 nach einem Regelgesetz wenigstens eine Stellgröße zur Steuerung des Schaltelementes 109 gebildet. Die Stellgröße wird vorübergehend im Speicher 129 abgelegt. Die Reglereinheit 127 weist hierzu einen Rechnerbaustein 130, insbesondere einen Mikroprozessor, auf.If a control deviation (e) is calculated from the difference between the desired movement time t BSoll predetermined for the first movement phase and the actual movement time t BIst determined from the first movement phase , at least one manipulated variable is used by a
Wird die dritte Bewegungsphase gestartet, so wird die von der ersten Bewegungsphase berechnete Stellgröße aus dem Speicher 129 ausgelesen und entsprechend der Stellgröße wenigstens einer der zwei zeitlich aufeinander folgenden Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 eingestellt, sodass die Regelabweichung (e) in der dritten Bewegungsphase korrigiert ist.If the third movement phase is started, then the manipulated variable calculated by the first movement phase is read out of the
Der erste Umschaltzeitpunkt TUZ1 entspricht dem von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung festgelegten Startzeitpunkt TStart, in welchem das Schaltelement 109 von einem ersten Steuersignal der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung und Bestromen des linken Steuermagneten 110 von der Mittelstellung (Ruhestellung) in die Betätigungsstellung (A) aktiviert wird. In der Betätigungsstellung (A) wird die Druckkammer 107 mit Systemdruck beaufschlagt, sodass der Bauteil in Richtung auf die linke Endlagen bewegt wird. Mit der Einstellung wenigstens eines der Umschaltzeitpunkte TUZ1, TUZ2 wird eine Steuerungsdauer tSD eines Startimpulses verändert. Es erweist sich von Vorteil, wenn der erste Umschaltzeitpunkt TUZ1 bezüglich der Zeitachse unverändert bleibt und die Steuerungsdauer tSD des Startimpulses durch Änderung des zweiten Umschaltzeitpunktes TUZ2 eingestellt wird. Der Startimpuls ist durch die steigende Flanke im ersten Umschaltzeitpunkt TUZ1 und die fallende Flanke im zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 vorgegeben. Die Druckkammer 107 ist über die Steuerungsdauer tSD mit Systemdruck beaufschlagt, sodass der Bauteil aus dem Stillstand in der Ausgangslage bzw. rechten Endlage auf eine Sollgeschwindigkeit vSoll beschleunigt und in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- auf seine linke Endlage zubewegt wird. Im zweiten Umschaltzeitpunkt TUZ2 wird von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung neuerlich an den linken Steuermagneten 110 ein zweites Steuersignal abgegeben, mit welchem der linke Steuermagnet 110 deaktiviert und das Schaltelement 109 aus der Betätigungsstellung (A) in die Mittelstellung (Ruhestellung) verstellt wird. In der Mittelstellung ist die Druckkammer 107 mit dem Rücklaufanschluss des Schaltelementes 109 verbunden und wird hierdurch die ursprünglich druckbeaufschlagte Druckkammer 107 entlüftet.The first switching time T UZ1 corresponds to the start time T Start determined by the
Auf den Startimpuls folgen innerhalb einer Zeitspanne tGB mehrere Schaltimpulse kurzer Dauer tSCH, durch welche das Schaltelement 109 von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung in um Impulspausen aufeinander folgenden Intervallen zwischen der Mittelstellung (B) und der Betätigungsstellung (A) betätigt wird. Mit anderen Worten, wird das Schaltelement 109 über die Zeitspanne tGB gepulst angesteuert und die Druckkammer 107 über die Dauer tSCH eines jeden Schaltimpulses mit Systemdruck beaufschlagt. Die Impulspausen sind in der
Wie in
Nach
In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Anzahl der Schaltimpulse durch das geplante Einsatzgebiet maßgeblich bestimmt ist. Muss beispielsweise eine möglichst schwingungsfreie Positionierung des Bauteils in der Endlage oder eine möglichst ruckfreie Verstellung des Bauteils zwischen den Endlagen sichergestellt werden, wird die Dauer tSCH kleiner und/oder die Anzahl an Schaltimpulsen höher gewählt. Mit zunehmender Anzahl an Schaltimpulsen werden die Schwankungen der Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils minimiert. Ebenso muss die Dauer tSCH und/oder die Anzahl an Schaltimpulsen an den Verstellweg des Bauteils angepasst werden. Hierzu kann die Reglereinheit 127 auch einen dynamischen Lernmodus (adaptive Regelung) zur Einstellung der Dauer tSCH und/oder der Anzahl der Schaltimpulse aufweisen. Der Bauteil wird vorerst zwischen den Endlagen anhand von Grundeinstellungen für die Dauer tSCH und/oder die Anzahl der Schaltimpulse geregelt verfahren und währenddessen die an diesem angeregten Schwingungen sensorisch erfasst. Überschreiten die Schwingungen einen Grenzwert, werden die Dauer tSCH und/oder die Anzahl der Schaltimpulse automatisch adaptiert, bis die Schwingungen in einem zulässigen Bereich liegen und ein optimales Fahrverhalten des Bauteils erreicht ist. Auch im laufenden Betrieb kann eine automatische Adaption beibehalten werden, das heißt, Änderungen von Gleiteigenschaften, Massen, Alterungserscheinungen, Aufprallenergie in der Endlage und dgl. können laufend adaptiert werden, um durch Veränderung der Dauer tSCH und/oder der Anzahl der Schaltimpulse kompensiert zu werden.In practice, it has been shown that the number of switching pulses is decisively determined by the planned field of application. If, for example, a possible vibration-free positioning of the component in the end position or as smooth as possible adjustment of the component between the end positions must be ensured, the duration t SCH is smaller and / or the number of switching pulses selected higher. As the number of switching pulses increases, the variations in the speed of movement of the component are minimized. Likewise, the must Duration t SCH and / or the number of switching pulses to the adjustment of the component to be adjusted. For this purpose, the
Somit kann vom Rechnerbaustein 130 der Reglereinheit 127 nach einem im Speicher 129 abgelegten und nachfolgend beschriebenen Rechenalgorithmus, die Zeitspanne tP jeder Impulspause berechnet werden.
Unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe des Bauteils sind in
Der Geschwindigkeitsabfall Δv variiert abhängig von der Steuerungsdauer tSD des Startimpulses. Tritt eine hohe Regelabweichung (e) ein, daher ist die erfasste Bewegungszeit tBIst höher als die festgelegte Bewegungszeit tBSoll, wird auch die Steuerungsdauer tSD des Startimpulses erhöht und dadurch der Bauteil in der ersten Zeitspanne auf eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit beschleunigt. Demnach wird mit zunehmender Erhöhung der Steuerungsdauer tSD des Startimpulses die Dauer tP einer jeden Impulspause gleichmäßig verringert, also der Bauteil über kürzer Intervalle antriebslos bewegt, wie dies in festen Linien eingetragen ist. Wird hingegen die Steuerungsdauer tSD des Startimpulses verringert, so wird die Dauer tP einer jeden Impulspause gleichmäßig erhöht, also der Bauteil über längere Intervalle antriebslos bewegt, wie dies in strichlierte Linien eingetragen ist.The speed drop Δv varies depending on the control period t SD of the start pulse. If a high control deviation (e) occurs, and therefore the detected movement time t BIst is higher than the set movement time t BSoll , the control duration t SD of the starting pulse is also increased, thereby increasing the component to a high movement speed in the first period accelerated. Accordingly, as the control duration t SD of the starting pulse increases, the duration t P of each pulse break is reduced uniformly, that is, the component is moved without drive over shorter intervals, as indicated in solid lines. If, on the other hand, the control duration t SD of the start pulse is reduced, then the duration t P of each pulse break is increased uniformly, that is, the component is driven without drive over longer intervals, as indicated in dashed lines.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Erkenntnis zu nutze, dass die Umgebungsbedingungen, insbesondere die Reibung, oder Alterungserscheinungen während der antriebslosen Bewegung des Bauteils eine gezielte Abbremsung des Bauteils auf seinem Verstellweg, beispielsweise von der rechten Endlage in die Endlage bewirken, sodass der Bauteil sanft gegen die Endlage fährt.The method according to the invention makes use of the knowledge that the ambient conditions, in particular the friction or aging phenomena during the non-moving movement of the component cause a targeted deceleration of the component on its adjustment, for example, from the right end position to the end position, so that the component gently against the final position is running.
Ist der Geschwindigkeitsabfall Δv zu hoch, steigt die Zeitdifferenz Δt an. Um eine unnötig hohe Anhebung der Zeitdifferenz Δt und somit der Bewegungszeit des Bauteil auf seiner Verstellbewegung zwischen den Endlagen zu verhindern, wird zum theoretischen Bewegungsende im Endzeitpunkt TTE von einer Überwachungseinrichtung 132 der Steuereinrichtung 116 ein Überwachungssignal SÜ ausgelöst, mit welchem eine erste Zeitspanne vorgegeben wird. Ist diese Zeitspanne abgelaufen und befindet sich der Bauteil noch nicht in seiner geplanten Endlage, die vom Sensor 119 überwacht wird, wird von der Steuereinrichtung 116 dem Schaltelement 109 zu einem Umschaltzeitpunkt TUZA ein Nachschaltsignal SNS aufgeschaltet und die Druckkammer 107 über eine Zeitspanne tA mit Systemdruck angesteuert, sodass der Bauteil in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31- in Richtung auf seine Endlage bewegt, gegen diese angedrückt sowie in dieser mit einer Haltekraft positioniert gehalten wird. Die Zeitspanne tA resultiert aus der Zeitdifferenz zwischen dem Umschaltzeitpunkt TUZA der ersten Bewegungsphase und dem ersten Umschaltzeitpunkt TUZ1 bzw. dem Startzeitpunkt TStart der zweiten Bewegungsphase in gegenläufiger Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31'. Das Nachschaltsignal SNS entspricht demnach einem Nachschaltimpuls. Befindet sich nun der Bauteil tatsächlich in seiner Endlage, wird über die Steuerkante 33a am in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensor 119 zum Zeitpunkt TEE bzw. T2 (nicht eingetragen) das Signal S2 ausgelöst. Es sei hier auf die detaillierte Beschreibung zu
Wie
Auch ist von Vorteil, wenn die Schaltimpulse über die Zeitspanne tGB regelmäßig aufgeteilt sind und der letzte Schaltimpuls dem Schaltelement 109 erst kurz bevor der Bauteil seine Endlage erreicht, aufgeschaltet wird. Der Bauteil läuft gegen die Endlage auf, noch bevor er seine maximale Geschwindigkeit erreicht hat, wie in
Es versteht sich, dass bei umgekehrter Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31' - eine entsprechend umgekehrte Ansteuerung des Schaltelementes 109 erfolgt, wie in
Natürlich besteht auch bei dieser Ausführung die Möglichkeit, dass die Druckkammern 107, 108 jeweils über ein Schaltelement 133, 134 angesteuert werden. Diese Schaltelemente 133, 134 sind vorzugsweise durch 3/2-Wegeventile gebildet. Eine solche Ausführung ist in
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, beide erfindungsgemäße Steuerverfahren zu verarbeiten. Hierzu sind im Speicher der Steuereinrichtung der Regel- und Rechenalgorithmus beider Fahrverhalten des Bauteils abgelegt. Nach dem ersten Fahrverhalten - entsprechend den Ausführungen nach den
In einer ersten Ausführung wird über eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung, insbesondere einen Rechner (PC), oder die übergeordnete Steuerung der Steuereinrichtung das entsprechende Fahrverhalten gewählt. Hierzu wird vor der Inbetriebnahme des Antriebs ein Anwenderprogramm geöffnet und an der Ein- und/oder Ausgabevorrichtung ausgegeben sowie über die Eingabevorrichtung vom Monteur das gewünschte Fahrverhalten für die Verstellbewegung des Bauteils in eine erste Bewegungsrichtung als auch in eine zu dieser gegenläufige Bewegungsrichtung ausgewählt. Mit der Wahl eines der Fahrverhalten wird von der Steuereinrichtung der zum entsprechenden Steuerverfahren zugeordnete Regel- und Rechenalgorithmus aktiviert und die Steuerung des Antriebs in der oben beschriebenen Weise vorgenommen. Beispielsweise kann für die erste Bewegungsrichtung das erste Fahrverhalten und für die andere Bewegungsrichtung das zweite Fahrverhalten oder für beide Bewegungsrichtungen entweder das erste oder zweite Fahrverhalten gewählt werden.In a first embodiment, the corresponding driving behavior is selected via an input and / or output device, in particular a computer (PC), or the higher-level control of the control device. For this purpose, a user program is opened and output to the input and / or output device before commissioning the drive and selected by the fitter the desired driving behavior for the adjustment movement of the component in a first direction of movement and in a direction opposite to this movement direction. With the choice of one of the driving behavior, the control device activates the control and calculation algorithm assigned to the corresponding control method and controls the drive in the manner described above. For example, the first driving behavior for the first movement direction and the second driving behavior for the other movement direction or either the first or second driving behavior for both directions of movement can be selected.
In einer zweiten Ausführung wird das Fahrverhalten des Bauteils dynamisch festgelegt. Beispielsweise wird anhand einer geforderten Taktzeit eines aus mehreren Antrieben zusammengesetzten Handhabungssystems oder einer mit dem Antrieb zusammenwirkenden Maschinenanlage das jeweils günstige Fahrverhalten von der Steuereinrichtung oder der übergeordneten Steuerung vorgegeben. Zweckmäßig wird die geforderte Taktzeit von der übergeordneten, zentralen Steuerung der dezentralen Steuereinrichtung mitgeteilt, die ihrerseits die Wahl des Fahrverhaltens basierend auf die Information der zur Verfügung stehenden Bewegungszeit vornimmt. So kann ein aktueller Arbeitsprozess eine besonders niedrige Taktzeit erforderlich machen, sodass die Antriebe des Handhabungssystems für beide Bewegungsrichtungen nach dem ersten Fahrverhalten angesteuert werden. Ist die Taktzeit weniger kritisch, sondern müssen bestimmte andere Parameter am Handhabungssystem eingehalten werden, beispielsweise muss eine schwingungsfreie Positionierung der Antriebe erfolgen, wird zumindest einer der Antriebe nach dem zweiten Fahrverhalten angesteuert.In a second embodiment, the driving behavior of the component is set dynamically. For example, based on a required cycle time of a composed of several drives handling system or a cooperating with the drive machinery the respective favorable driving behavior of the control device or the higher-level control specified. Suitably, the required cycle time is communicated by the higher-level, central control of the decentralized control device, which in turn makes the choice of the driving behavior based on the information of the available movement time. Thus, a current work process may require a particularly low cycle time, so that the drives of the handling system are controlled for both directions of movement after the first driving behavior. If the cycle time is less critical, but certain other parameters must be adhered to the handling system, for example, must be a vibration-free positioning of the drives, at least one of the drives according to the second driving behavior is controlled.
Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass der bewegliche Bauteil auch nur mit einer Steuerleiste versehen sein kann, die mit einem in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensor zusammenwirkt. Eine solche Ausführung wird in jenen Fällen verwirklicht, bei denen der Bauteil nur gegen eine der Endlagen sanft positioniert werden muss.It should also be noted that the movable component can also be provided only with a control bar, which cooperates with a sensor arranged in the approaching end position. Such an embodiment is realized in those cases in which the component only has to be gently positioned against one of the end positions.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Antriebs 1; 1'; 1"; 100 und des Verfahrens, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.The embodiments show possible embodiments of the
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus vom Antrieb 1; 1'; 1"; 100, dieser bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Vor allem können die einzelnen in den
- 11
- Antriebdrive
- 1'1'
- Antriebdrive
- 1"1"
- Antriebdrive
- 22
- Hubzylinderlifting cylinder
- 33
- Stirnwandbulkhead
- 44
- Stirnwandbulkhead
- 55
- Stellkolbenactuating piston
- 66
- Kolbenstangepiston rod
- 77
- Festlagerfixed bearing
- 88th
- Druckkammerpressure chamber
- 99
- Druckkammerpressure chamber
- 1010
- Schaltelementswitching element
- 1111
- Schaltelementswitching element
- 1212
- Steuermagnetcontrol solenoid
- 1313
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1414
- Steuerleitungcontrol line
- 1515
- Steuerleitungcontrol line
- 1616
- Druckleitungpressure line
- 1717
- Druckleitungpressure line
- 1818
- DruckversorgungseinheitPressure supply unit
- 1919
- Signalleitungsignal line
- 2020
- Signalleitungsignal line
- 2121
- Sensorsensor
- 2222
- Sensorsensor
- 2525
- Steuerleistecontrol bar
- 2626
- Steuerleistecontrol bar
- 27a27a
- SchaltfahneSchaltfahne
- 27b27b
- SchaltfahneSchaltfahne
- 28a28a
- Vertiefungsnutrecessed groove
- 28b28b
- Vertiefungsnutrecessed groove
- 29a29a
- EndlagenabschnittEndlagenabschnitt
- 29b29b
- EndlagenabschnittEndlagenabschnitt
- 30a30a
- Bohrungdrilling
- 30b30b
- Bohrungdrilling
- 3131
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 31'31 '
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 32a32a
- Steuerkantecontrol edge
- 32b32b
- Steuerkantecontrol edge
- 33a33a
- Steuerkantecontrol edge
- 33b33b
- Steuerkantecontrol edge
- 34a34a
- Steuerkantecontrol edge
- 34b34b
- Steuerkantecontrol edge
- 3636
- Schaltelementswitching element
- 3737
- Steuermagnetcontrol solenoid
- 40'40 '
- Stellantriebactuator
- 40"40 "
- Stellantriebactuator
- 41'41 '
- Führungsvorrichtungguiding device
- 41"41 "
- Führungsvorrichtungguiding device
- 42'42 '
- Führungsschlittenguide carriage
- 42"42 "
- Führungsschlittenguide carriage
- 43'43 '
- Rahmenframe
- 43"43 "
- Rahmenframe
- 44'44 '
- Festanschlagfixed stop
- 44"44 "
- Festanschlagfixed stop
- 45'45 '
- Stoßdämpfershock absorber
- 45"45 "
- Stoßdämpfershock absorber
- 46'46 '
- Befestigungsvorrichtungfastening device
- 47'47 '
- Befestigungsvorrichtungfastening device
- 4848
- Handhabungssystemhandling system
- 5050
- Pfeilarrow
- 5151
- Entlüftungsleitungvent line
- 5252
- Pfeilarrow
- 5353
- Ausgabevorrichtungoutput device
- 5454
- SpeicherStorage
- 5555
- Reglereinheitcontroller unit
- 5656
- Rechnerbausteincomputer module
- 7070
- Blockblock
- 7171
- Blockblock
- 7272
- Überwachungseinrichtungmonitoring device
- 7373
- Verfahrensschrittstep
- 7474
- Blockblock
- 7575
- Verfahrensschrittstep
- 7676
- Vergleichsgliedcomparator
- 7777
- Reglerregulator
- 7878
- Verfahrensschrittstep
- 7979
- Vergleichsgliedcomparator
- 8080
- Reglerregulator
- 8181
- Verfahrensschrittstep
- 8282
- Verfahrensschrittstep
- 8383
- Blockblock
- 100100
- Antriebdrive
- 101101
- Hubzylinderlifting cylinder
- 102102
- Stirnwandbulkhead
- 103103
- Stirnwandbulkhead
- 104104
- Stellkolbenactuating piston
- 105105
- Kolbenstangepiston rod
- 106106
- Festlagerfixed bearing
- 107107
- Druckkammerpressure chamber
- 108108
- Druckkammerpressure chamber
- 109109
- Schaltelementswitching element
- 110110
- Steuermagnetcontrol solenoid
- 111111
- Steuerleitungcontrol line
- 112112
- Steuerleitungcontrol line
- 113113
- Druckleitungpressure line
- 114114
- DruckversorgungseinheitPressure supply unit
- 115115
- Druckleitungpressure line
- 116116
- Steuereinrichtungcontrol device
- 117117
- Signalleitungsignal line
- 118118
- Signalleitungsignal line
- 119119
- Sensorsensor
- 120120
- Sensorsensor
- 125125
- Entlüftungsleitungvent line
- 127127
- Reglereinheitcontroller unit
- 128128
- Reglerregulator
- 129129
- SpeicherStorage
- 130130
- Rechnerbausteincomputer module
- 131131
- Ein- und/oder AusgabevorrichtungInput and / or output device
- 132132
- Überwachungseinrichtungmonitoring device
- 133133
- Schaltelementswitching element
- 134134
- Schaltelementswitching element
Claims (32)
- Method of controlling a fluid-operated drive (1; 1'; 1") with components which can be moved relative to one another, one of which components is moved via at least one switch element (10, 11; 36) in a first direction of movement (31) and in a second direction of movement (31') opposite the first direction of movement (31) between end positions and is decelerated as it is moved into at least one of the end positions, and control signals for timing the motion phase of the component which can be electronically switched via a switch flag (27a, b) are forwarded to a control system (13) respectively from a sensor (21, 22) disposed in the end position to ensure a smooth movement into the end position, and the switch element (10, 11; 36) is operated by the control system (13) on the basis of the control signals, and pressure chambers (8, 9) of the drive (1; 1'; 1") can be activated in opposing directions, characterised in that a first measurement signal (S1) is detected by the switch flag-sensor arrangement during a first motion phase of the component shortly before the end position is reached at an instant (T1) and a second measurement signal (S2) is detected at a later instant (T2), after which at least one period (t1actual)) is calculated by the control system (13) from the time difference between the measurement signals (S1, S2), and a controller unit (55) of the control system (13) calculates at least one manipulated variable for at least one of two consecutive switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) by running a desired-actual comparison between a set period (t1desired) and the detected period (t1actual) to ensure a smooth movement into the end position, and this switching instant (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) is set on the basis of the manipulated variable in the other motion phase of the component in the same direction of movement (31, 31') following the first motion phase.
- Method as claimed in claim 1, characterised in that a period (tGD) is calculated by the control system (13) from the time difference between control signals at the switching instants (TUZ1,TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) or is pre-set, and a deceleration phase set on the basis of the period (tGD) is initiated at the first switching instant (TUZ1) of the switch element (10, 11; 36) and is terminated at the second switching instant (TUZ2) of the switch element (10, 11; 3 6), and a system pressure in the direction opposite the direction of movement (31, 31') of the component is increased in the pressure chamber (8, 9) originally without pressure during the movement of the component, and the system pressure acting in the direction of movement (31, 31') of the component is decreased in the pressure chamber (8, 9) which was originally pressurised during the movement of the component, and at the second switching instant (TUZ1) of the switch element (10, 11; 36), a system pressure in the direction opposite the direction of movement (31, 31') of the component is decreased in the pressure chamber (8, 9) which was pressurised during the period (tGD) and the system pressure acting in the original direction of movement (31, 31') of the component is increased in the pressure chamber (8, 9) which was without pressure during the period (tGD).
- Method as claimed in claim 1, characterised in that, during the first motion phase of the component, another period (t3actual) is determined by the control system (13) from the time difference between the first measurement signal (S1) and a control signal for the switch element (10, 11; 36) at the second switching instant (TUZ2), after which manipulated variables to ensure a smooth movement towards the end position are calculated by the controller unit (55) of the control system (13) from a desired-actual comparison between a set period (t3desired) and the determined period (t3actual) for a first and second switching instant (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) respectively, and these switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) are set on the basis of the manipulated variables during the other motion phase of the component in the same direction of movement (31, 31') following the first motion phase if the determined period (t3actual) deviates from the set period (t3desired).
- Method as claimed in claim 3, characterised in that a period (tGD) based on the time difference between control signals at the switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) is set by the control system (13) during the first motion phase of the component, and the first and second switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) are shifted from the first measurement signal (S1) on the time axis by a constant time interval corresponding to the period (tGD).
- Method as claimed in claim 1, characterised in that a period (tGD) is calculated from the time difference between control signals at the switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) by the control system (13) and changed, and to this end, the first switching instant (TUZ1) of the switch element (10, 11; 36) in terms of timing is set by the controller unit (55) in the other motion phase of the component in the same direction of movement (31, 31') following the first phase motion, and the second switching instant (TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) in terms of timing is set on the basis of the calculated manipulated variable if the determined period (t1actual) deviates from the set period (t1desired).
- Method as claimed in claim 2, characterised in that a re-set signal (SNS) is generated by the control system (13) at the second switching instant (TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) and the switch element (10, 11; 36) is switched on, and the latter applies system pressure to the pressure chambers (8, 9) for a period (tSCH2) so that system pressure is applied to the component in the direction of movement (31, 31') until it has safely reached its end position.
- Method as claimed in claim 1 or 6, characterised in that a pre-control signal (Svs) is transmitted to the switch element (10,11; 36) by the control system (13) at the pre-control instant (Tvs), by means of which the pressure chambers operating at system pressure are vented by the switch element (10, 11; 36) before the component starts to move during the other motion phase in a direction of movement (31') opposite the direction of movement (31) of the first motion phase.
- Method as claimed in claim 1, characterised in that a period (t4) during which the component will remain in its end position is predetermined by the control system (13) at the instant (T2) and a release signal is generated at the end of the period (t4), by means of which or at a subsequent start time (Tstart) set by the control system (13) or a higher ranking controller the switch element (10, 11; 36) is reversed in order to start the movement of the component in the other direction of movement (31') opposite the direction of movement (31) of the first motion phase.
- Method as claimed in claim 1, characterised in that a period (t5) is calculated by the control system (13) during the first motion phase of the component at the instant (T0), based on the time difference between a control signal forwarded to the switch element (10, 11; 36) activating the component by the control system (13) or a higher-ranking controller at the start time (Tstart and a start signal (Sstart) is triggered after the component has started to move during the motion phase and is detected by a sensor (21, 22) disposed in the end position at the end where the movement starts, and the start time (Tstart) at which the control signal is triggered and applied to the switch element (10, 11; 36) during the other motion phase of the component in the same direction of movement (31, 31') following the first motion phase is set on the basis of the calculated period (t5).
- Method as claimed in claim 1, characterised in that, taking account of the system properties of the other drive (1") actively connected to the drive (1; 1'), the control system (13) calculates an instant (TR) at which a check-back signal (Srück) is triggered and by means of which the other drive (1") is activated before, at the same time as or after the component of the first drive (1; 1') reaches the end position.
- Method as claimed in claim 1, characterised in that a signal sequence of the sensors (21, 22) during the motion phase of the component between its end positions is evaluated by a monitoring system (72) of the control system (13) and the number of changes of state of a signal level between a high level and a low level is monitored.
- Method as claimed in claim 11, characterised in that a threshold number of changes of state of a signal level between a high level and a low level is set by the control system (13), and a desired-actual comparison is run between a set period (t1desired) and the determined period (t1actual) during the first motion phase of the component if the determined number of changes of state exceeds the set threshold number of changes of state, and a manipulated variable for at least one of two consecutive switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) is calculated by the controller unit (55) to ensure a smooth movement into the end position on the basis of the desired-actual comparison between a set period (t1desired) and the determined period (t1actual), after which a period (tGD) during which force will be applied to the component in the direction of movement (31') opposite its direction of movement (31) during the other motion phase of the component in the same direction (31, 31') following the first motion phase is increased on the basis of the manipulated variable if the determined period (t1actual) drops below the set period (t1desired).
- Method as claimed in claim 11, characterised in that a threshold number of changes of state of a signal level between a high level and a low level is set by the control system (13), and a desired-actual comparison between a set period (t1desired) and the determined period (t1actaual) is run during the first motion phase of the component if the determined number of changes of state exceeds the set threshold number of changes or state, and in order to ensure a reliably smooth movement into the end position, a period (tGD) during which force will be applied to the component in the direction of movement (31') opposite its direction of movement (31) during the other motion phase of the component in the same direction ofmovement (31, 31') following the first motion phase is reduced by the control system (13) on the basis of a weighting factor if the determined period (t1actual) exceeds the set period (t1desired).
- Method as claimed in claim 11, characterised in that the determined number of changes of state of a signal level between a high level and a low level and a set minimum number of changes of state of a signal level between a high level and a low level are compared and evaluated by the control system (13), and an error message is forwarded to an output device (53) of the control system (13) or a higher-ranking controller if the determined number of changes of state falls below the set minimum number of changes of state.
- Method as claimed in claim 1, characterised in that the period (tGD) for reversing activation of the pressure chambers (8, 9) is monitored and an error message is forwarded to an output device (53) of the control system (13) or a higher-ranking controller if an upper time threshold for the period (tGD) set by the controls system (13) is exceeded.
- Fluid-operated drive (1; 1'; 1 ") for implementing the method as claimed in one of claims 1 to 15, with components which can be moved relative to one another, one of which components can be moved via at least one switch element (10, 11; 36) in a first direction of movement (31) and in a second direction of movement (31') opposite the first direction of movement (31) between end positions and is decelerated as it is moved into at least one of the end positions, and control signals for timing the motion phase of the component which can be electronically switched via a switch flag (27a, b) can be forwarded to an electronic control system (13) respectively from a sensor (21, 22) disposed in the end position to ensure a smooth movement into the end position, and the switch element (10, 11; 36) can be operated by the control system (13) on the basis of the control signals, and pressure chambers (8, 9) of the drive (1; 1', 1") are activated in opposing directions, characterised in that the moving component is provided with a control strip (25, 26) at oppositely lying ends in its direction of movement (31, 31'), which control strip (25, 26) constitutes the switch flag (27a, b) and comprises at least two control edges (32a, b, 33a, b) offset from one another in the direction of movement (31, 31') of the component so that, during the motion phase of the component, a first measurement signal (S1) can be triggered by the first control edge (32a, b) within the active range of the sensor (21, 22) disposed in the end position towards which the movement is being effected at an instant (T1) and a second measurement signal (S2) can be triggered by the second control edge (33a, b) within the active range of the same sensor (21, 22) at a later instant (T2), and the control system (13) has a controller unit (55) for calculating at least one manipulated variable for at least one of two consecutive switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (10, 11; 36) from a desired-actual comparison between a set period (t1desired) and a determined period (tactual) to ensure a smooth movement into the end position, and the switch element (10,11; 36) is provided as a means of setting at least one switching instant (TUZ1, TUZ2) on the basis of the manipulated variable in the other motion phase of the component in the same direction of movement (31, 31') following the first motion phase.
- Drive as claimed in claim 16, characterised in that the control system (13) also has a monitoring system (72) for evaluating a signal sequence of the sensors (21, 22) during the movement of the component between its end positions or a period (tGD) for the duration of which the pressure chambers (8, 9) are reversed.
- Drive as claimed in claim 16 or 17, characterised in that the control system (13) also has an output device (53) for evaluating the signal sequence of the sensors (21, 22) or outputting an error message.
- Drive as claimed in claim 16, characterised in that the control strip (25, 26) has a recessed groove (28a, b) disposed across a part of its thickness extending transversely to the direction of movement (31, 31'), by means of which the switch flag (27a, b) and an end position portion (29a, b) are separated from one another, and a width (B) of the recessed groove (28a, b) is at least between 1 mm and 5 mm, in particular between 2mm and 4 mm, for example 3 mm, and a lengthways distance between the control edges (32a, b, 33a, b) is at most between 4 mm and 15 mm, in particular between 5 mm and 12 mm, for example 9 mm.
- Drive as claimed in claim 16, characterised in that the control system (13) and/or the at least one switch element (10,11; 36) is mounted on one of the components or is integrated in one of the components.
- Drive as claimed in claim 1, characterised in that at least one of the end positions can be adjusted by changing the position of a fixed stop (3, 4; 44'; 44") and/or shock absorber (45'; 45") and/or a control strip (25, 26) and a sensor (21, 22) co-operating with it.
- Method of controlling a fluid-operated drive (100) with components which can be moved relative to one another, one of which components is moved in a regulated manner via at least one switch element (109; 133, 134) in a first direction of movement (31) and in a second direction of movement (31') opposite the first direction of movement (31) between end positions, and electric control signals for timing the motion phase of the component to ensure a soft movement into the end position are forwarded to a control system (116) and the switch element (109; 133, 134) is operated by the control system (116) on the basis of the control signals, characterised in that a desired value for the movement time (tBdesired) during which the component moves from one end position into the other end position is set by means of the control system (116) or a higher-ranking controller and an actual value of the movement time (tBactual) is detected by the sensors (119,120) during the displacement of the component from one end position into the other end position, and a manipulated variable for at least one of two consecutive switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (109; 133, 134) is calculated from a desired-actual comparison between the set movement time (tBdesired) and the detected movement time (tBactual) by a controller unit (127) of the control system (116) to ensure a soft movement into the end position, and a control period (tSD) predefined by the switching instants (TUZ1, TUZ2) is set by changing the switching instant (TUZ1, TUZ2) on the basis of the manipulated variable in the other motion phase of the component in the same direction (31, 31') following the first motion phase, and the component is firstly accelerated to a desired speed within the set control period (tSD), after which the switch element (109; 133, 134) is operated on a pulsed basis for a period (tGB) starting from the second switching instant (TUZ2) until a theoretical final instant (TTE) predefined by the set movement time (tBdesired).
- Method as claimed in claim 22, characterised in that the switch element (109; 133, 134) is switched by means of the control system (116) or the higher-ranking controller by several consecutive switch pulses of short duration (tSCH) within the period (tGB), as a result of which a pressure chamber (107,108) of the drive (100) activating the component is pressurised at system pressure at intervals following one another at pulse pauses so that the component is moved in the direction of movement (31, 31') into the relevant end position at a speed of motion which becomes increasingly slower than the desired speed starting from the second switching instant (TUZ2).
- Method as claimed in claim 23, characterised in that the control system (116) or higher-ranking controller calculates a period (tp) for the pulse pauses, during which the component is moved in the direction of movement (31, 31') in the direction towards the relevant end position on the basis of its own inertia without being driven.
- Method as claimed in claim 23, characterised in that the number and/or duration (tSCH) of the switch pulses is set by the control system (116) or higher-ranking controller.
- Method as claimed in claim 23, characterised in that the number and/or duration (tSCH) of the switch pulses is constantly determined by the control system (116) or higher-ranking controller in a dynamic learning mode in which the component is firstly moved into the end position in a controlled manner and, as it is so, a motion state is detected, such as the speed curve, the vibrations induced at the drive or the mechanical load on the drive due to impact stress as the component hits the end position, after which an optimum motion state is set at the drive (100) by constantly changing the number and/or duration (tSCH) of the switch pulses.
- Method as claimed in claim 22, characterised in that when the component arrives at its relevant end position within the set movement time (tBdesired) at the instant (T2 respectively TEE), a re-set signal is generated by the control system (116) and switched to the switch element (109; 133, 134) and the latter activates the pressure chambers (107, 108) at system pressure for a period (tA) so that system pressure is applied to the component in the direction of movement (31, 31') and it is held in the end position by means of a retaining force.
- Method as claimed in claim 22, characterised in that, in the event of a control variance (e) between the set movement time (tBdesired) and determined time (tBactual), a monitoring signal (So) is triggered by a monitoring unit (132) of the control system (116) at the theoretical final instant (TTE) of the set movement time (tBdesired), by means of which a first period is predefined, and a re-set signal (SNS) is triggered at the end of this period and switched to the switch element (109; 133, 134), and the latter activates the pressure chambers (107, 108) at system pressure for a period (tA) so that system pressure is applied to the component in the direction of movement (31, 31') until it reaches its end position and it is then held in the end position by means of a retaining force.
- Method as claimed in claim 28, characterised in that during the motion phase of the component, shortly before reaching the relevant end position, a first measurement signal (S1) is detected at the sensor (119, 120) via a switch flag (27a, b) at an instant (T1) and a second measurement signal (S2) is detected at a later instant (T2), and a second period (tF) is determined from the time difference between the first measurement signal (S1) and a control signal of the last switch pulse triggered at the switching instant (TUZn), and the re-set signal (SNS) is generated by the monitoring unit (132) before the end of the first period and switched to the switch element (109; 133, 134) if the first period exceeds the second period (tF) so that system pressure is applied to the component early in the direction of movement (31, 31').
- Fluid-operated drive (100) for implementing the method as claimed in one of claims 22 to 29, with components which can be moved relative to one another, one of which components can be moved via at least one switch element (109; 133, 134) in a first direction of movement (31) and in a second direction of movement (31') opposite the first direction of movement (31) between end positions, and control signals for timing the motion phase of the component to ensure a soft movement into the end position can be forwarded to an electronic control system (116) from sensors (119, 120) disposed in the end positions, and the switch element (109; 133, 134) is controlled by the control sys tem (116) on the basis of the control signals, characterised in that a desired value for the movement time (tBdesired) during which the component is moved from one end position into the other end position can be set by the control system (116) and an actual value for the movement time (tBactual) can be detected by the sensors (119, 120) as the component is moved from one end position into the other end position, and in order to ensure a soft movement into the end position, the control system (116) has a controller unit (127) which calculates a manipulated variable for at least one of two consecutive switching instants (TUZ1, TUZ2) of the switch element (109; 133, 134) by running a desired-actual comparison between the set movement time (tBdesired) and the detected movement time (tBactual), and the switch element (109; 133, 134) is provided as a means of setting a control period (tSD) by changing the switching instant (TUZ1, TUZ2) on the basis of the manipulated variable in the other motion phase of the component in the same direction of movement (31, 31') following the first motion phase, and the component is firstly accelerated to a desired speed by an automatic control of the switch element (109; 133, 134) within the set control period (tSD), after which the switch element (109; 133, 134) can be operated by the control system (116) on a pulsed basis starting from the second switching instant (TUZ2) for a period (tGB) until a theoretical final instant (TTE) predefined by the set movement time (tBdesired).
- Drive as claimed in claim 30, characterised in that the control system (116) also has a monitoring unit (132) for generating a monitoring signal (SÜ) and evaluating a first and second period (tF).
- Drive as claimed in claim 30, characterised in that the control system (116) also has an input and/or output device (131) for setting the number and/or duration (tSCH) of the switch pulses or outputting an error message.
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