AT501935A1 - FLUIDICALLY OPERATED DRIVE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF - Google Patents
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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 claims 1, 16, 22 and 30.
Aus der DE 44 10 103 CI ist ein fluidisch betätigter Antrieb bzw. ein Verfahren zum Steuern desselben mit einer elektronischen Steuereinrichtung und von dieser betätigten Schaltelementen bekannt. Der Antrieb umfasst relativ zueinander verstellbare Bauteile, wovon ein Bauteil über das erste Schaltelement in eine erste Bewegungsrichtung und über das zweite Schaltelement in eine der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte, zweite Bewegungsrichtung zwischen Endlagen bewegt werden kann. Zusätzlich ist der Antrieb in seinen Endlagen mit Stoßdämpfern versehen, welche die Aufprallenergie des auf diesen auflaufenden Bauteils absorbieren. Um ein besonders sanftes Anfahren einer Endlage des Bauteils zu erzielen, ist die Steuerung mit einem Gegenpulsmodul versehen, das über einen Vorpositioniersensor ansteuerbar ist, welcher zumindest einer Bewegungsrichtung des Bauteils zugeordnet ist. Das Gegenpulsmodul bewirkt eine zeitlich einstellbare Umsteuerung der beiden Schaltelemente, sodass der Bauteil des Antriebs unmittelbar vor Erreichen seiner anzufahrenden Endlage in zur Bewegungsrichtung entgegengesetzter Richtung mit dem Druckmittel über eine festgelegte Zeitdauer beaufschlagt und dadurch eine Bremswirkung erzeugt wird. In einem auf die Umsteuerung zeitlich nachfolgenden Zeitabschnitt werden sowohl das erste als auch das zweite Schaltelemeöt im Sinne eines Nachlaufs gleichzeitig bestromt. Dadurch wird der Antrieb beidseitig mit Systemdruck beaufschlagt und der Bauteil aufgrund seiner Massenträgheit antriebslos mit niedriger Geschwindigkeit in Richtung auf die Endlage weiterbewegt. Danach wird das ursprünglich aktive Schaltelement neuerlich bestromt und der Bauteil zuverlässig in die Endlage bewegt. Das Um-steuem der Schaltelemente, das Einstellen der Zeitdauer des Gegenimpuls sowie die Vorgabe der Nachlaufzeit erfolgt über manuell betätigte Stellelemente, wie Potentiometer. Die N2004/12200 über die Potentiometer fest eingestellten Zeiten, fuhren jedoch bei veränderten Betriebsbedingungen, wie Druckschwankungen, Änderungen der Last oder der Reibung, zu Störungen, welche sogar Schäden am Antrieb oder an einer Maschinenanlage hervorrufen können. Außerdem entsteht bei diesem bekannten Antrieb ein erhöhter schaltungstechnischer Aufwand, da für jede Bewegungsrichtung ein Vorpositioniersensor als auch ein Endlagensensor benötigt wird.From DE 44 10 103 CI a fluidically actuated drive or a method for controlling the same with an electronic control device and actuated by this switching elements is known. 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. In addition, the drive is provided in its end positions with shock absorbers, which absorb the impact energy of the accumulating on this component. In order to achieve a particularly smooth approach to an end position of the 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. In a temporally subsequent to the reversal period both the first and the second Schaltelemeöt are energized simultaneously in the sense of a caster. As a result, 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. Thereafter, the originally active switching element is energized again and moves the component reliably in the end position. The re-control of the switching elements, the setting of the duration of the counter-pulse and the specification of the follow-up time via manually operated actuators, such as potentiometers. The N2004 / 12200 fixed times over the potentiometer, however, lead to disturbances, which can even cause damage to the drive or to a machine installation under changed operating conditions, such as pressure fluctuations, changes of the load or the friction. In addition, in this known drive an increased circuit complexity, since a Vorpositioniersensor and a limit sensor is required for each direction of movement.
Ein Verfahren zum Steuern eines fluidischen Antriebs sowie eine Vorrichtung mit einem fluidisch betätigten Antrieb ist auch aus der DE 197 21 632 C2 bekannt. Der Antrieb ist durch einen Hubzylinder gebildet, in welchem ein Stellkolben mit einer Kolbenstange geführt ist. Die Kolbenstange ist über ein Festlager ortsfest gelagert, sodass der Hubzylinder den bewegten Bauteil des Antriebs bildet. Der Hubzylinder ist an ein 5/3-Wegeventil angeschlossen, welches mittels zwei elektromagnetischer Steuermagnete ansteuerbar ist und mit welchem Druckkammern des Hubzylinders wechselseitig mit Systemdruck beaufschlagbar sind. Die Steuermagnete sind an eine elektronische Steuereinrichtung angeschlossen, die ihrerseits von über Schaltfahnen elektronisch schaltbaren Sensoren Steuersignale erhält und in Abhängigkeit dieser das 5/3-Wegeventil und somit die Bewegung des Hubzylinders ansteuert. In der Bewegungsphase des Hubzylinders wird zu einem Zeitpunkt To ein erstes Messsignal So und zu einem späteren, in der Bewegungsphase des Hubzylinders liegenden Zeitpunktes Ti ein zweites Messsignal Si erzeugt und aus diesen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Bewegungsparameter des Hubzylinders eine Zeitdifferenz ti berechnet. Zum sanften Anfahren wenigstens einer der Endlagen des Hubzylinders wird aus dieser Zeitdifferenz ti eine Zeitspanne t2 für den Beginn einer Bremsphase zu einem Zeitpunkt T2 und die Dauer der Bremsphase t3 bis zu einem Zeitpunkt T3 berechnet, wobei die Steuereinrichtung zum Abbremsen des Hubzylinders an das 5/3-Wegeventil ein Bremssignal für den Beginn und für das Ende der Bremsphase abgibt. Nach diesem Stand der Technik ist es wesentlich, dass das erste Messsignal So sofort mit Beginn der Bewegung des Hubzylinders aus seiner Endlage und das zweite Messsignal Si in der Bewegungsphase noch ausreichend vor dem Eintritt einer Schaltfahne in den Wirkbereich eines der Endlage zugeordneten Sensors erfasst werden. Dies erweist sich als Nachteil, da der Bewegungszustand über die Bewegungsphase zwischen dem Zeitpunkt T1 der Erfassung des zweiten Messsignals Si und jenem Zeitpunkt, in welchem der Hubzylinder seine anzufahrende Endlage tatsächlich erreicht, unberücksichtigt bleibt, wodurch die basierend auf der Zeitdifferenz ti N2004/12200 • · · ·· · ·· ·· • 9 0 · ♦·· 9 · 9 099 • I · · · ····· ···· ·· · · ♦ · .....-*3 ....... zwischen dem ersten und zweiten Messsignal So, Si berechnete Bremsphase t3 ungeachtet der sich ändernden Betriebsbedingungen, wie Druckschwankungen, Änderungen der Last oder der Reibung, festgelegt wird und trotz der eingeleiteten Bremsphase ein kontrolliertes Anfahren bzw. eine gedämpfte Positionierung des Hubzylinders in den Endlagen nicht sichergestellt werden kann.A method for controlling a fluidic drive and a device with a fluidically actuated drive is also known from DE 197 21 632 C2. 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. In the movement phase of the lifting cylinder, a second measuring signal S i is generated at a time To and a second measuring signal S i at a later time Ti present in the movement phase of the lifting cylinder, and a time difference t i calculated therefrom taking into account the actual movement parameters of the lifting cylinder. For smooth starting of at least one of the end positions of the lifting cylinder is calculated from this time difference ti a time t2 for the beginning of a braking phase at a time T2 and the duration of the braking phase t3 up to a time T3, wherein the control device for braking the lifting cylinder to the 5 / 3-way valve gives a brake signal for the beginning and for the end of the braking phase. According to this prior art, it is essential that the first measurement signal So are detected immediately at the beginning of the movement of the lifting cylinder from its end position and the second measurement signal Si in the movement phase sufficiently before the occurrence of a switching flag in the effective range of a sensor associated with the end position. This proves to be a disadvantage since the motion state is disregarded over the movement phase between the time T1 of the detection of the second measurement signal Si and the time at which the lift cylinder actually reaches its end position to be approached, whereby based on the time difference ti N2004 / 12200. ···································································································································································································· ..... between the first and second measurement signal So, Si calculated braking phase t3 regardless of the changing operating conditions, such as pressure fluctuations, changes in load or friction, is determined and despite the initiated braking phase, a controlled start or a damped positioning of the lift cylinder can not be ensured in the end positions.
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 anfahrt.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 the drive even with changed operating and environmental conditions approach the end position particularly gently.
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 an- N2004/12200 deren 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 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. As a result, 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. In addition, it is advantageous that changes in operating and ambient conditions, which are caused for example by pressure fluctuations in the pressure medium, changes in the load to be manipulated or friction conditions, hardly affect the braking behavior of the component against the end position, since the calculation of the switching times of Switching elements and correction of at least one common switching time of the switching elements underlying movement speed is determined only just before reaching the end position to be approached, ie at a time in which the changes of operating and environmental conditions have the greatest effect and therefore on the in the vicinity of the to be approached end position prevailing motion state optimally coordinated correction of at least one common switching time of the switching elements can be made. With their words, the component is always braked against the end position only to such an extent as the current operating state requires. In addition, it is advantageous that the pressure chambers alternately always with the system pressure (neglecting the friction losses) is applied, thus 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. Furthermore, it is advantageous that an adaptive system behavior is achieved by the use of the control, especially since an optimal mode of operation of the drive can be set independently and maintained over the entire service life.
Von Vorteil ist auch die Maßnahme nach Anspruch 2, da nun von der Steuereinrichtung aus den ihr vorgebaren, tatsächlichen Bewegungsparametem, 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 claim 2, since now from the control of her vorgebaren, actual Bewegungsparametem, for example, the mass to be moved, the operating conditions for the system pressure, the valve flow and the like., Taking into account the state of motion or the speed of movement Component, a counter control period is calculated, which defines the braking phase exactly and thus a particularly smooth approach to the end position is possible. In conjunction with the opposite and sudden pressurization of the pressure chambers in the switching times at the beginning and at the end of the braking phase, the demands made on the drive dynamics and ease of control can be optimally met, since the underlying the control drive method on the one hand, the movement time for the Adjustment movement of the component between the end positions can be drastically reduced and on the other hand a conservation of the mechanical design of the drive is achieved.
Eine vorteilhafte Maßnahme ist im Anspruch 3 beschrieben, wodurch eine optimale zeitliche Abstimmung zwischen dem Zeitpunkt Ti, in welchem das erste Messsignal Si ausgelöst wird, und den Umschaltzeitpunkten Tuzi, Tuz2 des Schaltelementes unter Einhaltung der aus der Zeitspanne ti abgeleiteten Gegensteuerdauer toö erreicht ist, sodass sich die Positionierung der die Schaltfahnen aufweisenden Steuerleisten am beweglichen Bauteil und der Sensoren zueinander als unkritisch erweist. N2004/12200An advantageous measure is described in claim 3, whereby an optimal timing between the time Ti, in which the first measurement signal Si is triggered, and the switching times Tuzi, Tuz2 of the switching element is achieved in compliance with the derived from the period ti counter control period toö, so the positioning of the switching lugs having control strips on the movable member and the sensors to each other is not critical. N2004 / 12200
Gemäß Anspruch 4 ist eine vorteilhafte Maßnahme zur Einstellung der Gegensteuerdauer too beschrieben, die einfach anzuwenden ist und durch die der Beginn und das Ende der Bremsphase exakt definiert sind.In accordance with claim 4, an advantageous measure for setting the counter-control period is too described too simple, which is precisely defined by the beginning and the end of the braking phase.
Eine vorteilhafte Maßnahme ist auch im Anspruch 5 beschrieben, mit welcher durch Einstellung des ersten Umschaltzeitpunktes Tuzi die Gegensteuerdauer toD 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 claim 5, with which by setting the first switching time Tuzi the counter control duration toD or the duration of the braking phase is specified. A calculation and adjustment of the end of the braking phase can be omitted, whereby the cycle time for the control process can be reduced. This control method is therefore ideal for drives with extremely low movement times.
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 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.
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 claim 7, 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.
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 t» 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 claim 8, which ensures that all calculations for the manipulated variables of the first and / or second switching time of the switching element within the time period t »are performed by the control device. This allows a highly reliable control of the drive, especially since the manipulated variables are already present in the same direction of movement clearly before the movement start of the next movement phase.
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 t$ vorgelagert wird, sodass der Bauteil zum gewünschten Zeitpunkt tatsächlich in Bewegung versetzt wird. Mit dieser Maßnahme kann die Bewegungszeit des Bauteils weiters optimiert werden. N2004/12200The measure according to claim 9 is advantageous since, in the time control of the switching element, the system-related inertia of the drive is taken into account and the starting time is advanced by the time period t $, 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. N2004 / 12200
Gemäß der Maßnahme nach Anspruch 10, wird der Steuereinrichtung des ersten Antriebs eine die Systemträgheit des zweiten Antriebs berücksichtigende Zeitspanne ts 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 Anwendungsfalle 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 claim 10, the control device of the first drive is provided with the system inertia of the second drive taking into account time ts, 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. However, 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. There are also application cases conceivable in which the feedback signal is emitted 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.
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 claim 11.
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 toD 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 toD 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 toD reduziert und die Bewegungsgeschwindigkeit soweit erhöht wird, dass die Bewegungszeit für die Bewegung des Bauteils zwischen den Endlagen optimiert ist. N2004/12200 *By the measures according to claims 12 and 13, 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 toD. According to claim 12, it is recognized by the control device that the movement speed of the component is too short shortly before reaching its end position and must be reduced taking into account the dynamic load of the drive, for which purpose the counter control duration toD is increased. This ensures reliable operation over the entire service life of the drive. On the other hand, according to claim 13 recognized by the controller that the speed of movement of the component is relatively low shortly before reaching its end position and higher, for which the Gegensteuerdauer reduced to death and the movement speed is increased so far that the movement time for the movement of the component between is optimized for the end positions. N2004 / 12200 *
• · ··· • · · · • · · *• · · · · · · · · · · · *
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 claim 14, whereby a malfunction on the drive immediately recognized, evaluated and made visible to an operator.
Von Vorteil ist auch die Maßnahme nach Anspruch 15, wodurch beispielsweise die Funktionsweise eines am Antrieb zusätzlich eingesetzten, mechanischen Stoßdämpfers überwacht werden kann und ein anbahnender Ausfall des Stoßdämpfers als Fehlermeldung einer Bedienperson bekannt gegeben 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 claim 15, whereby, for example, the operation of a drive additionally used, mechanical shock absorber can be monitored and an impending failure of the shock absorber is given as an error message to an operator. 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.
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 claim 17, which allows reliable operation of the drive.
Gemäß Anspruch 18 können die unterschiedlichen Auswertungen, beispielsweise zum Signalverlauf der Sensoren oder zur Gegensteuerdauer tüD, einer Bedienperson angezeigt und protokolliert werden.According to claim 18, the different evaluations, for example, the waveform of the sensors or the counter-control duration tüD, an operator can be displayed and logged.
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 ti 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 claim 19 is advantageous because 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 ti or the speed of movement represents reliable measurement variable for setting the counter control duration. 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.
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 ts 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 N2004/12200 % •-•β -·Also advantageous is 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 ts. If 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 into the N2004 / 12200%. ·
Druckkammern münden, wie dies in der WO 99/09462 Al im Detail offenbart ist und auch am erfindungsgemäßen Antrieb Anwendungen finden kann.Pressure chambers open, as disclosed in detail in WO 99/09462 Al and can also find applications in the drive according to the invention.
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 claim 21, 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. For example, a center position on the drive can now be approached smoothly.
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. N2004/12200 • ··· • ♦ • ψ '-*9 -* • ··♦ • · · • · ·However, 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, whereby on the one hand a 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. In addition, the drive is always driven with such a movement speed, as required by the current operating situation. Thus, unnecessary wear is avoided by unnecessary, low movement times, extends the maintenance intervals and increases the life of the drive. Furthermore, it is advantageous that 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. N2004 / 12200 • ··· • ♦ • ψ '- * 9 - * • ·· ♦ • · · • · ·
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 of the movement speed of the component is selectively adjusted until reaching its end position.
Gemäß der Maßnahme nach Anspruch 25 wird eine einfache Regelung des Antriebs ermöglicht.According to the measure according to claim 25, a simple control of the drive is made possible.
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 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.
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. If the drive is equipped with a tool that has to be moved out of the end position, a work process, for example 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 claim 31, which allows reliable operation of the drive.
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 ü- N2004/12200 • · · · ··· · · · ··· • · · ♦ · ···#· • · · ♦ · * · · · · ·· ·♦ ««JtQ ···· ·· ·· berschritten 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 subsequent switching pulse, the component has not reached the end position and a time specified by the control device or the higher-level control has elapsed and a limit value is exceeded. N2004 / 12200 • · · · ··· · · · · . 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:Show it:
Fig. 1 ein Bio kschaltbild mit einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäß : n Antriebs in seiner rechten Ausgangslage, in schematischer Darstellung;Fig. 1 is a Bio kschaltbild with a first embodiment of an inventive: n drive in its right starting position, in a schematic representation;
Fig. la ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Antriebs nach Fig. 1 mit einer Steuerleiste, in vergrößerter und vereinfachter Darstellung;Fig. La is a detail of the drive according to the invention of Figure 1 with a control bar, in an enlarged and simplified representation.
Fig. 2 der Antrieb aus Fig. 1 in seiner linken Endlage;FIG. 2 shows the drive from FIG. 1 in its left end position; FIG.
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Antriebs in seiner rechten Ausgangslage mit einer anderen Ausführung zu seiner fluidischen Ansteuerung, in vereinfachter Darstellung;3 is a block diagram of the drive in its right starting position with another embodiment for its fluidic control, in a simplified representation;
Fig. 4 der Antrieb nach Fig. 3 in seiner linken Endlage;FIG. 4 shows the drive according to FIG. 3 in its left end position; FIG.
Fig. 5 ein Blockschaltbild mit einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebs in seiner rechten Ausgangslage;5 shows a block diagram with another embodiment of the drive according to the invention in its right starting position;
Fig. 6 der Antrieb nach Fig. 5 in seiner linken Endlage;FIG. 6 shows the drive according to FIG. 5 in its left end position; FIG.
Fig. 7 ein Handhabungssystem mit zwei miteinander gekoppelten Antrieben für rechtwinkelig zueinander liegende Bewegungen, in schematischer Darstellung;7 shows a handling system with two drives coupled to one another for movements lying at right angles to each other, in a schematic representation;
Fig. 8 ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und der Schaltelemente für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den Fig. 1,2, 5 bis 7;8 shows a time diagram of the signal profiles of the sensors and of the switching elements for different movement phases of the drive according to FIGS. 1, 2, 5 to 7;
Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung der vorteilhaften Wirkung des frühzeitigen Entlüftens der in der vorangegangen Bewegungsphase am Ende druckbeaufschlagten Druckkammer; N2004/12200 • # • ♦ · · · ·· • ·Fig. 9 is a diagram for explaining the advantageous effect of prematurely venting the pressure chamber pressurized in the preceding movement phase at the end; N2004 / 12200 • # • ♦ · · · · · · ·
Fig. 10 Fig. 11 Fig. 11a Fig. 11b Fig. 12 Fig. 12a Fig. 12b Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 16 Fig. 17 • · ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und des Schaltelementes für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den Fig. 3 und 4; das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des fluidisch betätigten Antriebs in der Darstellung als Flussdiagramm; ein Blockschaltbild zu dem in Fig. 11 in strichlierte Linien eingetragenen, ersten Regelkreis; ein Blockschaltbild zu dem in Fig. 11 in strichlierte Linien eingetragenen, zweiten Regelkreis; das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des fluidisch betätigten Antriebs in modifizierter Ausführung, dargestellt als Flussdiagramm; das Zeitdiagramm nach Fig. 8 mit dem Signalverlauf vom in der Zielendlage angeordneten Sensor, der eine Rückprallbewegung des Bauteils an der Endlage erfasst; das Zeitdiagramm nach Fig. 8 mit dem Signalverlauf vom in der Zielendlage angeordneten Sensor, der eine Pendelbewegung des Bauteils vor der Endlage erfasst; ein Blockschaltbild des Antriebs in seiner rechten Ausgangslage mit einer anderen Ausführung zu seiner erfindungsgemäßen Ansteuerung, in vereinfachter Darstellung; der Antrieb aus Fig. 13 in seiner linken Endlage; ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und des Schaltelementes für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den Fig. 13 und 14; ein Blockschaltbild einer Reglereinheit zur erfindungsgemäßen Steuerung des Antriebs nach der Fig. 13;Fig. 10 Fig. 11 Fig. 11a Fig. 11b Fig. 12 Fig. 12a Fig. 12b Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 16 Fig. 17 • • A time diagram of the signal characteristics of the sensors and of the switching element for different phases of motion the drive of Figures 3 and 4. the inventive method for controlling the fluidically actuated drive in the representation as a flowchart; a block diagram of the in Fig. 11 in dashed lines registered, first control loop; a block diagram of the in Fig. 11 in dashed lines registered, second control loop; the method according to the invention for controlling the fluidically actuated drive in a modified version, shown as a flowchart; 8 shows the timing diagram of the sensor arranged in the target end position, which detects a rebound movement of the component at the end position; the timing diagram of Figure 8 with the waveform of arranged in the Zielendlage sensor which detects a pendulum movement of the component before the end position. 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; the drive of Figure 13 in its left end position. a timing diagram of the waveforms of the sensors and the switching element for different phases of movement of the drive of Figures 13 and 14; a block diagram of a control unit for the inventive control of the drive of FIG. 13;
Geschwindigkeitsverläufe für den Bauteil zu unterschiedlichen Regelungsfällen eines Startimpulses, in vereinfachter Darstellung; N2004/12200Velocity curves for the component for different control cases of a start pulse, in a simplified representation; N2004 / 12200
• · t · ♦ · ) ···· ·· ·» • · · · · · • · · · ·• · t · ♦ ·) ···· ··· »• · · · · · · · · · · ·
Fig. 18 ein Zeitdiagramm der Signalverläufe der Sensoren und der Schaltelemente für verschiedene Bewegungsphasen des Antriebs nach den Fig. 1 und 2.18 is a time chart of the waveforms of the sensors and the switching elements for different phases of movement of the drive according to FIGS. 1 and 2.
Einfuhrend 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.It should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component designations, the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or identical component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when 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 Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführung eines Antriebs 1 in prinzipieller Darstellung gezeigt. Der Antrieb 1 wird durch einen Hubzylinder 2 gebildet, der aus einem Zylinderrohr besteht, dessen Enden mit Stirnwänden 3, 4 abgeschlossen sind. In diesem Hubzylinder 2 ist durch ein Druckmittel verschiebbar ein Stellkolben 5 geführt, der seinerseits mit einer Kolbenstange 6 verbunden ist. Der Hubzylinder 2 bildet eine Führungsvorrichtung für den Stellkolben 5 aus. Das fluidische Druckmittel ist Druckluft oder Hydrauliköl. Die Kolbenstange 6 ist über ein entsprechendes Festlager 7 ortsfest gelagert, sodass der Hubzylinder 2 den bewegten Bauteil und der Stellkolben 5 mit der Kolbenstange 6 den feststehenden Bauteil des Antriebs 1 bildet. Die Kolbenstange 6 durchragt die rechte Stirnwand 3 des Hubzylinders 2 in axialer Richtung.1 and 2, 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. In this lifting cylinder 2, 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.
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 sogenannten 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 Schaltele- N2004/12200 • · · · ··· « · · ·#· • · · · · ····· • ·· · ·· ···· ·· ♦· ·«·> ···# ·· ·· mente 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 Fig. 8 aus dem Signalverlauf für die Schaltstellung Sschi, Sscm der Schaltelemente 10,11 ersichtlich ist.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. As the illustrations show, the lifting cylinder 2 is a so-called double-acting fluid cylinder. The pressure chambers 8.9 are according to this embodiment via two separate switching elements 10,11, in particular two 3/2-way valves alternately acted upon. The switching elements 10, 11 each have an electromagnetic control magnet 12, which is connected via corresponding control lines 14, 15 to an electronic control device 13, which in turn generates the switching elements N2004 / 12200. · · · · ····· • ··· ············ ··· # ···· elements 10,11 switches between a rest position in the de-energized state of the control magnets 12 and the actuating position in the energized state of the control magnets 12. 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 can be seen in Fig. 8 from the waveform for the switching position Sschi, Sscm of the switching elements 10,11.
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 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 are alternately pressurized with system pressure, for example 6 bar.
Wie in den Fig. 1 und 2 weiters eingetragen, ist die Steuereinrichtung 13 über Signalleitungen 19,20 mit Sensoren 21,22 verbunden, sodass die von den Sensoren 21,22 abgegebenen, elektrischen Steuersignale der Steuereinrichtung 13 zufuhrbar sind. Die Sensoren 21,22 sind beispielsweise durch induktiv wirkende Sensoren gebildet.As further indicated in FIGS. 1 and 2, the control device 13 is connected via signal lines 19, 20 to sensors 21, 22, so that the electrical control signals output by the sensors 21, 22 can be fed to the control device 13. The sensors 21, 22 are formed for example by inductively acting sensors.
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 Fig. 2 gezeigten Lage des Hubzylinders 2 im Wirkbereich des ersten Sensors 21 liegt. Dem zweiten Sensor 22 ist am rechten Ende des Hubzylinders 2 eine zweite Steuer- N2004/12200 • · · · · · · · ·· • # · · ··· · · · ··· • · · · · ····· • · ♦ ♦ ·· · · · · ♦· #· ···· ·· ·· leiste 26 zugeordnet, welche in der in Fig. 1 gezeigten Lage des Hubzylinders 2 im Wirkbereich des zweiten Sensors 22 liegt. Die Steuerleisten 25,26 sind also am beweglichen Bauteil des Antriebs 1 an dessen gegenüberliegenden Enden, beispielsweise über eine Schraubenanordnung, befestigt.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. Of course, there is also the possibility that 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 basic nature. In the arrangement of the sensors 21, 22, depending on the wiring, it is only necessary that they do not influence one another. At the left end of the lifting cylinder 2, which forms the movable component of the drive, a first control bar 25 is attached, which is in the position shown in Fig. 2 of the lifting cylinder 2 in the effective range of the first sensor 21. The second sensor 22 is at the right end of the lifting cylinder 2, a second control N2004 / 12200 • ····················································································· Associated with the strip 26 which, in the position of the lifting cylinder 2 shown in FIG. 1, lies in the effective range of the second sensor 22. The control strips 25, 26 are thus fastened to the movable component of the drive 1 at its opposite ends, for example via a screw arrangement.
Die Steuerleiste 25,26, wie sie in Fig. la vergrößert dargestellt ist, ist durch einen prismatischen Block gebildet und weist an seiner dem Sensor 21,22 zugewandten Oberseite eine Schaltfahne 27a, b und einen von ihr über eine Vertiefungsnut 28a, b getrennten Endlagenabschnitt 29a, b auf. Die Breite (B) der Vertiefungsnut 28a, b beträgt mindestens zwischen 1 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm. Der Längsabstand (A) zwischen Steuerkanten 32a, b, 33a, b beträgt maximal zwischen 4 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 9 mm. In einem an den Endlagenabschnitt 29a, b anschließenden Abschnitt der Steuerleiste 25,26 ist eine Bohrung 30 a, b zur Aufnahme einer nicht dargestellten Befestigungsschraube angeordnet. Die Schaltfahne 27a, b, die Vertiefungsnut 28a, b und der Endlagenabschnitt 29a, b sind in Bewegungsrichtung des Hubzylinders 2 - gemäß Pfeil 31 in Fig. 1 - hintereinander angeordnet. Die Länge der Schaltfahne 27a, b ist durch die in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - betrachtet, vordere Seitenfläche und durch die aufragende, vordere Nutseitenfläche und die Breite durch die quer zur Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - betrachtet, gegenüberliegenden Seitenflächen der Steuerleiste 25,26 begrenzt. Der Endlagenabschnitt 29a, b erstreckt sich als Fläche zwischen der in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - betracht, aufragenden hinteren Nutseitenfläche und der hinteren Seitenfläche der Steuerleiste 25,26 sowie zwischen den quer zur Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - gegenüberliegenden Seitenflächen der Steuerleiste 25,26. Die gezeigte Ausbildung der Steuerleiste 25,26 ist lediglich prinzipieller Art. Bei der Ausbildung der Steuerleisten 25,26 kommt es darauf an, dass in Bewegungsrichtung des Hubzylinders 2 - gemäß Pfeil 31 - hintereinander versetzt zwei Steuerkanten 32a, b, 33a, b vorgesehen sind, an denen jeweils ein Messsignal Si, S2 ausgelöst wird, wenn die Steuerkante 32a, b, 33a, b in den Wirkbereich des betreffenden Sensors 21,22 eintritt, wie dies noch genauer beschrieben wird. Überdies weist die Steuerleiste 25,26 eine dritte Steuerkante 34a, b auf, die zwischen der ersten und zweiten Steuerkante 32a, b, 33a, b liegt. Über die zweite Steuerkante 33a, b wird ein Startsignal Sstart ausgelöst, wenn die Steuerkante 33a, b aus dem Wirkbereich des betreffenden Sensors 21, 22 austritt, wie dies noch genauer beschrieben wird. N2004/12200The control bar 25,26, as shown enlarged in Fig. La, is formed by a prismatic block and has on its the sensor 21,22 facing top a switching lug 27a, b and one of her via a recess groove 28a, b separated Endlagenabschnitt 29a, b on. 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 a maximum of between 4 mm and 15 mm, in particular between 5 mm and 9 mm. In a subsequent to the end position portion 29 a, b section of the control bar 25,26 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 arranged one behind the other in the direction of movement of the lifting cylinder 2, as indicated by arrow 31 in FIG. The length of the switching lug 27a, b is considered 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 transverse to the direction of movement - as indicated by arrow 31, opposite side surfaces of the control bar 25,26 limited. The end-layer section 29a, b extends as a surface between the rear groove side surface and the rear side surface of the control strip 25,26, as viewed in arrow 31, and between the lateral side surfaces of the control strip 25,26, which are transverse to the direction of movement , In the design of the control bars 25,26, it is important that two control edges 32a, b, 33a, b are provided in the direction of movement of the lifting cylinder 2 - according to arrow 31 - successively offset in which a respective measurement signal Si, S2 is triggered when the control edge 32a, b, 33a, b enters the effective range of the relevant sensor 21, 22, as will be described in more detail. Moreover, the control bar 25,26 on a third control edge 34a, b, which lies between the first and second control edge 32a, b, 33a, b. A start signal Sstart 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. N2004 / 12200
In den Fig. 3 und 4 ist der Antrieb 1 gemäß oben beschriebener Ausführung mit einer anderen Ausführung der Steuerung in prinzipieller Darstellung gezeigt. Wie die Darstellungen erkennen lassen, handelt es sich bei dem Hubzylmder 2 um einen sogenannten dop-pelt-wirkenden Fluidzylinder.3 and 4, the drive 1 according to the above-described embodiment is shown with a different embodiment of the control in a schematic representation. As the illustrations show, the lifting cylinder 2 is a so-called double-acting fluid cylinder.
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. Die Ansteuerung des Steuermagnetes 37 erfolgt hierbei über elektrische Steuersignale der Steuereinrichtung 13, durch welche das Schaltelement 36 betätigt wird, wie dies in den Fig. 10 aus dem Signalverlauf für die Schaltstellung Ssch des Schaltelementes 36 ersichtlich ist.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. The control of the control magnet 37 takes place here via electrical control signals of the control device 13, through which the switching element 36 is actuated, as shown in FIG. 10 from the waveform for the switching position Ssch of the switching element 36 can be seen.
Wie in den Fig. 3 und 4 weiters eingetragen, sind die linke Druckkammer 8 über eine erste Druckleitung 16 und die rechte Druckkammer 9 über eine zweite Druckleitung 17 mit dem Schaltelement 36 verbunden. Das Schaltelement 36 ist an die Druckversorgungseinheit 18 angeschlossen, durch welche die Druckkammern 8, 9 wechselweise mit Systemdruck, beispielsweise 6 bar beaufschlagt werden.As further indicated in FIGS. 3 and 4, the left pressure chamber 8 is connected to the switching element 36 via a first pressure line 16 and the right pressure chamber 9 via a second pressure line 17. 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.
In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsvariante eines fluidisch betätigten Antriebs 1 ’ gezeigt, der relativ zueinander verstellbare Bauteile umfasst, wovon der bewegliche Bauteil über einen Stellantrieb 40’ entlang einer Führungsvorrichtung 41 ’ zwischen einer rechten Endlage, wie in Fig. 5 dargestellt, und einer linken Endlage, wie in Fig. 6 dargestellt, verstellbar ist. Der bewegliche Bauteil ist durch einen Führungsschlitten 42’ und die Führungsvorrichtung 41’ durch eine am feststehenden Bauteil befestigte Linearführung gebildet, wobei der Führungsschlitten 42’ an der Linearführung gelagert ist. Der feststehende Bauteil ist durch einen Rahmen 43’ gebildet, an welchem in Bewegungsrichtung -gemäß Pfeil 31 - des verstellbaren Bauteils einander gegenüberliegend Festanschläge 44’ angeordnet sind, durch die die Endlagen festgelegt sind. Die Festanschläge 44’ sind bei- N2004/12200 • ·· ·· · · t «· • · · · ··· · · · ··· • · · · · ····· ···· ·· ···· ·· ·· ····· ·· ·· spielsweise durch eine Schrauben-Gewinde-Anordnung gebildet und begrenzen den maximalen Verstell weg des beweglichen Bauteils zwischen den Endlagen.FIGS. 5 and 6 show a further embodiment variant of a fluidically actuated drive 1 ', which comprises components which are adjustable relative to one another, of which the movable component can be moved via an actuator 40' along a guide device 41 'between a right end position, as in FIG illustrated, and a left end position, as shown in Fig. 6, 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 - as shown by arrow 31 - of the adjustable component opposite each other fixed stops 44' are arranged by the end positions are fixed. The fixed stops 44 'are located at- N2004 / 12200 • ·· ·· · · · «· · · · · ················································································· ··· ·············································································································································································
Wie in den Fig. 5 und 6 weiters ersichtlich, sind am Rahmen 43’ in den Endlagen einander gegenüberliegend Stoßdämpfer 45’ angeordnet. Diese mechanischen Stoßdämpfer 45’ erfüllen vorwiegend die Aufgabe, in der Inbetriebnahme des Antriebs 1 ’ die Stoßbelastung auf den Rahmen 43’ zu reduzieren oder im Betrieb durch unvorhergesehene Störungen eine Beschädigung des Antriebs 1 ’ zu verhindern.As can be seen in FIGS. 5 and 6, shock absorbers 45 'are arranged on the frame 43' in the end positions opposite one another. 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.
Der Stellantrieb 40’ ist durch eine Fluidzylinder gebildet, wie dieser in den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde, und über eine Befestigungsvorrichtung 46 mit dem Zylindergehäuse am Rahmen 43’ befestigt. Die Kolbenstange 6’ des Stellantriebs 40’ ist über eine weitere Befestigungsvorrichtung 47’ mit dem Führungsschlitten 42’ verbunden, sodass der Stellkolben 5’ und der Führungsschlitten 42’ bewegungsmäßig gekoppelt sind und die Einoder Ausfahrbewegung der Kolbenstange 6’ auf den Führungsschlitten 42’ übertragen wird. Die Druckkammern 8’, 9’ des Stellantriebs 40’ sind über die Druckleitungen 16,17 mit den Schaltelementen 10,11 verbunden. Die Schaltelemente 10,11 sind an die Druckversorgungseinheit 18 angeschlossen. Die Steuermagnete 12 der Schaltelemente 10,11 sind über die Steuerleitungen 14,15 mit der elektronischen Steuereinrichtung 13 verbunden, die ihrerseits die Schaltelemente 10,11 ansteuert. Die in den Fig. eingetragenen Sensoren 21,22 sind am Rahmen 43’ des Antriebs 1 ’ befestigt und über Signalleitungen 19,20 mit der elektronischen Steuereinrichtung 13 verbunden.The actuator 40 'is formed by a fluid cylinder, as has been described in FIGS. 1 to 4, 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 Einoder extension movement of the piston rod 6 'on the guide carriage 42' is transmitted , 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 controls the switching elements 10,11. The sensors 21, 22 registered in the FIGS. Are fastened to the frame 43 'of the drive 1' and are connected to the electronic control device 13 via signal lines 19, 20.
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 Fig. la ausführlich beschrieben sind.The guide carriage 42 'is equipped 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 they are described in detail in Fig. La.
Fig. 7 zeigt ein Handhabungssystem 48, das aus mehreren fluidisch betätigten Antrieben Γ, 1 ” zusammengesetzt ist, deren Bauart beispielsweise jener der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführung entspricht. Der erste Antrieb 1 ’ ist durch eine Horizontalachse und der zweite Antrieb 1 ” durch eine Vertikalachse gebildet, wobei der zweite Antrieb 1 ” mit seinem Rahmen 43” am Führungsschlitten 42’ des ersten Antriebs 1’ befestigt ist. Der bewegliche Bauteil des zweiten Antriebs 1” ist durch einen Führungsschlitten 42” gebildet, der an der Führungsvorrichtung 41 ” über den Stellantrieb 40” vertikal bewegbar an N2004/12200 • ·· ι · · * · ·· • · · · ··· · · · Μ· ···· · ····« • ••· ·· ···· ·· ·· ···; ···· ·« ·· der Linearfuhrung gelagert ist. Der feststehende Bauteil ist durch den Rahmen 43” gebildet, an welchem in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - des bewegbaren Bauteils einander gegenüberliegend Festanschläge 44” angeordnet sind, durch die die Endlagen festgelegt sind. Zusätzlich sind am Rahmen 43” in den Endlagen einander gegenüberliegend Stoßdämpfer 45” angeordnet. Am Führungsschlitten 42” des zweiten Antriebs 1” sind die Steuerleisten 25,26 und beispielsweise ein pneumatisch oder hydraulisch betätigtes Greifsystem befestigt, wobei die Steuerleisten 25,26 mit den ortsfesten Sensoren in den Endlagen Zusammenwirken. Die Druckkammern des Stellantriebs 40” sind ebenfalls über Druckleitungen an ein oder zwei Schaltelemente angeschlossen, wie dies aus Gründen der besseren Übersicht nicht dargestellt ist.Fig. 7 shows a handling system 48, which is composed of a plurality of fluidly actuated drives Γ, 1 ", the construction of which corresponds for example to that of the embodiment shown in FIGS. 5 and 6. The first drive 1 'is formed by a horizontal axis and the second drive 1 "by a vertical axis, wherein the second drive 1" with its frame 43 "on the guide carriage 42' of the first drive 1 'is fixed. The movable component of the second drive 1 "is formed by a guide slide 42" which can be moved vertically on the guide device 41 "via the actuator 40" to N2004 / 12200. · · · · · ···· · ···· «• ••• ································ ···· · «·· the linear guide is mounted. The fixed component is formed by the frame 43 "on which in the direction of movement - according to arrow 31 - of the movable member opposite each other fixed stops 44" are arranged, by which the end positions are fixed. In addition, on the frame 43 "in the end positions opposite each other shock absorbers 45" are arranged. On the guide carriage 42 "of the second drive 1" are the control bars 25,26 and, for example, a pneumatically or hydraulically actuated gripping system attached, the control bars 25,26 cooperating with the stationary sensors 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.
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 Γ, 1” an eine eigene Steuereinrichtung 13 angeschlossen ist, die jeweils eine Reglereinheit und einen Speicher umfassen. Die Steuereinrichtung(en) sind vorzugsweise über ein adressbasie-rende 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 Γ, 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 drive 1 ', 1 "will be described later. As not shown in detail, in a preferred embodiment, both drives 1 ', 1 "are driven by only one control device 13, which is connected to the higher-level controller. But it would equally well be conceivable for each drive Γ, 1 "to be connected to its own control device 13, which in each case comprises a control unit and a memory. The control device (s) are preferably connected to or formed by an address-based network, in particular a bus system, for data or signal exchange with the higher-level control. 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. Since the described drives Γ, 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 optionally the higher-level control can be connected.
Wenngleich der Antrieb Γ, 1” in den Fig. 5 bis 7 von zwei 3/2-Wegeventile angesteuert ist, könnte dies ebenso nur mit einem 5/2-Wegeventil erfolgen. N2004/12200 • t· ·♦ · ·· ·· • · · · ··· · · · ··· • ♦ · · · · t · · t ···· ·· ···· ·♦ ·* ·££ ···· t« ·«Although the drive Γ, 1 "in Figs. 5 to 7 is driven by two 3/2-way valves, this could also be done only with a 5/2-way valve. N2004 / 12200 • t · · · · ································································································· · ££ ···· t «·«
Fig. 8 zeigt das prinzipielle Zeitdiagramm für den Antrieb 1; Γ; 1” gemäß den gezeigten Ausführungen nach den Fig., 1,2; 5,6; 7. Dabei sind der Signalverlauf Sr für die Rückmeldung, die Signalfolgen Sei und Se2 der beiden Sensoren 21,22 sowie die Schaltstellungen Sschi und Sscm der Schaltelemente 10,11 über die Zeit von drei Bewegungsphasen des zwischen den Endlagen beweglichen Bauteils dargestellt. Nach dem Ausführungsbeispiel des Antriebs 1 gemäß Fig. 1 und 2 entspricht die erste und dritte Bewegungsphase einer Ausfahrbewegung - gemäß Pfeil 31 - des Hubzylinders 2 und die zweite Bewegungsphase einer Einfahrbewegung - gemäß Pfeil 3 Γ - des Hubzylinders 2.Fig. 8 shows the principle timing diagram for the drive 1; Γ; 1 "according to the embodiments shown in FIGS., 1,2; 5.6; 7. The signal curve Sr for the feedback, the signal sequences Sei and Se2 of the two sensors 21,22 and the switching positions Sschi and Sscm of the switching elements 10,11 are shown over the time of three movement phases of the movable between the end positions component. According to the embodiment of the drive 1 according to FIGS. 1 and 2, the first and third movement phase corresponds to an extension movement - according to arrow 31 - of the lifting cylinder 2 and the second movement phase of a retraction movement - according to arrow 3 Γ - of the lifting cylinder. 2
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 Fig. 1 und der Führungsschlitten 42’, 42” nach Fig. 5; 7 - aus seiner Ausgangslage in Richtung des Pfeils 31 von rechts nach links bzw. oben nach unten verstellt wird. Durch die Aktivierung wird das Schaltelement 10 in die in den Fig. 1; 5 dargestellte, betätigte Schaltstellung gebracht und öffnet damit die Druckleitung 16, sodass die Druckkammer 8; 9’ des Antriebs 1,1’ mit der Druckversorgungseinheit 18 verbunden und mit Systemdruck beaufschlagt wird. Das zweite Schaltelement 11 bleibt unbetätigt und ist die Druckkammer 9; 8’ über die Druckleitung 17 mit einer Entlüftungsleitung 51 verbunden, sodass das in der Druckkammer 9; 8’ befindliche Druckmittel bzw. Arbeitsmedium ungehindert in die Atmosphäre entweichen kann. Daher ist in der rechten Endlage des bewegbaren Bauteils die Druckkammer 9; 8’ von der Druckversorgungseinheit 18 getrennt.At the start time Tstart, a start signal is transmitted to the electronic control device 13 via a higher-level control, as indicated in the figures by the arrow 50, whereby the first switching element 10 is activated via the control device 13 by energizing the control magnet 12 and the movable component the lifting cylinder 2 according to FIG. 1 and the guide carriage 42 ', 42 "according to FIG. 5; 7 - is adjusted from its initial position in the direction of arrow 31 from right to left or up to down. By activating the switching element 10 in the in Figs. 1; 5 shown, actuated switch position 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.
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 first switching element 10 from the control device 13 to the higher-level controller, a confirmation signal is transmitted, as indicated by the arrow 52. This procedure confirms proper operation. By the pressurization of the pressure chamber 8; 9 ', the component moves from its initial position, which corresponds to the right end position, in the direction of the left end position.
Durch Aktivierung des ersten Schaltelements 10 wird die erste Bewegungsphase eingeleitet, wie dies im Nachfolgenden näher beschrieben wird. N2004/12200 • · · • · • ··· • · · • · · Μ ·· · • · · · · • · ····By activating the first switching element 10, the first movement phase is initiated, as will be described in more detail below. N2004 / 12200 ····································································
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 Fig. 8 gezeigte Signalverlauf ausgelöst. Liegt zum Startzeitpunkt Tstart der Endlagenabschnitt 29b der Steuerleiste 26 dem Wirkbereich des Sensors 22 gegenüber, gibt der Sensor 22 an die Steuereinrichtung 13 ein Bestätigungssignal Sb ab. Das Bestätigungssignal Sb wird noch zum Zeitpunkt des Stillstandes des Bauteils erfasst. Mit dem Bestätigungssignal Sb wird der Steuereinrichtung 13 signalisiert, dass sich der Bauteil zum Startzeitpunkt Tstart sicher in seiner Ausgangslage befindet und die erste Bewegungsphase eingeleitet werden kann. Durch diese Maßnahme wird eine hohe Funktionssicherheit des Antriebs 1; Γ; 1” ermöglicht. Sollte das Bestätigungssignal Sb zum Startzeitpunkt Tstart noch nicht an der Steuereinrichtung 13 abgegeben worden sein, wird an einer Ausgabevorrichtung 53 der Steuereinrichtung 13 und/oder an der übergeordneten Steuerung eine Fehlermeldung in Form eines optischen und/oder akustischen Signals ausgegeben.With the beginning of the movement of the component from its initial position or right end position to the start time Tstart the control bar 26 is moved past the stationary sensor 22 and triggered in this the waveform shown in Fig. 8. If, at the start time Tstart, 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 Sb. The confirmation signal Sb is still detected at the time of the standstill of the component. With the confirmation signal Sb, the control device 13 is signaled that the component is safely in its initial position at the start time Tstart and the first movement phase can be initiated. By this measure, a high reliability of the drive 1; Γ; 1 "allows. If the confirmation signal Sb has not yet been delivered to the control device 13 at the start time Tstart, an error message in the form of an optical and / or acoustic signal is output at an output device 53 of the control device 13 and / or at the higher-level control.
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 To 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 end position section 29b leaves the effective range of the sensor 22 arranged in the start end position and a start signal Sstart is triggered at the control edge 33b at the time To and transmitted to the control device 13. As will be explained later, 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.
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 Si zum Zeitpunkt Ti 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 Fig. 8 ersichtlich, werden die steigenden Signalflanken der Signalverläufe Sei, Se2 als Messsignale Si, S2 ausgewertet. Dies ist von Vorteil, da nun unabhängig vom Vertikalabstand zwischen Steuerkante 32a, b, 33a, b und Sensor 21,22 stets N2004/12200 • · • · • · · • · · • · • ·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 Si at the time Ti, which signal is passed on to the control device 13 via the signal line 19. At a later time T2, which is in the movement phase, the end position section 29a comes with its control edge 33a into the effective range of the sensor 21 and triggers a second measurement signal S2 in the sensor 21, which is likewise transmitted to the control device 13 via the signal line 19. With the time T2, the end of the movement is reached. As can be seen in FIG. 8, the rising signal edges of the signal waveforms Sei, Se2 are evaluated as measuring signals Si, S2. This is advantageous since, regardless of the vertical distance between control edge 32a, b, 33a, b and sensor 21, 22, N2004 / 12200 is always used.
• · 20 dieselbe Zeitspanne tnst gemessen wird und eine unkomplizierte Montage der Sensoren 21, 22 am Antrieb 1; 1 1 ” möglich ist. Das durch die Steuerkante 34a der Schaltfahne 27a am Sensor 21 ausgelöste Messsignal wird zwar als fallende Signalflanke erfasst, jedoch nicht ausgewertet. Die Steuereinrichtung 13 ermittelt aus der Zeitdifferenz zwischen den Messsignalen Sj, S2 eine Zeitspanne ti, die dem ermittelten Istwert tust in der ersten Bewegungsphase entspricht.• 20 the same time tnst is measured and a simple assembly of the sensors 21, 22 on the drive 1; 1 1 "is possible. Although triggered by the control edge 34a of the switching flag 27a on the sensor 21 measurement signal is detected as a falling signal edge, but not evaluated. The control device 13 determines from the time difference between the measurement signals Sj, S2 a time period ti which corresponds to the determined actual value tust in the first movement phase.
Wie in der Zusammenschau mit Fig. 1 ersichtlich, umfasst die Steuereinrichtung 13 neben der Ausgabevorrichtung 53 noch einen elektronischen Speicher 54, eine elektronische Reglereinheit 55 und einen Rechnerbaustein 56, insbesondere Mikroprozessor, wie in den Fig. schematisch eingetragen. Der Rechnerbaustein 56 ist in der Reglereinheit 55 integriert. Im Speicher 54 ist für die Zeitspanne ti ein Sollwert tisoii abrufbar hinterlegt, der auf eine Type von Antrieb 1, Γ, 1” abgestimmt ist. Dieser Sollwert für die Zeitspanne tisoii wird zu den unterschiedlichen Ausführungsformen der Antriebe 1; Γ mathematisch oder empirisch ermittelt. Aus der ermittelten Zeitspanne tust und der festgelegten Zeitspanne tisoii wird von der Reglereinheit 55 der Steuereinrichtung 13 ein Soll-Ist-Vergleich durchgefuhrt, eine Regelabweichung aus der Differenz zwischen dem Soll- und Istwert berechnet sowie eine Stellgröße gebildet, wie dies in der Fig. 1 lb gezeigt ist. Die Zeitspanne tnst wird folglich während der Bewegungsphase des Bauteils ermittelt und in oben angegebener Art und Weise durch die Steuereinrichtung 13 weiterverarbeitet.As can be seen in conjunction with FIG. 1, the control device 13 in addition to the output device 53 also comprises 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. In the memory 54, a setpoint tisoii is stored for the time period ti retrievable, which is tuned to a type of drive 1, Γ, 1 ". This setpoint for the period tisoii becomes the different embodiments of the drives 1; Γ determined mathematically or empirically. From the ascertained time span tisoii and the set period tisoii is carried out by the control unit 55 of the control device 13, a target-actual comparison, a control deviation calculated from the difference between the setpoint and actual value and formed a control variable, as shown in FIG 1b is shown. The time span tnst is consequently determined during the movement phase of the component and further processed by the control device 13 in the manner indicated above.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf Basis der Regelabweichung aus der ersten Bewegungsphase des Bauteils ein gemeinsamer erster Umschaltzeitpunkt Tuzi 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 Tuzi, Tyr? der Schaltelemente 10,11 aus dem Speicher 54 ausgelesen und zumindest einer der Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 in der dritten Bewegungsphase so eingestellt, dass die Regelabweichung korrigiert ist, wie in Fig. 11 noch näher beschrieben wird. N2004/12200 -21 -According to the method of the invention, based on the control deviation from the first movement phase of the component, a common first switchover time Tuzi of the switching elements 10, 11 and a second, in the movement phase subsequent, common switchover time Tuz2 of the switching elements 10, 11 are 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, then the previously calculated switching times Tuzi, Tyr? of the switching elements 10,11 are read from the memory 54 and at least one of the switching times Tuzi, Tuz2 in the third movement phase adjusted so that the control deviation is corrected, as will be described in more detail in Fig. 11. N2004 / 12200 -21 -
In der Inbetriebsetzung des Antriebs 1; Γ; 1 ” werden die Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 der Schaltelemente 10,11 durch die Steuereinrichtung 13 vorgegeben. Beispielsweise wer-den/wird zu jeder Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31,31’ - jeweils die Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 der Schaltelemente 10,11 oder eine Zeitspanne toü in der letzten Bewegungsphase des Bauteils vor dem Stillstand des Antriebs 1; Γ; 1” erfasst, abgespeichert und diese nach dem Neustart des Antriebs 1; Γ; 1” in der ersten und zweiten Bewegungsphase herangezogen. Vor der Erstinbetriebnahme des Antriebs 1; Γ; 1” werden die Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 der Schaltelemente 10,11 oder wird die Zeitspanne tGD ebenfalls von der Steuereinrichtung 13 vorgegeben.In the commissioning of the drive 1; Γ; 1 ", the switching times Tuzi, Tuz2 of the switching elements 10, 11 are predetermined by the control device 13. For example, whoever the / is to each direction of movement - according to arrow 31,31 '- respectively the switching times Tuzi, Tuz2 of the switching elements 10,11 or a period toü in the last phase of movement of the component before the stoppage of the drive 1; Γ; 1 ", stored and this after restarting the drive 1; Γ; 1 "used in the first and second movement phase. Before the first commissioning of the drive 1; Γ; 1 ", the switching times Tuzi, Tuz2 of the switching elements 10, 11 or the time period tGD are likewise predetermined by the control device 13.
Wie aus den Signalverläufen für die Schaltstellungen Sschi, Sscm 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 TUZi in der Betätigungsstellung für die Zeitspanne tscm gehalten. Innerhalb dieser Zeitspanne tscm 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 tscm in der Ruhestellung verharrt und die Druckkammer 9; 8’ drucklos bzw. entlüftet ist.As can be seen from the signal curves for the shift positions Sschi, Sscm of the shift elements 10, 11, the first shift element 10 is initially moved to the start time point Tstart via a control device 13 to the first movement of the component from its initial position or right end position to the left end position Control solenoid 12 output, redesign the first control signal in the operating position and maintained until the first switching time TUZi in the operating position for the period tscm. Within this time period tscm, 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 remains for the period of time tscm in the rest position and the pressure chamber 9; 8 'depressurized or vented.
Im ersten Umschaltzeitpunkt Tuzi 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 toD umgestalten werden. Hierdurch wird die ursprünglich druckbeaufschlagte Druckkammer 8; 9’ entlüftet, die ursprünglich drucklose Druckkammer 9; 8’ mit Systemdruck für die Zeitdauer toD 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 Tuzi, 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 are converted into the operating position for a period toD. As a result, the originally pressurized pressure chamber 8; 9 'vented, the originally pressureless pressure chamber 9; 8 'vented with system pressure for the duration toD and thus a small pressure pad just before the end of the movement phase of the component, against which the moving component runs, so that a hard stop in the end position of the component is excluded.
Die Zeitspanne toD ergibt sich aus der Zeitdifferenz zwischen Tuzi 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 Fig. 11 beschrieben wird. N2004/12200The period of time toD results from the time difference between Tuzi and Tuz2 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 described in FIG. 11. N2004 / 12200
Die Zeitspanne toD für die Dauer des Gegensteuems der Druckkammern 8, 9; 8’, 9’ wird aus der Zeitspanne ti abgeleitet. Durch die Umsteuerung der Schaltelemente 10,11 und Änderung der Druckzustände in den Druckkammern 8, 9; 8’, 9’, wird gegen Ende der Bewegungsphase eine Bremsphase eingelegt, in welcher durch den in der Druckkammer 9; 8’ aufgebauten Druckpolster eine Abbremsung des in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 -bis zum Umschaltzeitpunkt Tuzi mit maximal möglicher Geschwindigkeit bewegten Bauteils erfolgt. Demnach wird im ersten Umschaltzeitpunkt Tuzi die Bremsphase eingeleitet und im zweiten Umschaltzeitpunkt Tuz2 die Bremsphase beendet. Die Bremsphase ist somit durch die Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 und/oder die Dauer des Gegensteuems bzw. die Zeitspanne tGD festgelegt.The period of time toD for the duration of Gegensteuems the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9' is derived from the period ti. By the reversal of the switching elements 10,11 and change in the pressure conditions in the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9', 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 Tuzi moving at the maximum possible speed component occurs. Accordingly, the braking phase is initiated in the first switchover time Tuzi and the braking phase is ended in the second switchover time Tuz2. The braking phase is thus determined by the switching times Tuzi, Tuz2 and / or the duration of the counter-control or the time span tGD.
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 erfahrt 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 tscm 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 tscm 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 N2004/12200 -23- -23- ' · • · • · • 4 • · • · • • • • • · • · • · · • • • • · • ···· • · • · t 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 tscm in seiner Ruhestellung.At the end of the braking phase in the second switching time Tuz2, 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. As a result, at the end of the braking phase, where it already has a low speed of movement, the component again experiences an advance in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - in the direction of its left end position. This ensures that the component reliably reaches its end position. For this purpose, the third control signal corresponding Nachschaltssignal Sns is generated in the second switching time Tuz2, through which the control device 13, the advancement of the component in the original direction - according to arrow 31 - causing switching element 10 at least until the end of the movement phase and with reaching the End position is activated. In a preferred embodiment, the reset signal Sns is applied to the control magnet 12 of the switching element 10 for a time tscm until the movement of the component in the second movement phase, in which the component from its left end position in its right end position in opposite direction of movement - as indicated by arrow 31'- is moved. Thus, over the entire period tscH2 in the pressure chamber 8; 9 ', the system pressure and is held by the component positioned for a certain time in the approached end position. The time period tscm results from the time difference between the second switching time Tuz2 and a third switching time Tuz3 of the switching elements 10, 11. In the third switchover time Tuz3, N2004 / 12200 again restores N2004 / 12200 -23- '• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •••• • • • t the control device 13 to the control magnets 12 of the switching elements 10,11 issued 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 the time Tstart · The switching element 11 is always driven in opposite directions to the switching element 10 and remains for the period tscm in its rest position.
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 Tuzi, 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 elements 10,11 and the pressure chambers 8, 9; 8 ', 9' within a movement phase abruptly and in opposite directions, exactly to the calculated switching times Tuzi, Tuz2 and by the control device 13 or the higher-level control predetermined switching Tuz3 be driven, as is achieved by known from the prior art quick-acting valves.
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 strich-lierte Linien in Fig. 8 eingetragen. Das Vorsteuersignal Svs wird zum Vorsteuerzeitpunkt Tvs ausgelöst. Die Zeitdifferenz zwischen dem Vorsteuerzeitpunkt Tvs und dem Startzeitpunkt Tstart für die zweite Bewegungsphase entspricht der Zeitspanne t2, wobei der Startzeitpunkt Tstart dem dritten Umschaltzeitpunkt Tuz3 der Schaltelemente 10,11 entspricht. Die Zeitspanne t2 wird vorzugsweise empirisch ermittelt und im Speicher 54 der Steuereinrichtung 13 abrufbar abgelegt. Wie oben beschrieben, wird von der Steuereinrichtung 13 oder der übergeordneten Steuerung der dritte Umschaltzeitpunkt Tuz3 der Schaltelemente 10, 11 vorgegeben. Der Vorsteuerzeitpunkt TVs wird in jeder Bewegungsphase des Bauteils aus der Zeitdifferenz zwischen dem Umschaltzeitpunkt Tuz3 und der Zeitspanne t2 berechnet und noch vor Bewegungsbeginn des Bauteils in zur vorangegangenen Bewegungsphase entgegengesetzter Bewegungsrichtung dem, die Druckbeaufschlagung in Bewegungsrichtung des Bauteils bewirkenden Schaltelement 10,11 aufgeschaltet.Also advantageous is a measure in which prior to the start of movement of the component in the opposite direction of movement - according to arrow 31'- therefore before the start time Tstart the second movement phase, supplied by the control device 13 that switching element 10, a pilot control signal Svs and its switching state is changed, which the pressurization in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - causes, as shown in dashed lines in Fig. 8. The pilot control signal Svs is triggered at the pre-control time Tvs. The time difference between the pre-control time Tvs and the start time Tstart for the second movement phase corresponds to the time t2, wherein the starting time Tstart corresponds to the third switching time Tuz3 of the switching elements 10,11. The period t2 is preferably determined empirically and stored in the memory 54 of the control device 13 retrievable. As described above, the third switching time Tuz3 of the switching elements 10, 11 is specified by the control device 13 or the higher-level controller. The pre-control time TVs is calculated in each movement phase of the component from the time difference between the switching time Tuz3 and the time t2 and switched before the movement of the component in the previous movement phase opposite movement direction, the pressurization in the direction of movement of the component causing switching element 10,11.
Wird das Vorsteuersignal Svs von der Steuereinrichtung 13 ausgelöst, wird nach der Darstellung in Fig. 8 die in der ersten Bewegungsphase mit Systemdruck beaufschlagte N2004/12200 • · · • · r • · :ι • · 24 Μ·· • · • · ·· • t • ·If the pilot control signal Svs is triggered by the control device 13, as shown in FIG. 8, the system pressure applied during the first movement phase is N2004 / 12200. · • t • ·
• * • ·• * • ·
Druckkammer 8; 9’ noch vor dem Bewegungsbeginn des Bauteils in der zweiten Bewegungsphase entlüftet bzw. der Druck in dieser Druckkammer 8; 9’ reduziert, sodass der Bewegung des Bauteils zum Bewegungsbeginn in der zweiten Bewegungsphase nur eine minimierte oder keine Gegenkraft entgegenwirkt. Dies ist von Vorteil, da mit der durch den Systemdruck eingestellten Antriebskraft zum Bewegungsbeginn der zweiten Bewegungsphase eine hohe Beschleunigung erreicht und im weiteren, die Bewegungszeit des Bauteils zwischen den Endlagen wesentlich reduziert wird, wie dies in Fig. 9 als Diagramm beispielsweise für die erste Bewegungsphase dargestellt ist. Wie sich daraus erkennen lässt, kann die Bewegungszeit des Bauteils in der darauf folgenden Bewegungsphase -nach der Darstellung gemäß Fig. 8 in der zweiten Bewegungsphase - durch das „frühzeitige“ Entlüften der in der vorangegangenen Bewegungsphase - nach der Darstellung gemäß Fig. 8 in der ersten Bewegungsphase - druckbeaufschlagten Druckkammer 8,9; 8’, 9’ mit zunehmender Dauer der Entlüftungszeit reduziert werden.Pressure chamber 8; 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. 9 as a diagram, for example, for the first movement phase is shown. As can be seen from this, the movement time of the component in the following movement phase -after the representation according to FIG. 8 in the second movement phase-can be determined by the "early" venting in the previous movement phase - according to the representation according to FIG first movement phase - pressurized pressure chamber 8,9; 8 ', 9' are reduced with increasing duration of the venting time.
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.The switching element 11, however, is switched by the control device 13 at the start time Tstart, 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.
Nach dieser Ausführung ergibt sich die Zeitspanne tscm für das die Bewegung des Bauteils bewirkende Schaltelement 10 aus der Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Umschaltzeitpunkt Tuz2 und dem Vorsteuersignal Sys, wie dies jedoch nicht in der Fig. eingetragen ist. Die Zeitspanne tscm für das andere Schaltelement 11 bleibt unverändert.According to this embodiment, the time span tscm for the switching element 10 effecting the movement of the component results from the time difference between the second switchover time Tuz2 and the pilot control signal Sys, although this is not entered in the FIGURE. The time span tscm for the other switching element 11 remains unchanged.
Wie in Fig. 8 weiters eingetragen, werden von der Steuereinrichtung 13 noch die Zeitspannen t3, t4 und t5 ausgewertet. Die Zeitspanne t3 wird von der Steuereinrichtung 13 aus der Zeitdifferenz zwischen den dritten Steuersignalen zum zweiten Umschaltzeitpunkt Tuz2 und dem ersten Messsignal Si zum Zeitpunkt Ti als Istwert t3ist ermittelt. Im Speicher 54 der Steuereinrichtung 13 ist auch für die Zeitspanne t3 ein Sollwerte t3s0!i abgelegt, der auf eine Type von Antrieb 1, Γ, 1” abgestimmt ist und mathematisch berechnet oder empirisch ermittelt wird. Wie ebenfalls noch in Fig. 11a genauer beschrieben wird, wird von der elektronischen Reglereinheit 55 zwischen der festgelegten Zeitspanne t3s0n und der ermit- N2004/12200 • · • · • · 9 -25-As further entered in FIG. 8, the control device 13 also evaluates the time periods t3, t4 and t5. The time period t3 is determined by the control device 13 from the time difference between the third control signals to the second switching time Tuz2 and the first measuring signal Si at the time Ti as the actual value t3ist. In the memory 54 of the control device 13, a setpoint t3s0! I is stored for the period of time t3, which is tuned to a type of drive 1, Γ, 1 "and mathematically calculated or determined empirically. As will also be described in more detail in Fig. 11a, the electronic controller unit 55 determines between the set time t3s0n and the determined time.
telten Zeitspanne t3ist ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt, eine Regelabweichung aus der Differenz zwischen dem Soll- und Istwert berechnet sowie eine Stellgröße gebildet. Anhand der Regelabweichung wird für die jeweils nächste Bewegungsphase des Bauteils in dieselbe Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - der erste und/oder zweite Umschaltzeitpunkt Tuzi, Tuz2 der Schaltelemente 10,11 eingestellt und die Zeitspanne tGD festgelegt.tten time span t3ist a target-actual comparison is performed, a control deviation calculated from the difference between the setpoint and actual value and formed a manipulated variable. Based on the control deviation, the first and / or second switching time Tuzi, Tuz2 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 tGD is set in the same direction of movement.
Die eingetragene Zeitspanne U 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; F; 1” bekannt ist, dass zwischen der ersten und zweiten Bewegungsphase des Antriebs 1; Γ; 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; Γ; 1” als Achse eines Mehrachs-Handhabungssystems, wonach die Rechnerleistung der Steuereinrichtung 13 niedriger ausgelegt werden kann.The entered time period U is triggered at the time T2 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 t4 can for example be fixed and is stored in the memory 54. 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; F; 1 "is known that between the first and second movement phase of the drive 1; Γ; 1 "the component in the respective end position for a certain time remains 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; Γ; 1 "as the axis of a multi-axis handling system, after which the computer power of the control device 13 can be designed lower.
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 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 Tvs, still 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 Fig. 8 eingetragen, wird zum Bewegungsbeginn des Bauteils von der Steuereinrichtung 13 die Zeitspanne ts ermittelt, die sich aus der Zeitdifferenz zwischen dem Steuer- N2004/12200 -26- • · • · · • · · • · · • · · ···· • · • ·♦· • 0 • ΦAs entered in FIG. 8, the start of movement of the component is determined by the control device 13 as the time span ts which results from the time difference between the control element and the control element N2004 / 12200 -26- •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ···· • · • · ♦ · • 0 • Φ
signal zum Startzeitpunkt Tstart des die Bewegung des Bauteils einleitenden Schaltelementes 10 und dem Startsignal Sstart zum Zeitpunkt T0 ergibt. Diese Zeitspanne ts resultiert aus der Trägheit des Systems, beispielsweise aus der Schaltzeit des Schaltelementes 10, Druckfortpflanzung in den Druckleitungen 16,17, Reibung zwischen den relativ zueinander verstellbaren Bauteilen, Masse des zu bewegenden Bauteils und dgl. Um diese Trägheit des Antriebs 1; Γ; 1” zu kompensieren, wird das erste Steuersignal bzw. Schaltsignal für das die Bewegung des Bauteils bewirkende Schaltelement 10 um die Zeitspanne ts früher als der tatsächliche Bewegungsbeginn des Bauteils ausgelöst und dadurch die Druckbeaufschlagung des Bauteils vorzeitig eingeleitet, sodass die Trägheit des Antriebs 1; Γ; 1” keine negative Auswirkung auf die Bewegungszeit des Bauteils hervorruft.signal at the start time Tstart of the movement of the component initiating switching element 10 and the start signal Sstart at time T0 results. This time ts results 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 adjustable components, mass of the component to be moved and the like. To this inertia of the drive 1; Γ; 1 "to compensate, the first control signal or switching signal for the movement of the component causing switching element 10 by the time ts earlier than the actual start of movement of the component triggered and thereby the pressurization of the component prematurely initiated, so that the inertia of the drive 1; Γ; 1 "causes no negative effect on the movement time of the component.
Nachdem gemäß Fig. 8 die erste Bewegungsphase der Bewegung des Bauteils aus seiner Ausgangslage in die linke Endlage entspricht, wird die Zeitspanne ts aus dem Speicher 54 ausgelesen. Zu diesem Zweck, werden vor dem Stillsetzen des Antriebs 1; Γ; 1” die ermittelten Zeitspannen ts aus der letzten Bewegungsphase des Bauteils jeder Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31,31’- im Speicher 54 abgelegt. In der Inbetriebsetzung des Antriebs 1; Γ; 1” wird nach dem Neustart des Antriebs 1; Γ; 1” für die erste Bewegungsphase des Bauteils die ermittelte Zeitspannen ts aus der letzten Bewegungsphase des Bauteils derselben Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - und für die zweite Bewegungsphase des Bauteils die ermittelte Zeitspannen ts aus der letzten Bewegungsphase des Bauteils in derselben Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 3 Γ - herangezogen.After, according to FIG. 8, the first movement phase corresponds to the movement of the component from its starting position to the left end position, the time span ts is read from the memory 54. For this purpose, before stopping the drive 1; Γ; 1 ", the determined periods ts from the last movement phase of the component of each movement direction - according to arrow 31,31'- stored in the memory 54. In the commissioning of the drive 1; Γ; 1 "becomes after the restart of the drive 1; Γ; 1 "for the first movement phase of the component, the determined time intervals ts from the last movement phase of the component of the same direction of movement - according to arrow 31 - and for the second movement phase of the component, the determined periods ts from the last movement phase of the component in the same direction of movement - according to arrow 3 Γ - used.
Im Betrieb wird die Zeitspanne ts 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 ts 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·During operation, the time span ts 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 span ts, for example, in the first movement phase and, in the third movement phase, the latter or the higher-level control switches the switching element 10 to the new start time Tstart calculated from the first movement phase.
Sind wie in Fig. 7 dargestellt, beispielsweise zwei Antriebe Γ, 1” bewegungsmäßig miteinander gekoppelt, ist es von Vorteil, dass an die zumindest eine Steuereinrichtung 13 und/oder übergeordnete Steuerung vor Beendigung der Bewegungsphase des ersten Antriebs 1 ’ ein Rückmeldesignal SRÜCk abgegeben und der Startzeitpunkt Tstart des zweiten N2004/12200 -27 • · · • · · • · w • ♦ • ♦· ·· ♦ · · · • · · ♦#· • · · · 4 ‘· ···· ··If, as shown in FIG. 7, two drives Γ, 1 "are coupled to each other in terms of movement, it is advantageous that a feedback signal SR BACK is emitted to the at least one control device 13 and / or superordinate control before the end of the movement phase of the first drive 1 ' the starting time Tstart of the second N2004 / 12200 -27 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ······································································
Antriebs 1” zumindest um die Zeitspanne ts vorgelegt wird. Zum Startzeitpunkt Tstart wird das die Bewegung des Bauteils bewirkende Schaltelement geschalten, die entsprechende Druckkammer des Stellantriebs 40” mit Systemdruck beaufschlagt und der Führungsschlitten 43” beispielsweise von oben nach unten zwischen seinen Endlagen verstellt. Durch die voreilende Rückmeldung bzw. das voreilende Rückmeldesignal Sro«* wird die Trägheit kompensiert, so dass der zweite Antrieb 1” tatsächlich seine Bewegung startet, wenn der erste Antrieb Γ seine Endlage erreicht hat. Dadurch ist eine erhebliche Reduzierung der Bewegungszeiten des Handhabungssystems 48 erreichbar.Drive 1 "is presented at least by the time ts. At the start time Tstart, the switching element effecting the movement of the component is switched, the corresponding pressure chamber of the actuator 40 "is subjected to system pressure, and the guide carriage 43" is adjusted, for example, from top to bottom between its end positions. Due to the leading feedback or the leading feedback signal Sro «*, the inertia is compensated, so that the second drive 1" actually starts its movement when the first drive Γ has reached its end position. As a result, a considerable reduction of the movement times of the handling system 48 can be achieved.
Das Rückmeldesignal Srüc1c muss aber nicht zwingend voreilend, daher vor dem Ende der Bewegungsphase des ersten Antriebs Γ 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 Γ mittels des zweiten Antriebs 1” auf eine Schweißstelle zübewegt 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 Src1c does not necessarily have to be forwarded in advance, that is to say before the end of the movement phase of the first drive Γ to the control device 13 or superordinate control (not shown). There are also applications conceivable in which the feedback signal SRÜCk is issued simultaneously with the achievement or after reaching the end position of the first drive 1 '. This may be the case when the second drive 1 "is equipped with a laser beam head, which must be moved in a defined manner from the end position of the first drive Γ by means of the second drive 1" to a welding point. 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.
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; Γ und der Zeitspanne ts zu Bewegungsbeginn des zweiten Antriebs Γ ’. 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 Tr (not shown in the figures), in which the feedback signal SRÜCk is triggered, is calculated by the control device 13 or the higher-level control and results from the difference between the time T2 of the sensor 21 from the first drive 1; Γ and the time ts to start movement of the second drive Γ '. Since the time T2 is detected only when reaching the end position to be approached, this must be used for the calculation of the time Tr from the previous movement phase of the drive 1 ', whereupon the controller 13 of the time Tr for the subsequent movement phase of the second drive 1 " can be determined.
Es versteht sich, dass bei umgekehrter Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 3 Γ - eine entsprechend umgekehrte Ansteuerung der Schaltelemente 10,11 erfolgt, wie in Fig. 8 für die zweite Bewegungsphase eingetragen, wobei die entsprechenden Messsignale Si, S2 vom Sensor 22 , das Bestätigungssignal Sb und Startsignal Sstan vom Sensor 21 ausgelöst wer- N2004/12200 den. Das Schaltelement 11 erhält zum Zeitpunkt Tstart das erste Steuersignal für den Beginn der Bewegung des Bauteils von seiner linken Endlage in die rechte Endlage wiederum von der Steuereinrichtung 13 oder der übergeordneten Steuerung. Auch für diese Bewegungsrichtung, wird bei einer Regelabweichung in der zweiten Bewegungsphase des Bauteils von der Steuereinrichtung 13 der erste und/oder zweite Umschaltzeitpunkt Tuzi, Tuz2 der Schaltelemente 10,11 berechnet und in der vierten Bewegungsphase des Bauteils der erste und/oder zweite Umschaltzeitpunkt Tuzi, Tuz2 der Schaltelemente 10,11 entsprechend eingestellt.It is understood that in the reverse direction of movement - as indicated by arrow 3 Γ - a corresponding reverse control of the switching elements 10,11 occurs, as entered in Fig. 8 for the second phase of movement, wherein the corresponding measurement signals Si, S2 from the sensor 22, the confirmation signal Sb and start signal Sstan are triggered by the sensor 21 N2004 / 12200 den. The switching element 11 receives at the time Tstart 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. Also for this movement direction, the control device 13 calculates the first and / or second changeover time Tuzi, Tuz2 of the switching elements 10, 11 in the case of a control deviation in the second movement phase of the component and the first and / or second changeover time Tuzi in the fourth movement phase of the component , Tuz2 the switching elements 10,11 set accordingly.
Fig. 10 zeigt das prinzipielle Zeitdiagramm für den Antrieb 1 gemäß den gezeigten Ausführungen nach den Fig., 3,4. Dabei sind der Signalverlauf Sr für die Rückmeldung, die Signalfolgen Sei und Se2 der beiden Sensoren 21,22 sowie die Schaltstellung Ssch des Schaltelementes 36 über die Zeit von drei Bewegungsphasen des zwischen den Endlagen beweglichen Bauteils dargestellt. Nach dem Ausführungsbeispiel des Antriebs 1 gemäß Fig. 3 und 4 entspricht die erste und dritte Bewegungsphase einer Ausfahrbewegung - gemäß Pfeil 31 - des Hubzylinders 2 und die zweite Bewegungsphase einer Einfahrbewegung - gemäß Pfeil 3Γ - des Hubzylinders 2. Es wird an dieser Stelle auf die detaillierte Beschreibung der Festlegung der unterschiedlichen Signal Verläufe Sr, Sei, Se2, Zeitpunkte Ti, Tstart, Το, Τι, T2, Tuzi, Tuz2, Tuz3, Tr und Zeitspannen tist3, U ts, tscm, tscrn verzichtet, da diese jenen nach Fig. 8 entsprechen.10 shows the basic timing diagram for the drive 1 according to the embodiments shown in FIGS. 3, 4. In this case, the signal profile Sr for the feedback, the signal sequences Sei and Se2 of the two sensors 21,22 and the switching position Ssch of the switching element 36 are shown over the time of three movement phases of the movable between the end positions component. According to the embodiment of the drive 1 according to FIGS. 3 and 4, the first and third movement phase corresponds to an extension movement - according to arrow 31 - of the lifting cylinder 2 and the second movement phase of a retraction movement - according to arrow 3Γ - the lifting cylinder 2. It is at this point on the detailed description of the determination of the different signal profiles Sr, Sei, Se2, times Ti, Tstart, Το, Τι, T2, Tuzi, Tuz2, Tuz3, Tr and time periods tist3, U ts, tscm, tscrn omitted because these those of FIG. 8 correspond.
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 mm das Schaltelement 36 in der in Fig. 3 gezeigten Betätigungsstellung ist die Druckleitung 16 geöffnet, sodass die Druckkammer 8 des Antriebs 1 mit der Druckversorgungseinheit 18 verbunden und mit Systemdruck beaufschlagt wird, während die Druckkammer 9 über die Druckleitung 17 mit einer Entlüftungsleitung 51 am Schaltelement 36 verbunden ist, sodass das in der Druckkammer 9 befindliche Druckmittel bzw. Arbeitsmedium ungehindert in die Atmosphäre entweichen N2004/12200 -29- -29- ·· ·· ·· ·· • · • · ·· ··· ···. kann. Daher ist in der rechten Endlage des bewegbaren Bauteils die Druckkammer 9 von der Druckversorgungseinheit 18 getrennt.At the start time Tstart, a start signal is initially transmitted via a higher-level control (not shown) to the electronic control device 13, as indicated in the figures by the arrow 50, and then emitted by the control device 13 to the control magnet 37, a first control signal, whereby the control magnet Energized 37 and the switching element 36 is switched to the operating position and the movable member - according to the illustrated embodiment of the lifting cylinder 2 - is adjusted from its initial position in the direction of the arrow 31 from right to left. If the switching element 36 is in the actuation position shown in FIG. 3, 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 to a vent line 51 is connected to the switching element 36, so that the pressure medium or working medium contained in the pressure chamber 9 escape unhindered into the atmosphere N2004 / 12200 -29- -29- ························ ·. can. Therefore, in the right end position of the movable component, the pressure chamber 9 is disconnected from the pressure supply unit 18.
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 Fig. 10 gezeigte Signalverlauf ausgelöst. Dieser Signalverlauf entspricht jenem in Fig. 8 und wird deshalb auf eine nochmalige Beschreibung an dieser Stelle verzichtet.With the beginning of the movement of the component from its starting position or right end position to the start time Tstart the control bar 26 is moved past the stationary sensor 22 and triggered in this the waveform shown in Fig. 10. This waveform corresponds to that in FIG. 8 and is therefore dispensed with a repeated description at this point.
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 Si zum Zeitpunkt Ti 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 Fig. 8 verwiesen, in welcher der Signalverlauf am Sensor 21 erläutert ist, und wird deshalb an dieser Stelle von einer Wiederholung Abstand genommen.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 Si at the time Ti, which signal is passed on to the control device 13 via the signal line 19. At a later time T2, which lies in the movement phase, the end position section 29a comes with its control edge 33a into the effective range of the sensor 21 and triggers a second measurement signal S2 in the sensor 21, which is likewise transmitted to the control device 13. Reference is made here to the detailed description of FIG. 8, in which the signal profile at the sensor 21 is explained, and is therefore removed from a repetition at this point.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf Basis der Regelabweichung in der ersten Bewegungsphase des Bauteils ein erster Umschaltzeitpunkt Tuzi 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) Tuzi, Tuz2 des Schaltelemente 36 aus dem Speicher 54 ausgelesen und zumindest einer der Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 in der dritten Bewegungsphase so eingestellt, dass die Regelabweichung korrigiert ist.According to the method of the invention, a first switchover time Tuzi of the switching element 36 and / or a second switchover time Tuz2 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 that of the first movement phase of the component, then the previously calculated switching time (s) Tuzi, Tuz2 of the switching elements 36 are read from the memory 54 and at least one of Switchover times Tuzi, Tuz2 adjusted in the third movement phase so that the control deviation is corrected.
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 Betätigungs- N2004/12200 -30-As can be seen from the signal curve for the switching position Ssch of the switching element 36, the switching element 36 is at the start time Tstart on the output from the control device 13 to the control magnet 37, the first control signal for the movement of the component from its initial position or right end position in the left end position into the operating N2004 / 12200 -30-
• · • · ·· · • « f • · · ·· #· • · ···· stellung umgestalten und bis zum ersten Umschaltzeitpunkt Tuzi in der Betätigungsstellung für die Zeitspanne tscHi gehalten. Innerhalb dieser Zeitspanne tscHi 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.• • • • · ··················································································································································································································· Within this period tscHi the pressure chamber 8 is vented with system pressure and thus pressurization of the component in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - causes while the pressure chamber 9 is vented.
Im ersten Umschaltzeitpunk Tuzi wird von der Steuereinrichtung 13 an den Steuermagneten 37 ein zweites Steuersignal abgegeben, mit welchem das Schaltelement 36 für eine Zeitspanne toD in die Ruhestellung umgestalten wird. Hierdurch wird die ursprünglich druckbeaufschlagte Druckkammer 8 entlüftet, die ursprünglich drucklose Druckkammer 9 für die Zeitdauer toD 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 switch-over time Tuzi, 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 period of time toD. As a result, the originally pressurized pressure chamber 8 is vented, the originally pressureless pressure chamber 9 vented for the time to death with system pressure and thus a small pressure pad just before the end of the movement phase of the component constructed, against which the moving component runs, so a hard stop in the end position of the component is excluded.
Die Zeitspanne töD ergibt sich aus der Zeitdifferenz zwischen Tuzi 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 Tuzi mit maximal möglicher Geschwindigkeit bewegten Bauteils erfolgt.The time töD results from the time difference between Tuzi and Tuz2 or the output from the control device 13 control signals for reversing the switching element 36 and is determined by the control device 13. By the reversal of the switching element 36 and its switching positions and changing the pressure conditions in the pressure chambers 8.9, a braking phase is inserted towards the end of the movement phase, in which by the built-up in the pressure chamber 9 pressure pad a deceleration in the direction of movement - as indicated by arrow 31 -. until the switching time Tuzi with the maximum possible speed moving component takes place.
Am Ende der Bremsphase im zweiten Umschaltzeitpunkt 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 N2004/12200 -31 - -31 - ♦· ·· • · ·At the end of the braking phase in the second switching time Tuz2, a third 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 driven in opposite directions, wherein the component shortly before reaching its end position in the direction of movement again with system pressure or Pressure chamber 8 is pressurized with system pressure and the pressure chamber 9 is vented. As a result, at the end of the braking phase, where it already has a low speed of movement, the component again undergoes a feed in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - in the direction of its left end position. This ensures that the component reliably reaches its end position. For this purpose, in the second changeover time Tuz2, a follow-up signal Sns corresponding to the third control signal is generated, which N2004 / 12200 -31 - -31 - ♦ · ··· · ·
·· ·· · • · · · · • · · · · • · · · * · · · 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.The control magnet 37 is switched on for a period of time tscH2 until the start of movement of the component in the second movement phase. The effect of the subsequent signal Sns has already been described in detail above.
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 Tuz3, 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 the time Tstart ·
Es versteht sich, dass bei umgekehrter Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 3 Γ - eine entsprechend umgekehrte Ansteuerung des Schaltelementes 36 erfolgt, wie in Fig. 10 für die zweite Bewegungsphase eingetragen, wobei die entsprechenden Messsignale Si, S2 vom Sensor 22 , das Bestätigungssignal SB und Startsignal Sstart vom Sensor 21 ausgelöst werden. Das Schaltelement 36 wird hierzu von der in Fig. 3 eingetragenen Betätigungsstellung in die in Fig. 4 eingetragene Ruhestellung geschalten, indem zum Startzeitpunkt Tstart der zweiten Bewegungsphase von der übergeordneten Steuerung oder Steuereinrichtung 13 der Steuermagnet 37 mit dem ersten Steuersignal angesteuert und der Steuermagnet 37 in den unbestromtem Zustand verbracht wird. Dadurch wird der Bauteil aus seiner linken Endlage entgegen der ursprünglichen Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - in die rechte Endlage bewegt. In dieser Schaltstellung des Schaltelementes 36 ist die Druckleitung 17 geöffnet, sodass die Druckkammer 9 des Antriebs 1 mit der Druckversorgungseinheit 18 verbunden und mit Systemdruck beaufschlagt wird, während die Druckkammer 8 über die Druckleitung 16 mit einer Entlüftungsleitung 51 am Schaltelement 36 verbunden ist, sodass das in der Druckkammer 8 befindliche Druckmittel bzw. Arbeitsmedium ungehindert in die Atmosphäre entweichen kann. Auch für diese Bewegungsrichtung, wird in der zweiten Bewegungsphase des Bauteils von der Steuereinrichtung 13 der erste und/oder zweite Umschaltzeitpunkt Tuzi» Tuz2 des Schaltelementes 36 berechnet und in der vierten Bewegungsphase des Bauteils der neue, erste und/oder zweite Umschaltzeitpunkt Tuzi, Tuz2 des Schaltelementes 36 entsprechend eingestellt.It is understood that in the reverse direction of movement - according to arrow 3 Γ - a corresponding reverse control of the switching element 36 takes place, as shown in Fig. 10 for the second movement phase, wherein the corresponding measurement signals Si, S2 from the sensor 22, the confirmation signal SB and start signal Sstart be triggered by the sensor 21. The switching element 36 is for this purpose switched from the registered in Fig. 3 operating position in the registered in Fig. 4 rest position by at the start time Tstart the second movement phase of the parent control or control device 13 of the control solenoid 37 is driven with the first control signal and the control magnet 37 in the unpowered state is spent. As a result, the component is moved from its left end position counter to the original direction of movement - as indicated by arrow 31 - in the right end position. In this switching position of the switching element 36, 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. Also for this direction of movement, the first and / or second switching time Tuzi »Tuz2 of the switching element 36 is calculated in the second movement phase of the component by the control device 13, and in the fourth movement phase of the component the new, first and / or second changeover time Tuzi, Tuz2 of the Switching element 36 adjusted accordingly.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des fluidisch betätigten Antriebs 1; Γ; 1” wird nun anhand der in den Fig. 11 bis 12b gezeigten Verfahrensabläufe näher beschrieben. N2004/12200 ·· ·· -32- ··· ··· ·· • ♦ • ··· • · · • · · ··The inventive method for controlling the fluidically actuated drive 1; Γ; 1 "will now be described in more detail with reference to the process sequences shown in FIGS. 11 to 12b. N2004 / 12200 ·· ·· -32- ··· ··· ·· • ♦ • ··· • · · • · ···
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 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.
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; Γ; 1” auftritt oder ein Montageteil am Antrieb 1; 1 1 ” eingeklemmt und dadurch eine Bewegung des Bauteils verhindert ist.In method step 73, 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 can 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; Γ; 1 "occurs or a mounting part on the drive 1; 1 1 "clamped and thereby movement of the component is prevented.
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, method step 75 is initiated.
In diesem Verfahrensschritt 75 wird zunächst von der Reglereinheit 55 der Steuereinrichtung 13 ein Soll-Ist-Vergleich zwischen der festgelegten Zeitspanne t3Soii und der ermittelten Zeitspanne t3jst durchgeführt. Weicht die ermittelte Zeitspanne t3ist von der festgelegten N2004/12200 -33- ·· ·· • I · » ♦ * • · · » · · ·· ·· ·»·· ·· » • ··· • · ··· ·· ·· • · β· · · ···.· · · · · • ·In this method step 75, a setpoint-actual comparison between the set time interval t3Soii and the determined time interval t3jst is first carried out by the control unit 55 of the control device 13. If the determined period of time t3is not equal to the specified period of time, N2004 / 12200 -33- ····························································································. ··········································
Zeitspanne t3Soii ab, wird aus diesen in einem ersten Regelkreis der Reglereinheit 55 jeweils eine Stellgröße zur Einstellung der Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 gebildet.Period t3Soii, from these in a first control loop of the control unit 55 each a manipulated variable for setting the switching times Tuzi, Tuz2 is formed.
In Fig. 1 la ist der erste Regelkreis detailliert dargestellt. Wie daraus ersichtlich, wird in der ersten Bewegungsphase für die nächste Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung des Bauteils an einem Vergleichsglied 76 eine Regelabweichung (e) zwischen der ermittelten Zeitspanne t3ist und der festgelegten Zeitspanne t3Soii berechnet und einem ersten Regler 77 der Reglereinheit 55 zugeführt. Im Regler 77 werden aus der Regelabweichung (e) nach einem festgelegten Regelgesetz die Stellgrößen zur Einstellung beider Umschaltzeitpunkte Tyzi, Tuz2 berechnet und danach im Speicher 54 abgelegt. Wird mm die Bewegung des Bauteils in der dritten Bewegungsphase gestartet, so werden die entsprechenden Stellgrößen aus dem Speicher 54 ausgelesen und auf die Schaltelemente 10,11 gemäß den Ausführungen in den Fig. 1,2; 5,6; 7 oder das Schaltelement 36 gemäß der Ausführung in den Fig. 3,4 aufgeschaltet. Die Schaltelemente 10,11; 36 bilden die Stellglieder des Regelkreises, wie diese jedoch in der Fig. 11a nicht dargestellt sind. Aus dem oben Stehenden lässt somit erkennen, dass bei einer Abweichung der Zeitspanne t3ist von der Zeitspanne t3Soii, die Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 für die nächste, gleichsinnige Bewegungsphase neu eingestellt werden. Auf diese Weise wird nun sicher gestellt, dass eine Regelabweichung (e), die in einer vorangegangenen Bewegungsphase in die erste Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - festgestellt wird, durch Veränderung der Umschaltzeitpunkte Tuzi,In Fig. 1 la, the first control loop is shown in detail. As can be seen, in the first movement phase for the next movement phase in the same direction of movement of the component on a comparison member 76, a control deviation (e) between the determined period of time t3ist and the predetermined period of time t3Soii is calculated and fed to a first controller 77 of the control unit 55. In the controller 77, the manipulated variables for setting both switching times Tyzi, Tuz2 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 started in mm, then the corresponding manipulated variables are read from the memory 54 and applied to the switching elements 10, 11 in accordance with the embodiments in FIGS. 5.6; 7 or the switching element 36 according to the embodiment in Figs. 3,4 switched. The switching elements 10, 11; 36 form the actuators of the control loop, as they are not shown in Fig. 11a. It can therefore be seen from the above that, given a deviation of the time period t3ist from the time span t3Soii, the switch-over times Tuzi, Tuz2 are readjusted for the next movement phase in the same direction. In this way it is now ensured that a control deviation (e), which is determined in a preceding movement phase in the first direction of movement - according to arrow 31 - by changing the switching times Tuzi,
Tuz2 ausgeregelt wird und in der darauf folgenden Bewegungsphase in dieselbe Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - die oder das Schaltelement(e) 10,11; 36 nach den berechneten Umschaltzeitpunkten Tuzi, Tuz2 angesteuert werden, sodass die erfasste Zeitspanne t3ist der festgelegten Zeitspanne t3s0n entspricht. Nach dieser Regelung werden die neuen Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 berechnet, wobei die Zeitspanne tGD in allen nachfolgenden Bewegungsphasen in dieselbe Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - unverändert bleibt. Dadurch entspricht dieser Regeleingriff im Wesentlichen einer Verschiebung der Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 im konstanten Abstand gegenüber dem Zeitpunkt Ti.Tuz2 is corrected and in the subsequent movement phase in the same direction of movement - as shown by arrow 31 - the or the switching element (s) 10,11; 36 are calculated according to the calculated switching times Tuzi, Tuz2, so that the detected time period t3ist corresponds to the set period t3s0n. According to this regulation, the new switching times Tuzi, Tuz2 are calculated, the time span tGD remaining unchanged in all the following movement phases in the same direction of movement, as shown by arrow 31. As a result, this control intervention substantially corresponds to a shift of the switching times Tuzi, Tuz2 at a constant distance relative to the time Ti.
Entspricht hingegen der Ist-Wert der ermittelten Zeitspanne t3ist dem festgelegten Sollwert der Zeitspanne t3Soii, kann ein Stelleingriff und damit eine Verschiebung der Umschaltzeitpunkte Tuzi, Tuz2 auf der Zeitachse gegenüber dem Zeitpunkt Ti entfallen und wird sofort der Verfahrensschritt 78 eingeleitet. N2004/12200 -34- -34- 9% * » « • · · 9 · · • · · 90 •999 ·, • · ♦ · • ··· ! • · · ·*·♦On the other hand, if the actual value of the ascertained time interval t3is equal to the setpoint value of the time span t3Soii, a control intervention and thus a shift of the switchover times Tuzi, Tuz2 on the time axis compared to the time Ti can be omitted and the method step 78 is initiated immediately. N2004 / 12200 -34- -34- 9% * »« • · · 9 · · · · · 90 • 999 ·, · · · · · · ···! • · · · * · ♦
In diesem Verfahrensschritt 78 erfolgt wiederum von der Reglereinheit 55 ein Soll-Ist-Vergleich der festgelegten Zeitspanne tisoii und der ermittelten Zeitspanne tnst. Weicht die ermittelte Zeitspanne tnst von der festgelegten Zeitspanne tisoii 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 Fig. 1 lb als zweiter Regelkreis der Reglereinheit 55 dargestellt. Im Regler 80 wird aus der Regelabweichung (e) nach einem festgelegten Regelgesetz nur eine Stellgröße zur Einstellung des Umschaltzeitpunktes Tuzi bzw. der Zeitspanne toD gebildet und danach im Speicher 54 abgelegt. Wird mm die Bewegung des Bauteils in der dritten Bewegungsphase gestartet, so wird die entsprechende Stellgröße aus dem Speicher 54 ausgelesen und auf die Schaltelemente 10,11 gemäß den Ausführungen in den Fig. 1,2; 5,6; 7 oder das Schaltelement 36 gemäß der Ausführung in den Fig. 3,4 aufgeschaltet. Demnach wird in diesem Regelkreis der zweite Umschaltzeitpunkt Tuz2 beibehalten und die Zeitspanne toD bzw. die Dauer des Gegensteuems verändert, in dem der erste Umschaltzeitpunkt Tuzi auf der Zeitachse verschoben wird.In this method step 78, the setpoint-actual comparison of the set time interval tisoii and the determined time interval tnst is again effected by the controller unit 55. If the determined time interval tnst deviates from the set time interval tisoii, in the first movement phase for the next movement phase in the same movement direction of the component the control deviation (e) is initially formed on a comparison element 79 and fed to a second regulator 80 of the control unit 55, as shown in FIG 1 lb is shown as a second control loop of the control unit 55. In the controller 80, only one manipulated variable for setting the switchover time Tuzi or the time period toD is formed 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 started in mm, then the corresponding manipulated variable is read from the memory 54 and applied to the switching elements 10, 11 according to the embodiments in FIGS. 5.6; 7 or the switching element 36 according to the embodiment in Figs. 3,4 switched. Accordingly, in this control circuit, the second switching time Tuz2 is maintained and the time period toD or the duration of the counter control is changed, in which the first switching time Tuzi is shifted on the time axis.
Entspricht dagegen die ermittelte Zeitspanne tust der festgelegten Zeitspanne tis0u, wird eine Änderung der Zeitspanne tGD bzw. der Dauer des Gegensteuems unterlassen und der Bauteil anhand der in der letzten Bewegungsphase gültigen Einstellung für den ersten Umschaltzeitpunkt Tuzi angetrieben.If, on the other hand, the determined time period tust corresponds to the set time interval tis0u, a change of the time period tGD or the duration of the counter-control is omitted and the component is driven on the basis of the setting valid in the last movement phase for the first switch-over time Tuzi.
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 tisoii, t3Soii als Zeitfenster mit einer Unter- und Obergrenze festgelegt werden und ein Regeleingriff nur dann stattfindet, wenn die ermittelten Zeitspannen tnst, 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 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 tisoii, t3Soii as a time window with a lower and upper limit and a control intervention only takes place when the determined time periods tnst, t3 are outside the time or tolerance window. 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 zeigt ein modifiziertes Verfahren zur Steuerung des Antriebs 1; Γ, l”in einem Ablaufdiagramm. Die Modifikation betrifft die Berücksichtigung bzw. Korrektur des Bewegungsablaufs des Bauteils. Zum einen kann der Fall eintreten, dass der Bauteil mit einer zu hohen Geschwindigkeit gegen die Endlage bewegt wird und durch die hohe kinetische N2004/12200 -35- -35- ···· ··· ···· ·· ·· » · · • ··· • * ·Fig. 12 shows a modified method for controlling the drive 1; Γ, l "in a flow chart. The modification concerns the consideration or correction of the movement sequence of the component. On the one hand, there may be the case that the component is moved at too high a speed towards the end position and due to the high kinetic N2004 / 12200 -35- -35- ···· ··· ···· ·· ·· » · · · ··· • * ·
9 9 Z ·· ♦·9 9 Z ·· ♦ ·
Aufprallenergie, dieser von der Endlage entgegen der Soll-Bewegung bewegt wird und sich am, der anzufahrenden Endlage zugeordneten Sensor 21 ein Signal verlauf ergibt, wie er in Fig. 12a dargestellt ist. Zum anderen kann der Fall eintreten, dass der Bauteil mit einer zu niedrigen Geschwindigkeit gegen die Endlage bewegt wird und er vor Erreichen der Endlage eine Pendelbewegung ausfuhrt, sodass sich der in Fig. 12b dargestellte Signalverlauf für den in der anzufahrenden Endlage befindlichen Sensor 21 ergibt. Die Endlage ist durch ein mechanisches Begrenzungselement, wie ein Festanschlag oder Stossdämpfer gebildet.Impact energy, this is moved from the end position against the target movement and at the, the approaching end position associated sensor 21 results in a signal course, as shown in Fig. 12a. On the other hand, the case may occur that the component is moved at too low a speed against the end position and it executes a pendulum motion before reaching the end position, so that the signal curve shown in FIG. 12b results for the sensor 21 located in the approaching end position. The end position is formed by a mechanical limiting element, such as a fixed stop or shock absorber.
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 monitoring device 72 entered in the previous FIGURE, 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.
Im Verfahrensschritt 82 wird von der Reglereinheit 55 der Steuereinrichtung 13 ein Soll-Ist-Vergleich zwischen einer festgelegten Zeitspanne tis0u und der ermittelten Zeitspanne tust durchgeführt. Unterschreitet die ermittelte Zeitspanne t^t die festgelegte Zeitspanne tisoii» kann die Steuereinrichtung 13 durch Auswertung des Signalverlaufs feststellen, dass der Bauteil mit einer zu hohen Geschwindigkeit in die Endlage bewegt wurde.In method step 82, the control unit 55 of the control device 13 carries out a setpoint-actual comparison between a defined time interval tis0u and the determined time interval tust. If the ascertained period of time t.sub.t falls below the defined period of time t.sub.i.sub.o.sup.i, the control device 13 can ascertain by evaluating the signal curve that the component has been moved into the end position at too high a speed.
Diese Situation wird anhand des in Fig. 12a gezeigten Signalverlaufs gezeigt. Dabei werden der Steuereinrichtung 13 drei Messsignale Si, S2, S3 zugefuhrt. Das erste Messsignal Sj wird zu einem Zeitpunkt Ti erfasst, wenn beispielsweise die am bewegten Bauteil befestigte Steuerleiste 25 mit der in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - vorderen Steuerkante 32a in den Wirkbereich des in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensors 21 eintritt, während das zweite Messsignal zu einem Zeitpunkt T2 erfasst wird, in welchem die Steuerleiste 25 mit der zweiten Steuerkante 33a in den Wirkbereich des in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensors 21 eintritt. Ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils zu hoch, wird dieser zunächst wegen seiner zu hohen Aufprallenergie an der N2004/12200 -36- +# ·· • * · • · · • · ♦ • · · • · • ·#· ♦· ·· ·♦· ·· ·· • · · fl • 2 · ··· • · · · I _ · · · fl m ···· ·· 9i ··This situation is shown by the waveform shown in Fig. 12a. In this case, the control device 13 three measurement signals Si, S2, S3 zugefuhrt. The first measurement signal Sj is detected at a time Ti when, for example, the control element 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 shown in arrow 31, in the direction of arrow 31, while the second measurement signal approaches a time T2 is detected, in which the control bar 25 enters with the second control edge 33a in the effective range of the arranged in the end position sensor 21 to be approached. If the speed of movement of the component is too high, it will first start moving because of its excessive impact energy. N2004 / 12200 -36- + # ·· • * · · · · · · · · · · · · · · · · · ··· ···
Endlage entgegen seiner Soll-Bewegung bewegt und danach durch die nochmalige Druckbeaufschlagung zum sicheren Anfahren der Endlage in seine ursprüngliche Bewegungsrichtung angetrieben. Dadurch wird der Bauteil nochmals in Richtung auf die Endlage bewegt und gegen die Endlage hin abgebremst, sodass die zweite Steuerkante 33a wieder in den Wirkbereich des in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensors 21 eintritt und dabei zu einem späteren Zeitpunkt T3 das dritte Messsignal S3 auslöst. Dieses dritte Messsignal S3 wird jedoch nicht von der Steuereinrichtung 13 ausgewertet.Moves end position against its desired movement and then driven by the repeated pressurization to safely approach 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 arranged in the end position sensor 21 and thereby triggers the third measurement signal S3 at a later time T3. However, this third measurement signal S3 is not evaluated by the control device 13.
Da die Zeitspanne tust für die beschriebene Situation viel zu niedrig ist, wird der zweite Regelkreis, wie oben beschrieben, durchlaufen. Wesentlich ist, dass die korrigierte Zeitspanne toD 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 toD erfolgt wiederum durch die Korrektur wenigstens eines der Umschaltzeitpunkte Tuzi» Tuz2 der Schaltelemente 10,11; 36.Since the time span tust is 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 toD is calculated on the basis of the preceding movement phase, and that the corrected or reduced time interval tGD is set in the same movement direction of the component only in the following movement phase. The setting of the time period toD is again effected by the correction of at least one of the switching times Tuzi »Tuz2 of the switching elements 10, 11; 36th
Wird hingegen im Verfahrensschritt 82 festgestellt, dass die ermittelte Zeitspanne tust die festgelegte Zeitspanne tisoii überschreitet, wird dies in der ersten Bewegungsphase von der Steuereinrichtung 13 als Pendelbewegung ausgewertet, die durch eine Reduzierung der Zeitspanne toD beseitigt wird. Hierzu wird die im Speicher 54 abgelegte Zeitspanne toD 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 tisoii und der ermittelten Zeitspanne tust vorzugeben. Dieser Vorgang ist durch einen Block 83 in Fig. 12 dargestellt. Die um den Gewichtsfaktor korrigierte Zeitspanne toD wird wiederum in der dritten Bewegungsphase als neue Zeitspanne tGD herangezogen.If, on the other hand, it is determined in method step 82 that the determined time interval tust exceeds the defined time interval tisoii, this is evaluated in the first movement phase by the control device 13 as a pendulum movement, which is eliminated by reducing the time period toD. For this purpose, the time period toD 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. However, it is equally possible to specify the weighting factor as a function of the deviation between the set time interval tisoii and the determined time span tust. This process is represented by a block 83 in FIG. 12. The time period toD corrected by the weighting factor is again used as the new time span tGD in the third movement phase.
Diese Situation wird anhand des in Fig. 12b gezeigten Signalverlaufs gezeigt. Dabei werden der Steuereinrichtung 13 drei Messsignale Si, S2, S3 zugeführt. Das erste Messsignal Si wird zu einem Zeitpunkt Ti erfasst, wenn beispielsweise die am bewegten Bauteil befestigte Steuerleiste 25 mit der in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - vorderen Steuerkante 32a in den Wirkbereich des in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensors 21 eintritt. Ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Bauteils zu niedrig, wird der Bauteils noch N2004/12200 -37- -37- ·· 99 ·♦·· 9 9 • · • 9 9 • · 999 9 9 ♦ • 9 9 9 • • 9 99 ·· 999 ·* • · · • · ·· • ♦ • ··· • · 9 • · · *· vor Erreichen der Endlage entgegen seiner Soll-Bewegung bewegt, sodass die Steuerleiste 25 wieder den Wirkbereich des Sensors 21 verlässt. Durch die Druckbeaufschlagung zum sicheren Anfahren der Endlage, wird der Bauteil wieder in seine ursprüngliche Bewegungsrichtung angetrieben, sodass die vordere Steuerkante 32a zum Zeitpunkt T2 nochmals in den Wirkbereich des in der anzufahrenden Endlage angeordneten Sensors 21 eintritt. Wird die Endlage erreicht, so wird zu einem späteren Zeitpunkt T3, wenn die Steuerkante 33a in den Wirkbereich des Sensors 21 eintritt, das dritte Messsignal S3 ausgelöst, in welchem nun der Bauteil tatsächlich die Endlage erreicht hat. Dieses dritte Messsignal S3 wird jedoch nicht von der Steuereinrichtung 13 ausgewertet.This situation is shown by the waveform shown in Fig. 12b. In this case, the control device 13 is supplied with three measurement signals Si, S2, S3. The first measuring signal Si is detected at a time Ti 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 front control edge 32a in the direction of movement. If the speed of movement of the component is too low, the component will still be N2004 / 12200 -37- -37- ·· 99 · ♦ ·· 9 9 • · • 9 9 • · 999 9 9 ♦ • 9 9 9 • • 9 99 · 999 ······························································································································································································································ 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 again enters the effective range of the arranged in the end position sensor 21 at time T2. If the end position is reached, at a later time T3, when the control edge 33a enters the effective range of the sensor 21, the third measurement signal S3 is triggered, in which the component has actually reached the end position. However, this third measurement signal S3 is not evaluated by the control device 13.
Die in den Fig. 12a, 12b eingetragene Zeitspanne U wird zum Zeitpunkt T3 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. Das Bewegungsende wird erst zum Zeitpunkt T3 erreicht. Ebenso tritt eine Verschiebung des Zeitpunktes Tr (in den Fig. nicht eingetragen) ein, in welchem das Rückmeldesignal SRÜCk ausgelöst wird.The time period U entered in FIGS. 12a, 12b is triggered at the time T3 and ends at a later point in time in which it is ensured that all arithmetic operations of the control unit 55 have been completed and the control deviation or variables for the next movement phase in the same direction of movement To be available. The end of movement is only reached at time T3. Likewise occurs a shift in the time Tr (not shown in the figures), in which the feedback signal SRÜCk is triggered.
Wie oben beschrieben, kann die Endlage entweder alleinig durch die geschickte Steuerung des Antriebs 1; Γ; 1 ” oder durch die Kombination aus der geschickten Steuerung des Antriebs 1; Γ; 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 Gegensteuem über die Zeitspanne toD nicht abgebaut wurde. Daher ist der Anteil der vom Stoßdämpfer zu absorbierenden, kinetischen Energie, maßgeblich durch die Dauer des Gegensteuems toD beeinflusst. Wie oben beschrieben, ergibt sich die Zeitspanne tGD für die Dauer des Gegensteuems aus der Zeitspanne tj. Der Stoßdämpfer wirkt mit seiner Federkraft entgegen der Bewegungsrichtung des Bauteils, sodass die ermittelte Zeitspanne tnst geringfügig ansteigen wird, wenn der bewegte Bauteil auf den Stoßdämpfer aufläuft. Dem gegenüber wird durch die Regelung aus der ermittelten Zeitspanne tust die Zeitspanne toD für die Dauer des Gegensteuems geringfügig reduziert. Fällt durch einen Defekt der Stoßdämpfer aus oder wurde dieser fehlerhaft montiert, wird sich die Zeitspanne tust deutlich reduzierten, sodass durch die Regelung aus der ermittelten Zeitspanne tust die Zeitspanne toD für die Dauer des Gegensteuems vergrößert wird. Um N2004/12200 -38- ·· • · · • · · • · · • · · ·· ·· ···· • · • ··· ·· ··· ·· • · • ··« • · · • · · 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; Γ; 1” stillgesetzt.As described above, the end position can be determined either solely by the skillful control of the drive 1; Γ; 1 "or by the combination of the skillful control of the drive 1; Γ; 1 "and a shock absorber. If a shock absorber is used, then that part of the kinetic energy of impact of the component is absorbed, which was not degraded by the Gegensteuem over the period toD. Therefore, the proportion of kinetic energy to be absorbed by the shock absorber is significantly influenced by the duration of the countermeasure. As described above, the time span tGD for the duration of the counter-control results from the time period tj. The shock absorber acts with its spring force against the direction of movement of the component, so that the determined time tnst will increase slightly when the moving component runs onto the shock absorber. On the other hand, the period of time toD is slightly reduced by the regulation from the determined time span for the duration of the counter-control. If the shock absorber fails due to a defect or if it has been mounted incorrectly, the time span tust will be significantly reduced so that the time span tD for the duration of the counter control is increased by the regulation from the determined time period tust. N2004 / 12200 -38- ················ In order to be able to detect a failure of the shock absorber via the control device 13 or the higher-level control, a time lower limit and upper limit are defined for the time span tGD. If the calculated time interval tGD 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; Γ; 1 "shut down.
Es sei noch an dieser Stelle daraufhingewiesen, dass die Umschaltzeitpunkte Tuzi, T\jz2 bzw. die Zeitspanne toD 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 pointed out at this point that the switching times Tuzi, T \ jz2 or the time period toD 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 Fig. 13 bis 18 ist eine andere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, die gegebenenfalls für sich eine eigenständige, erfinderische Lösung darstellen kann.In the jointly described FIGS. 13 to 18, another embodiment of the method according to the invention is shown, which may optionally represent an independent, inventive solution.
Fig. 13 zeigt einen Antrieb 100, der auch nach dieser Ausführung durch einen doppeltwirkenden Hubzylinder 101 gebildet ist, der aus einem Zylinderrohr besteht, dessen Enden mit Stirnwänden 102, 103 abgeschlossen sind. In diesem Hubzylinder 101 ist durch ein Druckmittel verschiebbar, ein Stellkolben 104 geführt, der seinerseits mit einer Kolbenstange 105 verbunden ist. Die Kolbenstange 105 ist über ein entsprechendes Festlager 106 ortsfest gelagert, sodass der Hubzylinder 101 den beweglichen Bauteil und der Stellkolben 104 mit der Kolbenstange 105 den feststehenden Bauteil des Antriebs 100 bildet. Zwischen der linken Stirnwand 103 und dem Stellkolben 104 ist eine erste Druckkammer 107 und zwischen der rechten Stirnwand 102 und dem Stellkolben 105 eine zweite Druckkammer 108 ausgebildet.Fig. 13 shows a drive 100, which is also formed according to this embodiment by a double-acting lifting cylinder 101, which consists of a cylinder tube, whose ends are closed with end walls 102, 103. In this lifting cylinder 101 is displaceable by a pressure medium, 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. Between the left end wall 103 and the control piston 104, a first pressure chamber 107 and between the right end wall 102 and the control piston 105, a second pressure chamber 108 is formed.
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 N2004/12200 -39- ♦ · ···# ·· ·· » · · · • ! · ··· 2 · · · · · ··· ···· ·.·*./ • ··· Rücklaufanschlüssen des 5/3-Wegeventils verbunden. In bestromtem Zustand (erste Betätigungsstellung A) des linken Steuennagneten 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 Fig. 15 aus dem Signalverlauf für die Schaltstellung Ssch des Schaltelementes 109 ersichtlich ist.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. 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 with N2004 / 12200 -39- ♦ · ··· # ·· ·· »· · · •! ···· 2 ·· In energized state (first operating position A) of the left control magnet 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 with the pressure supply unit 114 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. 15 from the waveform for the switching position Ssch of the switching element 109 can be seen.
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 tßist des zwischen den Endlagen bewegten Bauteils exakt erfasst wird.As further noted in the figures, the control device 116 is connected via signal lines 117, 118 with 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. In this case, 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 above-described control bars 25,26, which are at the opposite ends of the movable member, therefore the lifting cylinder 101, attached. The arrangement of the control strips shown 25,26 is only a matter of principle. Equally well could flags 27a, b are 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 flags 27a, b is monitored. It is essential that an actual movement time t.sub.ist of the component moved between the end positions is detected exactly via the sensors 119, 120 arranged in the end positions.
Fig. 15 zeigt das prinzipielle Zeitdiagramm für den Antrieb 100. Dabei sind die Signalfolgen Sei und Se2 der beiden Sensoren 119,120 sowie die Schaltstellung Ssch des Schaltelementes 109 über die Zeit von drei Bewegungsphasen des zwischen den Endlagen beweglichen Bauteils dargestellt. Nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die erste und dritte Bewegungsphase einer Ausfahrbewegung - gemäß Pfeil 31 - des Hubzylinders 101 und die zweite Bewegungsphase einer Einfahrbewegung - gemäß Pfeil 31 ’ -des Hubzylinders 101. N2004/12200FIG. 15 shows the basic time diagram for the drive 100. The signal sequences Sei and Se2 of the two sensors 119, 120 and the switching position Ssch of the switching element 109 are shown over the time of three movement phases of the component movable between the end positions. According to the embodiment shown, 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 101. N2004 / 12200
Zum Startzeitpunkt Tstart wird vorerst über eine übergeordnete Steuerung (nicht dargestellt) der elektronischen Steuereinrichtung 116 ein Startsignal übermittelt, wie in den Fig. 13 und 14 durch den Pfeil 50 angedeutet, und danach von der Steuereinrichtung 116 an den linken Steuermagnet 110 ein erstes Steuersignal abgegeben, wodurch der Steuermagnet 110 bestromt und das Schaltelement 109 in die Betätigungsstellung (A) umgeschalten und der bewegbare Bauteil - gemäß gezeigter Ausführung der Hubzylinder 101 - aus seiner Ausgangslage in Richtung des Pfeils 31 von rechts nach links verstellt wird. Befindet sich nun das Schaltelement 109 in der in Fig. 13 gezeigten Betätigungsstellung (A) ist die Druckleitung 113 geöffnet, sodass die Druckkammer 107 des Antriebs 100 mit der Druckversorgungseinheit 114 verbunden und mit Systemdruck beaufschlagt wird, während die Druckkammer 108 über die Druckleitung 115 mit einer Entlüftungsleitung 125 am Schaltelement 109 verbunden ist, sodass das in der Druckkammer 108 befindliche Druckmittel ungehindert in die Atmosphäre entweichen kann.At the start time Tstart, a start signal is initially transmitted via a higher-level control (not shown) to the electronic control device 116, as indicated by the arrow 50 in FIGS. 13 and 14, and then output by the control device 116 to the left control magnet 110 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 component - according to the embodiment of the lifting cylinder 101 shown - is adjusted from its initial position in the direction of the arrow 31 from right to left. If now the switching element 109 in the operating position (A) shown in Fig. 13, 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 via the pressure line 115 with a vent line 125 is connected to the switching element 109, so that the pressure medium located in the pressure chamber 108 can escape unhindered into the atmosphere.
Durch Aktivierung des Schaltelements 109 wird die erste Bewegungsphase eingeleitet, wie dies im Nachfolgenden näher beschrieben wird.By activating the switching element 109, the first movement phase is initiated, as will be described in more detail below.
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 Fig. 15 gezeigte Signalverlauf ausgelöst. Dieser Signalverlauf entspricht jenem in Fig. 8 und wird deshalb auf eine nochmalige Beschreibung an dieser Stelle verzichtet.With the beginning of the movement of the component from its starting position or right end position to the start time Tstart the control bar 26 is moved past the stationary sensor 120 and triggered in this the waveform shown in Fig. 15. This waveform corresponds to that in FIG. 8 and is therefore dispensed with a repeated description at this point.
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 tßsoii des Bauteils zwischen den Endlagen jeder Bewegungsphase statisch vorgegeben oder dynamisch festgelegt. Der statisch vorgegebene Sollwert tesoii wird beispielsweise mathematisch oder empirisch ermittelt und in einem Speicher 129 der Steuereinrichtung 116 abgelegt. Anderseits kann der Sollwert tßsoii auch dynamisch festgelegt werden. Mit anderen Worten, wird beispielsweise der Sollwert tßsoii 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 tßsoii wird von der Steuereinrichtung N2004/12200 -41 - ·· ···· • · • ··· ·· ··· ·· ·» Μ • · · · # • · · ··· • # · · 9 • · · · · ···· ·· «« 116 ein theoretischer Startzeitpunkt Tstart (Bewegungsstart) festgelegt oder berechnet und ein theoretischer Endzeitpunkt Tm (theoretisches Bewegungsende) berechnet. Über die Sensoren 119,120 wird nun in der ersten Bewegungsphase die tatsächliche Bewegungszeit der Stellbewegung des Bauteils zwischen den Endlagen als Istwert tßist erfasst. Der erfasste Istwert tßist wird der elektronischen Steuereinrichtung 116 zugefuhrt, worauf von einer diese aufweisenden Reglereinheit 127 zwischen der ermittelten Bewegungszeit tßist und der festgelegten Bewegungszeit tßsoii ein Soll-Ist-Vergleich durchgefuhrt wird, wie aus Fig. 16 ersichtlich.According to the inventive method, a setpoint value for the movement time tsssoii 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 Tstart by the control device 116 or the higher-level control (not shown). The statically predetermined desired value tesoii is determined mathematically or empirically, for example, and stored in a memory 129 of the control device 116. On the other hand, the setpoint tsssoii can also be determined dynamically. In other words, for example, the setpoint tsssoii 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 tsssoii is determined by the control unit N2004 / 12200 -41 - ······ • · • ··· ·· ···································································· • A theoretical start time Tstart (motion start) is defined or calculated and a theoretical end time Tm (theoretical end of movement) is calculated. By means of the sensors 119, 120, the actual movement time of the adjusting movement of the component between the end positions is now detected as actual value t.sub.ist in the first movement phase. The detected actual value t.sub.ist is supplied to the electronic control device 116, whereupon a desired-actual comparison is performed by a control unit 127 having the same between the determined movement time t.sub.actist and the fixed movement time t.sub.so, as shown in FIG.
Wird eine Regelabweichung (e) aus der Differenz zwischen der für die erste Bewegungsphase vorgegebenen Soll-Bewegungszeit tßsoii und der aus der ersten Bewegungsphase ermittelten Ist-Bewegungszeit tßist 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 setpoint movement time tβsoii predetermined for the first movement phase and the actual movement time tβist determined from the first movement phase, at least one manipulated variable for controlling the switching element 109 is generated by a controller 128 according to a control law educated. The manipulated variable is temporarily stored in the memory 129. For this purpose, the controller unit 127 has a computer module 130, in particular a microprocessor.
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 Tuzi, 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 from the memory 129 and adjusted according to the manipulated variable of at least one of the two temporally successive switching times Tuzi, Tuz2, so that the control deviation (e) is corrected in the third movement phase.
Der erste Umschaltzeitpunkt Tuzi 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 TUZi, Tuz2 wird eine Steuerungsdauer tsD eines Startimpulses verändert. Es erweist sich von Vorteil, wenn der erste Umschaltzeitpunkt Tuzi 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 Tuzi und die fallende Flanke im zweiten Umschaltzeitpunkt N2004/12200 -42- ·· 99 .·%.··.:···: ·: ·... • ·The first switching time Tuzi corresponds to the starting time Tstart defined 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-hand control magnet 110 from the middle position (rest position) to the actuating position (FIG. A) is activated. 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. With the setting of at least one of the switching times TUZi, Tuz2, a control duration tsD of a start pulse is changed. It proves to be advantageous if the first switchover time Tuzi remains unchanged with respect to the time axis and the control duration tsD of the start pulse is set by changing the second switchover time Tuz2. The start pulse is due to the rising edge in the first switchover time Tuzi and the falling edge in the second switchover time N2004 / 12200 -42- ·· 99. ·%. ··.: ···: ·: · ... · ·
• · ··# • · ···· *· 9 9 9 999 9 9 9 9 99 9 9• · ····················· ·························································································
Tuz2 vorgegeben. Die Druckkammer 107 ist über die Steuerungsdauer tsomit Systemdruck beaufschlagt, sodass der Bauteil aus dem Stillstand in der Ausgangslage bzw. rechten Endlage auf eine Sollgeschwindigkeit vs0u 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.Tuz2 given. The pressure chamber 107 is acted upon by the system duration over the control duration, so that the component accelerates from standstill in the starting position or right end position to a desired speed vs0u and is moved in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - to its left end position. In the second switching time Tuz2, the control device 116 or the higher-level controller again outputs a second control signal to the left-hand control magnet 110, with which the left-hand control magnet 110 is deactivated and the switching element 109 is moved from the actuation position (A) into the middle position (rest position). In the center position, the pressure chamber 107 is connected to the return port of the switching element 109 and thereby the originally pressurized pressure chamber 107 is vented.
Auf den Startimpuls folgen innerhalb einer Zeitspanne toe 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 töB gepulst angesteuert und die Druckkammer 107 über die Dauer tscH eines jeden Schaltimpulses mit Systemdruck beaufschlagt. Die Impulspausen sind in der Fig. 15 als Zeitspannen tp eingetragen, innerhalb welcher das Schaltelement 109 in der Mittelstellung (B) verharrt und die Druckkammer 107 über die Zeitspannen tp einer jeden Impulspause drucklos ist und der Bauteil alleinig auf Grund seiner Massenträgheit antriebslos in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 -weiter bewegt. Folgt auf die Impulspause ein Schaltimpuls wird die Druckkammer 107 über die Zeitspannen tscH mit Systemdruck beaufschlagt und der Bauteil wiederum über die Dauer tscH beschleunigt.The start pulse is followed within a period of time by several switching pulses of short duration tscH, by which the switching element 109 is actuated by the control device 116 or the higher-level control in intervals of succession of intervals between the middle position (B) and the actuating position (A). In other words, the switching element 109 is pulsed controlled over the period töB and applied to the pressure chamber 107 over the duration tscH of each switching pulse with system pressure. The pulse pauses are plotted in FIG. 15 as periods tp, within which the switching element 109 remains in the middle position (B) and the pressure chamber 107 is depressurized over the periods tp of each pulse break and the component is driven solely in the direction of motion due to its mass inertia. according to arrow 31 -further moves. Follows the pulse break a switching pulse, the pressure chamber 107 is applied over the periods tscH with system pressure and the component in turn accelerated over the duration tscH.
Wie in Fig. 15 eingetragen, wird innerhalb der Zeitspanne toe der gepulsten Betätigung des Schaltelementes 109, der linke Steuermagnet 110 von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung über Steuersignale zu den Umschaltzeitpunkten Tuz3 — Tuzn mehrmals angesteuert. Im Umschaltzeitpunkt Tuz3 erhält der linke Steuermagnet 110 ein drittes Steuersignal, mit welchem das Schaltelement 109 von seiner ursprünglichen Mittelstellung (B) wieder in die Betätigungsstellung (A) betätigt und die Druckkammer 107 beaufschlagt wird. Im Umschaltzeitpunkt Tuzn erhält der linke Steuermagnet 110 innerhalb der Zeitspanne toe ein n-tes Steuersignal, mit welchem das Schaltelement 109 von seiner N2004/12200 ·· • · · • · · • * · • · · ·· ·· ···· • · • ··· • · ·· ·· • · · · . * · · ··· • · ♦ · • · · · ··#· «· μ ♦ -43-ursprünglichen Betätigungsstellung (A) wieder in die Mittelstellung (B) betätigt und die Druckkammer 107 entlüftet wird. Die Dauer der gepulsten Betätigung des Schaltelementes 109 ergibt sich aus der Zeitspanne toe zwischen dem zweiten Steuer- bzw. Schaltsignal im zweiten Umschaltzeitpunkt Tim und dem Steuer- bzw. Schaltsignal zum n-ten Umschaltzeitpunkt Tuzn· Am Ende der Zeitspanne toe ist der theoretische Endzeitpunkt Tte erreicht. Der Umschaltzeitpunkt Tuzn entspricht dem berechneten Endzeitpunkt Tte, zu welchem der Bauteil seine Endlage erreicht haben soll.As entered in FIG. 15, within the period of time toe of the pulsed actuation of the switching element 109, the left-hand control magnet 110 is actuated by the control device 116 or the higher-level control via control signals at the switching times Tuz3-Tuzn several times. At the switchover time Tuz3, the left control magnet 110 receives a third control signal, with which the switching element 109 is actuated from its original middle position (B) back to the actuation position (A) and the pressure chamber 107 is acted upon. At the switch-over time Tuzn, the left control magnet 110 receives an nth control signal within the time period toe, with which the switching element 109 is moved from its N2004 / 12200 ························································ • · • ··· • ··························. * Is operated again in 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 period toe between the second control or switching signal at the second switching time Tim and the control or switching signal at the n-th switching time Tuzn. At the end of the time period toe, the theoretical end time Tte reached. The changeover time Tuzn corresponds to the calculated end time Tte at which the component should have reached its end position.
Nach Fig. 15 wird allerdings in der ersten Bewegungsphase die linke Endlage nicht innerhalb der Soll-Bewegungszeit tßsoii erreicht, sondern erst zu einem späteren, über den anzufahrenden Sensoren 119 ermittelten Endzeitpunkt Tee (entspricht T2), der nach dem theoretischen Endzeitpunkt Tte liegt. Dieser Umstand kann bei veränderten Betriebs- und Umgebungsbedingungen, beispielsweise werden durch die zusätzliche Beladung des Antriebs die Reibungsverhältnisse verändert, eintreten. Basierend auf der Zeitdifferenz At zwischen theoretischem Endzeitpunkt Tte und ermitteltem Endzeitpunkt Tee, wird mm die Regelabweichung (e) berechnet und die wenigstens eine Stellgröße zur Einstellung wenigstens eines Umschaltzeitpunktes Tuzi, Tuz2bzw. die Steuerungsdauer tsD des Startimpulses gebildet, die dem Schaltelement 109 in der dritten Bewegungsphase aufgeschaltet wird. Nachdem die Steuerungsdauer tsD des Startimpulses geändert wird, wird von der elektronischen Reglereinheit 127, insbesondere dem Rechnerbaustein 130 der Steuereinrichtung 116 auch die Impulspause tp zwischen zwei aufeinander folgenden Schaltimpulsen innerhalb der Zeitspanne toB berechnet. Diese Schaltimpulse folgen auf die Impulspausen, die durch die Zeitdifferenz zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Steuersignalen zu den Umschaltzeitpunkten Tuz2, Tuz3 bis Tuzn festgelegt sind. Die Dauer tscH der dem Schaltelement 109 aufgeprägten Schaltimpulse wird abhängig vom Antriebstyp vorzugsweise unveränderbar vorgegeben und ist im Speicher 129 abgelegt. Ebenso wird die Anzahl der Schaltimpulse innerhalb der Zeitspanne tGB abhängig vom Antriebstyp gewählt und im Speicher 129 abgelegt. Genauso gut ist es aber auch möglich, dass vor der Inbetriebnahme des Antriebs 100 über eine Eingabevorrichtung 131, insbesondere einen Rechner (PC), oder die übergeordnete Steuerung der Steuereinrichtung 116 die Dauer tscH und die Anzahl der Schaltimpulse vom Monteur eingegeben wird. In den Fig. 13 und 14 weist die Steuereinrichtung 116 die Eingabevorrichtung 131 auf. N2004/12200 ·· • · · • · · • · · ·* ···· • · ··15, however, in the first movement phase, the left end position is not reached within the desired movement time tsssoii, but only to a later, determined via the approaching sensors 119 end time Tee (corresponds to T2), which is after the theoretical end time Tte. 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. Based on the time difference Δt between the theoretical end time Tte and the determined end time tea, the control deviation (e) is calculated in mm and the at least one manipulated variable for setting at least one switchover time Tuzi, Tuz2bzw. formed the control duration tsD of the start pulse, which is the switching element 109 is switched in the third movement phase. After the control duration tsD of the start pulse is changed, the electronic control unit 127, in particular the computer module 130 of the control device 116, also calculates the pulse pause tp between two successive switching pulses within the time period toB. These switching pulses follow the pulse pauses defined by the time difference between two directly successive control signals at the switching times Tuz2, Tuz3 to Tuzn. The duration tscH 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 period TGB is selected depending on the drive type and stored in memory 129. However, it is equally possible for the duration tscH and the number of switching pulses to be input by the fitter before the drive 100 is put into operation via an input device 131, in particular a computer (PC), or the higher-level controller of the control device 116. In Figs. 13 and 14, the controller 116 has the input device 131. N2004 / 12200 ················································
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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 Verstell weg des Bauteils angepasst werden. Hierzu kann die Reglereinheit 127 auch einen dynamischen Lemmodus (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, the vibration-free positioning of the component in the end position or the smoothest possible adjustment of the component between the end positions must be ensured, the duration tscH is selected to be smaller and / or the number of switching pulses higher. As the number of switching pulses increases, the variations in the speed of movement of the component are minimized. Likewise, the duration tscH and / or the number of switching pulses must be adapted to the adjustment path of the component. For this purpose, the controller unit 127 may also have a dynamic lean mode (adaptive control) for setting the duration tscH and / or the number of switching pulses. For the time being, the component is controlled between the end positions on the basis of basic settings for the duration tscH and / or the number of switching pulses, and during this the sensed oscillations are sensed. If the vibrations exceed a limit value, the duration tscH 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 be compensated by changing the duration tscH and / or the number of switching pulses ,
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. r i tßsoii - tSD - (Anzahl der Schaltimpulse . tSCH ) tp ImsJ =-Thus, the computer module 130 of the controller unit 127 can calculate the time span tp of each pulse break after a calculation algorithm stored in the memory 129 and described below. r i tsssoii - tSD - (number of switching pulses, tSCH) tp ImsJ = -
Anzahl der SchaltimpulseNumber of switching pulses
Unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe des Bauteils sind in Fig. 17 dargestellt. Liegt eine lange Steuerungsdauer tsö vor, ergibt sich der in vollen Linien eingetragene Geschwindigkeitsverlauf, während sich für eine kurze Steuerungsdauer tsD der in strichlierte Linien eingetragene Geschwindigkeitsverlauf ergibt. Wie daraus ersichtlich, erreicht der Bauteil in einer Zeitspanne über die Steuerungsdauer tsD seine maximale Sollgeschwindig- N2004/12200 keit vsoii. Ab dem zweiten Umschaltzeitpunkte Tuz2 innerhalb der Zeitspanne toß, verliert der Bauteil zunehmend an Bewegungsgeschwindigkeit, sodass dieser mit gegenüber die maximale Sollgeschwindigkeit vs0n verringerter Bewegungsgeschwindigkeit gegen die Endlage verfahren wird.Different speed profiles of the component are shown in FIG. 17. If there is a long control duration ts0, the speed profile entered in full lines results, while the speed profile entered in dotted lines results for a short control time tsD. As can be seen, the component reaches its maximum nominal speed vsoii in a time span over the control duration tsD. From the second switch-over time Tuz2 within the time span toß, the component increasingly loses movement speed, so that it is moved with respect to the maximum target speed vs0n reduced movement speed against the end position.
Der Geschwindigkeitsabfall Δν variiert abhängig von der Steuerungsdauer tsD des Startimpulses. Tritt eine hohe Regelabweichung (e) ein, daher ist die erfasste Bewegungszeit tßist höher als die festgelegte Bewegungszeit tßsoii, 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 Δν varies depending on the control duration tsD of the start pulse. When a large deviation (e) occurs, therefore, the detected movement time tβist is higher than the set movement time tβsoii, the control period tsD of the start pulse is also increased, thereby accelerating the component to a high moving speed in the first period. Accordingly, as the control duration tsD of the starting pulse increases, the duration tp of each pulse break is reduced uniformly, ie, the component is moved without drive over shorter intervals, as indicated in solid lines. If, on the other hand, the control duration tsD of the start pulse is reduced, then the duration tp of each pulse break is increased uniformly, that is, the component is moved without drive over longer intervals, as indicated by 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 Δν zu hoch, steigt die Zeitdifferenz At an. Um eine unnötig hohe Anhebung der Zeitdifferenz At 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 So 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 positio- N2004/12200 niert gehalten wird. Die Zeitspanne ϊα resultiert aus der Zeitdifferenz zwischen dem Umschaltzeitpunkt Tuza der ersten Bewegungsphase und dem ersten Umschaltzeitpunkt Tuzi bzw. dem Startzeitpunkt Tstart der zweiten Bewegungsphase in gegenläufiger Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 3Γ. 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 Fig. 8 verwiesen, in welcher der Signalverlauf Se2 am Sensor 21 erläutert ist und auf diese Ausführung für den Sensor 119 übertragen werden kann.If the velocity drop Δν is too high, the time difference Δt increases. In order to prevent an unnecessarily high increase in the time difference Δt and thus the movement time of the component on its adjustment movement between the end positions, a monitoring signal So triggered by the monitoring device 132 of the control device 116 to the theoretical end of movement at the end time Tte, with which a first time period is specified. If this period of time has expired and the component is not yet in its planned end position, which is monitored by the sensor 119, the switching device 109 switches the switching element 109 to a switching-on time Tuza and activates the pressure chamber 107 with system pressure over a period tA , so that the component moves in the direction of movement - as indicated by arrow 31 - towards its end position, pressed against this and held in this with a holding force positio N2004 / 12200 ned. The period of time ϊα results from the time difference between the switching time Tuza of the first movement phase and the first switching time Tuzi or the starting time Tstart of the second movement phase in the opposite direction of movement - according to arrow 3Γ. The post-switching signal Sns therefore corresponds to a subsequent pulse. If the component is actually in its end position, the signal S2 is triggered via the control edge 33a at the sensor 119 arranged in the end position to be approached at the time of tea or T2 (not entered). Reference is here made to the detailed description of FIG. 8, in which the signal profile Se 2 is explained on the sensor 21 and can be transmitted to this embodiment for the sensor 119.
Weiters ist es möglich, dass von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung eine zweite Zeitspanne tF aus der Zeitdifferenz zwischen dem ersten Messsignal Si und dem letzten Umschaltzeitpunkt Tuzn, daher wenn das Schaltelement 109 aus seiner Betätigungsstellung A in die Ruhestellung B umgestaltet wird, ausgewertet wird. Übersteigt die erste Zeitspanne die zweite Zeitspanne fc), so wird von der Überwachungseinrichtung 132 das Nachschaltsignal Sns noch vor dem Ende der ersten Zeitspanne erzeugt und dem Schaltelement 109 aufgeschaltet, sodass der Bauteil frühzeitig in Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 31 - mit Systemdruck beaufschlagt wird. Dadurch kann die tatsächliche Bewegungszeit verkürzt werden, wenn die Soll-Bewegungszeit Tbsoii von der Ist-Bewegungszeit Tßist abweicht.Furthermore, it is possible for the control device 116 or the higher-level controller to evaluate a second time interval tF from the time difference between the first measuring signal Si and the last switching time Tuzn, therefore when the switching element 109 is converted from its actuating position A into the rest position B , If the first period of time exceeds the second time interval fc), then the follower signal Sns is generated by the monitoring device 132 before the end of the first period of time and applied to the switching element 109 so that system pressure is applied to the component early in the direction of movement, as indicated by arrow 31. Thereby, the actual movement time can be shortened when the target movement time Tbsoii deviates from the actual movement time Tβist.
Wie Fig. 15 in der dritten Bewegungsphase zeigt, wird die Regelabweichung (e) zwischen der Soll-Bewegungszeit Tbsoii und Ist-Bewegungszeit Tßist ausgeregelt, indem die Steuerungsdauer tsD des Startimpulses und die Zeitspannen tp der Impulspausen so eingestellt werden, dass die Ist-Bewegungszeit Tßist der Soll-Bewegungszeit Tßsoii entspricht und der Bauteil innerhalb der vorgegebenen Soll-Bewegungszeit Τβ^ιι die linke Endlage erreicht. Die Steuerungsdauer tsD des Startimpulses wird verlängert und die Zeitspannen tp verkürzt. Hat der Bauteil seine Endlage erreicht, wird am Sensor 119 ein Signal S2 ausgelöst und dieses der Steuereinrichtung 116 zugefiihrt, worauf von dieser 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 im wesentlichen nur noch gegen die Endlage angedrückt sowie in dieser mit einer Haltekraft N2004/12200 «f • · · · · · · • · · · · · ····As shown in Fig. 15 in the third movement phase, the deviation (e) between the target movement time Tbsoii and actual movement time Tβ is compensated by setting the control duration tsD of the start pulse and the periods tp of the pulse pauses so that the actual movement time T is equal to the target movement time Tsssoii and the component reaches the left end position within the predetermined target movement time. The control duration tsD of the start pulse is extended and the time periods tp are shortened. If the component has reached its end position, a signal S2 is triggered at the sensor 119 and supplied to the control device 116, whereupon the switching element 109 switches to a switching-on time Tuza and activates the pressure chamber 107 with system pressure over a period tA, so that the Essentially only pressed against the end position and in this with a holding force N2004 / 12200 «f • · · · · · · · · · ····
VV
• · · · · · · • · · · · · · -47- ........... positioniert gehalten wird. Da in der dritten Bewegungsphase keine Regelabweichung vorliegt, bleibt die Einstellung der Steuerungsdauer tsD des Startimpulses und der Zeitspannen tp der Impulspausen solange für alle nachfolgenden Bewegungsphasen in dieselbe Bewegungsrichtung erhalten, bis durch veränderte Reibungsverhältnisse wiederum eine Regelabweichung (e) berechnet wird.•··································································································· Since there is no control deviation in the third movement phase, the setting of the control duration tsD of the start pulse and the periods tp of the pulse pauses remains in the same direction of movement for all subsequent movement phases until a control deviation (e) is again calculated by changing the friction conditions.
Auch ist von Vorteil, wenn die Schaltimpulse über die Zeitspanne ίοΒ 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 Fig. 17 in strichpunktierter Linie eingetragen. Somit entspricht die Geschwindigkeit, die dem Bauteil über den letzten Schaltimpuls zum Umschaltzeitpunkt Tuzn aufgeprägt wird, nur einem Bruchteil der Geschwindigkeit, die dem Bauteil jeweils über die vorangegangenen Schaltimpulse zu den betreffenden Umschaltzeitpunkten aufgeprägt wird, sodass die Endlage besonders sanft angefahren wird. Zweckmäßiger Weise wird die Steuerungsdauer tsD und die Zeitspanne toß bzw. die Zeitspanne tp der Impulspausen so auf die Soll-Bewegungszeit aufgeteilt, dass der Umschaltzeitpunkt Tuzn mit dem Umschaltzeitpunkt Tuza zusammenfallt. Dadurch läuft der letzte Schaltimpuls unmittelbar auf den Nachschaltimpuls über und wird der Bauteil bereits über den letzten Schaltimpuls gegen die Endlage gefahren und gegen diesen mit einer Haltekraft angedrückt, die durch Aufschalten des Nachschaltimpulses über die Zeitspanne tA aufrecht erhalten wird, wie dies in der dritten Bewegungsphase eingetragen ist. Da der Bauteil zum theoretischen Endzeitpunkt Tte die über den Sensor 119 überwachte Endlage erreicht hat, wird von der Steuereinrichtung 116 kein Überwachungssignal So ausgelöst. Das Nachschaltsignal Sns wird nachdem der Bauteil die Endlage erreicht hat, durch Ansprechen des Sensors 119 ausgelöst und der Steuereinrichtung 116 zugeführt.It is also advantageous if the switching pulses over the time period ίοΒ 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 shown in Fig. 17 in dotted line. Thus, the speed that is impressed on the component over the last switching pulse Tuzn at the switching time, only a fraction of the speed which is impressed on the component via the previous switching pulses to the respective switching times, so that the end position is approached particularly gently. Conveniently, the control duration tsD and the time tOss and the time tP of the pulse pauses are divided into the target movement time so that the switching time Tuzn coincides with the switching time Tuza. As a result, 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 tA, as in the third phase of movement is registered. Since the component has reached the end position monitored via the sensor 119 at the theoretical end time Tte, no monitoring signal So is triggered by the control device 116. The post-switching signal Sns is triggered by the sensor 119 after the component has reached the end position and fed to the control device 116.
Es versteht sich, dass bei umgekehrter Bewegungsrichtung - gemäß Pfeil 3 Γ - eine entsprechend umgekehrte Ansteuerung des Schaltelementes 109 erfolgt, wie in Fig. 15 für die zweite Bewegungsphase eingetragen, wobei die entsprechenden Messsignale Si, S2 vom Sensor 120, das Bestätigungssignal Sb und Startsignal Sstart vom Sensor 119 ausgelöst werden. Das Schaltelement 109 erhält zum Zeitpunkt Tstart das erste Steuersignal für den Beginn der Bewegung des Bauteils von seiner linken Endlage in die rechte Endlage wie- N2004/12200It is understood that in the reverse direction of movement - according to arrow 3 Γ - a corresponding reverse control of the switching element 109 is carried out as shown in Fig. 15 for the second movement phase, the corresponding measurement signals Si, S2 from the sensor 120, the confirmation signal Sb and start signal Sstart be triggered by the sensor 119. The switching element 109 receives at the time Tstart the first control signal for the beginning of the movement of the component from its left end position to the right end position as N2004 / 12200
derum von der Steuereinrichtung 116 oder der übergeordneten Steuerung. Dabei wird von der übergeordneten Steuerung oder Steuereinrichtung 116 der rechte Steuermagnet 110 mit dem ersten Steuersignal angesteuert und in den unbestromtem Zustand verbracht, sodass das Schaltelement 109 zum Startzeitpunkt Tstart der zweiten Bewegungsphase aus der Ruhestellung in die in Fig. 14 eingetragene Betätigungsstellung (C) geschalten wird, in welcher die Druckkammer 108 mit der Druckversorgungseinheit 114 verbunden und mit Systemdruck beaufschlagt ist, während die Druckkammer 107 über die Druckleitung 113 mit einer Entlüftungsleitung 125 verbunden ist. Auch für diese Bewegungsrichtung, wird bei einer Regelabweichung (e) in der zweiten Bewegungsphase von der Steuereinrichtung 116 die Steuerungsdauer tsö des Startimpulses und die Zeitspannen tp der Impulspausen berechnet und in der vierten Bewegungsphase vorzugsweise der zweite Umschaltzeitpunkt Tuz2 des Schaltelementes 109 entsprechend eingestellt.in turn from the controller 116 or the higher-level controller. In this case, the right-hand control magnet 110 is actuated by the higher-order control or control device 116 with the first control signal and brought into the de-energized state, with the result that the switching element 109 switches from the rest position into the actuation position (C) entered in FIG. 14 at the start time Tstart of the second movement phase in which the pressure chamber 108 is connected to the pressure supply unit 114 and pressurized with system pressure, while the pressure chamber 107 is connected via the pressure line 113 with a vent line 125. Also for this direction of movement, the control period tsö the start pulse and the periods tp of the pulse pauses is calculated at a control deviation (e) in the second movement phase and in the fourth movement phase preferably the second switching time Tuz2 of the switching element 109 set accordingly.
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 Fig. 1 und 2 dargestellt und kann das erfindungsgemäße Steuerverfahren auch auf diese Ausführung übertragen werden. Die Steuerung der Schaltelemente 133,134 erfolgt über die Steuereinrichtung 116, die ihrerseits über eine erste Steuerleitung 14 mit einem Steuermagneten des linken Schaltelementes 133 und über eine zweite Steuerleitung 15 mit einem Steuermagneten des rechten Schaltelementes 134 verbunden ist. Das dazugehörige Zeitdiagramm mit den Schaltstellungen Sschi, Sscrn der Schaltelemente 133,134 ist in Fig. 18 gezeigt.Of course, in this embodiment, too, there is the possibility that 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. Such an embodiment is shown in FIGS. 1 and 2 and the control method according to the invention can also be transferred to this embodiment. 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 Sschi, Sscrn of the switching elements 133, 134 is shown in FIG.
Abschließend sei noch daraufhingewiesen, 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 Fig. 1 bis 12b - soll der Bauteil möglichst rasch zwischen den Endlagen bewegt werden, wohingegen nach dem zweiten Fahrverhalten - entsprechend den Ausführungen nach den Fig. 13 bis 18 - der Bauteil mit gezielter Geschwindigkeit bewegt werden soll. Die Wahl des Fahrverhaltens kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. N2004/12200 «Finally, it should be pointed out that the control device is suitable for processing both control methods according to the invention. For this purpose, the control and calculation algorithm of the two driving characteristics of the component are stored in the memory of the control device. After the first driving behavior - according to the embodiments of FIGS. 1 to 12b - the component should be moved as quickly as possible between the end positions, whereas after the second driving behavior - according to the embodiments of FIGS. 13 to 18 - the component moves at a targeted speed shall be. The choice of driving behavior can be done in different ways. N2004 / 12200 «
taeesHSSSBH -49-taeesHSSSBH -49-
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 Regelund 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 vomimmt. 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 composite of several drives handling system or a cooperating with the drive machinery each favorable driving behavior of the control device or the parent control specified. The required cycle time is expediently communicated by the higher-level central control of the decentralized control device, which in turn decides 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 daraufhingewiesen, 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. N2004/12200 «· • · ·It should also be pointed out 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. N2004 / 12200 «· · · ·
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Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Antriebs 1; Γ; 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 Ausfuhrungsvarianten 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 Ausfuhrungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.The embodiments show possible embodiments of the drive 1; Γ; 1 "; 100 and the method, it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual variants are possible with each other and this variation possibility due to the teaching of technical action by objective invention in the knowledge of the person working in this technical field. So there are also all conceivable variants of the execution, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiment variant of the scope of protection.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus vom Antrieb 1; Γ; 1”; 100, dieser bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that for a better understanding of the structure of the drive 1; Γ; 1"; 100, this or its components were shown partially uneven and / or enlarged and / or reduced.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 12; 13 bis 18 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. N2004/12200 • · • ·Above all, the individual in FIGS. 1 to 12; 13 to 18 embodiments form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures. N2004 / 12200 • · • ·
Bezugszeichenaufstellung 1 Antrieb 31 Bewegungsrichtung 1’ Antrieb 31’ Bewegungsrichtung 1” Antrieb 32a Steuerkante 2 Hubzylinder 32b Steuerkante 3 Stirnwand 33a Steuerkante 4 Stirnwand 33b Steuerkante 5 Stellkolben 34a Steuerkante 34b Steuerkante 6 Kolbenstange 7 Festlager 36 Schaltelement 8 Druckkammer 37 Steuermagnet 9 Druckkammer 40’ Stellantrieb 10 Schaltelement 40” Stellantrieb 11 Schaltelement 41’ Führungsvorrichtung 12 Steuermagnet 41” Führungsvorrichtung 13 Steuereinrichtung 42’ Führungsschlitten 14 Steuerleitung 42” Führungsschlitten 15 Steuerleitung 43’ Rahmen 43” Rahmen 16 Druckleitung 44’ Festanschlag 17 Druckleitung 44” Festanschlag 18 Druckversorgungseinheit 45’ Stoßdämpfer 19 Signalleitung 45” Stoßdämpfer 20 Signalleitung 46’ Befestigungsvorrichtung 21 Sensor 47’ Befestigungsvorrichtung 22 Sensor 48 Handhabungssystem 25 Steuerleiste 50 Pfeil 26 Steuerleiste 51 Entlüftungsleitung 27a Schaltfahne 52 Pfeil 27b Schaltfahne 53 Ausgabevorrichtung 28a Vertiefungsnut 54 Speicher 28b Vertiefungsnut" 55 Reglereinheit 56 Rechnerbaustein 29a Endlagenabschnitt 29b Endlagenabschnitt 70 Block 30a Bohrung 71 Block 30b Bohrung 72 Überwachungseinrichtung 73 V erfahrensschritt 74 Block 75 V erfahrensschritt N2004/12200Reference Designation 1 Drive 31 Movement direction 1 'Drive 31' Movement direction 1 "Drive 32a Control edge 2 Lifting cylinder 32b Control edge 3 End wall 33a Control edge 4 End wall 33b Control edge 5 Control piston 34a Control edge 34b Control edge 6 Piston rod 7 Fixed bearing 36 Shift element 8 Pressure chamber 37 Control magnet 9 Pressure chamber 40 'Actuator 10 Switching element 40 "Actuator 11 Switching element 41 'Guiding device 12 Control magnet 41" Guiding device 13 Control device 42' Guide slide 14 Control line 42 "Guide slide 15 Control line 43 'Frame 43" Frame 16 Pressure line 44' Fixed stop 17 Pressure line 44 "Fixed stop 18 Pressure supply unit 45 'Shock absorber 19 Signal line 45 Shock absorber 20 Signal line 46 'Fastening device 21 Sensor 47' Fastening device 22 Sensor 48 Handling system 25 Control bar 50 Arrow 26 Control bar 51 Vent line 27a Switch flag 52 arrow 27b switch 53 output device 28a recess groove 54 memory 28b recess groove " 55 Control unit 56 Computer module 29a End position section 29b End position section 70 Block 30a Bore 71 Block 30b Bore 72 Monitoring device 73 Execution step 74 Block 75 Execution step N2004 / 12200
Bezugs Zeichenaufstellung 76 Vergleichsglied 131 Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 77 Regler 132 Überwachungseinrichtung 78 V erfahrensschritt 133 Schaltelement 79 Vergleichsglied 134 Schaltelement 80 Regler 81 V erfahrensschritt 82 V erfahrensschritt 83 Block 100 Antrieb 101 Hubzylinder 102 Stirnwand 103 Stirnwand 104 Stellkolben 105 Kolbenstange 106 Festlager 107 Druckkammer 108 Druckkammer 109 Schaltelement 110 Steuermagnet 111 Steuerleitung 112 Steuerleitung 113 Druckleitung 114 Druckversorgungseinheit 115 Druckleitung 116 Steuereinrichtung 117 Signalleitung 118 Signalleitung 119 Sensor 120 Sensor 125 Entlüftungsleitung 127 Reglereinheit 128 Regler 129 Speicher 130 Rechnerbaustein N2004/12200Reference Drawing 76 Comparator 131 Input and / or output device 77 Controller 132 Monitoring device 78 Processing step 133 Switching element 79 Comparative element 134 Switching element 80 Controller 81 Processing step 82 Processing step 83 Block 100 Drive 101 Lifting cylinder 102 End wall 103 End wall 104 Control piston 105 Piston rod 106 Fixed bearing 107 Pressure chamber 108 pressure chamber 109 switching element 110 control magnet 111 control line 112 control line 113 pressure line 114 pressure supply unit 115 pressure line 116 control device 117 signal line 118 signal line 119 sensor 120 sensor 125 deaeration line 127 controller unit 128 controller 129 memory 130 Computer module N2004 / 12200
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