Der Aufbau und die Funktionsweise
von Linearmotoren ist z. B. bekannt
aus: Leksikon Maschinenbau, Heinz M. Hierzig, VDD-Verlag 1995, S. 748–749.
Bei vielen automatisch arbeitenden
Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise bei Stanz-Biegeautomaten,
die mit einer oder mehreren vorgeschalteten Stanz- oder Prägepressen
ausgestattet sind, erfolgt die Materialzufuhr in Form eines Metallbandes.
Dieses Metallband wird jeweils periodisch schrittweise der Werkzeugmaschine
zugeführt,
wenn ein aus einem beim vorausgehenden Arbeitsgang abgeschnittenen
Bandabschnitt gefertigtes Teil aus der Maschine ausgeworfen worden
ist.
Dabei sind unterschiedlich aufgebaute
und unterschiedlich funktionierende Bandeinzugsvorrichtungen für derartige
Werkzeugmaschinen bzw. Werkzeugautomaten bekannt. Zum Beispiel läßt sich
mit einem mechanischen sog. Zangeneinzug eine hohe Vorschubgenauigkeit
bei hoher Taktzahl und mit der Möglichkeit
manueller Verstellung erzielen. Beim Zangeneinzug sind zwei Zangen
vorhanden, die das Band jeweils festhalten. Dabei ist eine Zange
entlang der Förderbahn
des Metallbandes beweglich gelagert und mit einem motorischen Antrieb
versehen, durch welchen diese bewegliche Zange zwischen zwei die
Vorschubstrecke definierenden Endpunkten hin und her beweglich ist.
Am Ende dieser Vorschubstrecke ist
die zweite Zange stationär
angeordnet. Während
die bewegliche Zange im geschlossenen Zustand das Band vorwärts bewegt,
ist die stationäre
Zange offen. Am Ende der Vorschubbewegung wird die stationäre Zange
geschlossen, um das Band festzuhalten, während sich die bewegliche Zange öffnet, um
in die Ausgangsposition zurückzukehren.
Bei dieser Bandeinzugsvorrichtung
ist die bewegliche Zange auf einem linear geführten Schlitten angeordnet,
der über
ein Kurbelgetriebe angetrieben wird. Dabei steht dieser Kurbelantrieb
in direkter getrieblicher Verbindung mit der Haupt- oder Masterwelle
der Werkzeugmaschine, so daß Synchronlauf zwangsläufig gegeben
ist.
Außerdem gibt es den sog. Walzeneinzug, bei
dem der Antrieb des Bandes über
zwei gegeneinander gepreßte
Walzen erfolgt. Mit einem solchen Walzeneinzug kann man zwar hohe
Taktzahlen erreichen und eine elektronische Ansteuerung verwenden.
Die Fördergenauigkeit
ist jedoch wegen des Schlupfes hohen Anforderungen nicht genügend.
Eine höhere Fördergenauigkeit läßt sich
beispielsweise durch einen Spindelantrieb mit Servomotor erreichen,
allerdings nur unter Inkaufnahme geringer Taktzahlen.
Es ist auch schon versucht. worden,
für den Band-
oder Drahtantrieb Linearmotoren mit elektronischer Steuerung zu
verwenden. Dabei ist es aber bisher nicht gelungen, die erforderliche
Fördergenauigkeit
in Übereinstimmung
bzw. Abhängigkeit
von der jeweils vorgegebenen Taktzahl und Fördergeschwindigkeit zu erreichen,
welche von der Drehgeschwindigkeit der Masterwelle der Werkzeugmaschine
bestimmt wird.
Ein sehr wichtiger Gesichtspunkt
bei solchen Werkzeugmaschinen ist auch die manuelle Einstellbarkeit
und Ermittlung der einzelnen Parameter im manuellen Einrichtbetrieb,
bei dem die Masterwelle mittels eines Handrades zur Ausführung eines
vollen Arbeitszyklus betätigt
wird. Während
dieses manuell durchgeführten
Arbeitszyklus müssen
nicht nur die im sog. Biegemodul der Werkzeugmaschine installierten
einzelnen Bearbeitungswerkzeuge aufeinander abgestimmt werden, sondern
es muß auch
der Drehwinkel der Masterwelle ermittelt bzw. festgelegt werden,
innerhalb dessen der Band- oder Drahtvorschub zu erfolgen hat.
Dabei ist es üblich, daß die Masterwelle innerhalb
eines Arbeitszyklus eine volle Umdrehung ausführt. Um die Drehbewegungen
der Masterwelle erfassen zu können,
werden diese mittels eines sog. Winkelgebers erfaßt, der
pro Umdrehung eine bestimmte Anzahl von elektrischen Impulsen erzeugt, die
nicht nur zur laufenden Positionskontrolle der Masterwelle benutzt
werden, sondern auch zur Festlegung des Drehwinkels, innerhalb dessen
der Bandvorschub zu erfolgen hat. Diese sog. Winkelgeber sind hinlänglich bekannt
und stehen mit sehr hohen Auflösungen
mit beispielsweise vierhunderttausend Impulsen pro Umdrehung käuflich zur
Verfügung.
Ebenso sind die sog. Wegmeßsysteme,
die für
die Steuerung der Linearmotoren benutzt werden, bekannt und als
Zubehör
zu bestimmten Arten von Linearmotoren erhältlich. Auch hier ist es wichtig,
eine hohe Auflösung
zur Verfügung
zu haben, die pro mm Weglänge
bzw. Arbeitsschub oder Rücklaufbewegung
wenigstens zweihundert Impulse erzeugt. Es stehen auch schon Wegmeßsysteme
zur Verfügung mit
einer Auflösung,
die kleiner ist als 10 nm. Wie hoch
die Auflösung
des zu verwendenden Wegmeßsystems
sein muß,
hängt von
der geforderten Vorschubgenauigkeit ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Linearantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen
reziproke Schlittenbewegungen sich sowohl hinsichtlich der Anfangs-
und Endpunkte der jeweils einstellbaren Wegstrecke (Vorschubstrecke)
als auch hinsichtlich eines wählbaren
Drehwinkels einer Masterwelle der Werkzeugmaschine, innerhalb dessen
die Vorschubbewegung des Motorschlittens erfolgen soll, mit hoher
Einstellgenauigkeit und Wiederholbarkeitsgenauigkeit nicht nur einstellen,
sondern auch ausführen
lassen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
daß die
Steuerung der reziproken Schlittenbewegungen des Synchron- Linearmotors
durch den Prozeßrechner
erfolgt; und zwar in Abhängigkeit
von:
- – a)
einer manuell eingebbaren Vorschubstrecke (s),
- – b)
eines manuell vorgebbaren Drehwinkels (α) der Masterwelle,
- – c)
dem Anfangspunkt (α1)
und/oder dem Endpunkt (α2)
des Drehwinkels (α)
der Masterwelle
- – d)
einer empirisch ermittelten und berechneten mittleren Beschleunigungsstrecke
des Motorschlittens,
- – e)
der innerhalb der Beschleunigungsstrecke im Linearmotor fließenden Stromstärke, und
- – f)
der zwischen der Beschleunigungsstrecke und der Bremsstrecke herrschenden
Vorschubgeschwindigkeit des Motorschlittens.
Mit der Einbeziehung der oben genannten Parameter
a) bis f) in die Steuerung des Linearmotors, der für den Vorschub
des Band- oder Drahtmaterials zu der oder den Arbeitsstationen der
Werkzeugmaschine als Direktantrieb verwendet wird, läßt sich
für solche
Antriebssysteme erstmals die ausreichend hohe Positioniergenauigkeit
des Arbeitsschlittens bzw. des Motorschlittens in seiner Ausgangs- und
Endposition erreichen. Außerdem
ist es auch erstmals durch diese erfindungsgemäße Steuerung möglich, die
Vorschubbewegung des Band- oder Drahtmaterials innerhalb eines bestimmten
Drehwinkels der Masterwelle durchzuführen, wobei eine hohe Wiederholgenauigkeit
ebenso gewährleistet
werden kann, wie die Möglichkeit,
die Eingabe und Bestimmung der einzelnen Parameterwerte innerhalb
einer Einrichtphase mit Handantrieb festzulegen.
Da es bei der hohen Meßgenauigkeit
des Wegmeßsystems
bezüglich
der Länge
der Beschleunigungsstrecke aufgrund nicht beherrschbarer Parameter,
wie beispielsweise Reibung, Bandzugwiderstand und dgl., zu kleinen
Abweichungen zwischen den einzelnen Schubbewegungen kommen kann,
ist es zweckmäßig, gemäß Anspruch
2 die Beschleunigungsstrecke als Mittelwert aus mehreren Testläufen zu
bestimmen.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach
Anspruch 3 ist insbesondere dann von hoher Bedeutung, wenn nur ein
relativ kleiner Drehwinkel der Masterwelle für die Ausführung der Vorschubbewegung
zur Verfügung
steht und die maximale Vorschubgeschwindigkeit erreicht werden muß.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 11, wobei der Anspruch
11 eine Ausführungsform
betrifft, die außer
einer hohen Schubkraft auch eine kompakte Bauweise ermöglicht und
außerdem
den Vorteil mit sich bringt, daß beide
Synchron-Linearmotoren
parallel, insbesondere zeitgleich und aufgrund der gleichen Parameter
gesteuert werden können.
Anhand der Zeichnungen wird im folgenden ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert.
Es zeigt:
1 in
isometrischer, schematischer Darstellung die reihenweise Anordnung
zweier Stanzwerkzeuge und eines Biegeaggregats entlang der Transportbahn
eines zu bearbeitenden Bandmaterials mit einem Linearantrieb;
2 einen
Linearantrieb mit zwei nebeneinander angeordneten Synchron-Linearmotoren
als Direktantrieb;
3 die
grafische Darstellung des Bewegungsablaufes des Arbeitsschlittens über eine
bestimmte Wegstrecke s und innerhalb eines bestimmten Drehwinkels α der Masterwelle;
4 ein
Blockschaltbild der Steuerungseinheit;
5 als
Blockschaltbild die Ansteuerung zweier Pneumatik- oder Hydraulikzylinder über ein 4/2-Wegeventil.
1 zeigt
in schematisch vereinfachter isometrischer Darstellung eine als
Biegemodul ausgebildete Werkzeugmaschine 1, die mehrere
Bearbeitungswerkzeuge 2 besitzt. Diese Bearbeitungswerkzeuge 2 sind
in einem Gestell 3 auf einer Wechselplatte 4 angeordnet
und mit Nockenscheiben 5 versehen, die von einem Zentralrad 6 gemeinsam
angetrie ben werden. Dieses Zentralrad 6 seinerseits wird von
einer Masterwelle 7 über
ein Ritzel 8 angetrieben, wobei die Masterwelle 7 sich
im Betriebszustand mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht. Dabei sind
die Betrieblichen Übersetzungen
so eingerichtet, daß während einer
Umdrehung der Masterwelle 7 ein Arbeitszyklus aller Bearbeitungswerkzeuge 2 abläuft. Das
bedeutet, das während
einer Umdrehung der Masterwelle 7 auch die Nockenscheiben 5 der
Bearbeitungswerkzeuge 2 eine Umdrehung ausführen.
Selbstverständlich sind auch andere Übersetzungsverhältnisse
denkbar, bei denen die Masterwelle beispielsweise zwei oder mehr
Umdrehungen während
eines Arbeitszyklus ausführt.
Die Masterwelle 7 ist mit
einem hochauflösenden
Winkelgeber 10 versehen, der an einen elektronischen Prozeßrechner 50 angeschlossen
ist und der pro Drehwinkeleinheit eine bestimmte Anzahl von elektrischen
Impulssignalen erzeugt, die im Prozeßrechner 50 verarbeitet
werden. Der Winkelgeber 10 besteht im wesentlichen aus
einer Skalenscheibe 13 und einem deren Skala 14 abtastenden
Impulsgeber 17. Dieser Winkelgeber 10 besitzt
eine sehr hohe Auflösung
mit mehr als einhunderttausend Impulssignalen pro Umdrehung der
Masterwelle bzw. seiner Skalen scheibe. Über eine Signalleitung 51 ist
der Winkelgeber 10 mit dem Prozeßrechner 50 verbunden.
Dabei ist wichtig, daß eine Referenzmarke RW
des Winkelgebers den Anfang und das Ende eines Arbeitszyklus, im
vorliegenden Falle einer vollen Arbeitsumdrehung der Masterwelle 7,
signalisiert.
In der Werkzeugmaschine 1 werden
serienmäßig Werkstücke 9 bearbeitet,
die beim gezeigten Ausführungsbeispiel
aus Abschnitten eines Metallbandes 11 bestehen, das in
einer horizontalen Förderbahn
in das Zentrum der Werkzeugmaschine 1 geführt wird.
Der Werkzeugmaschine 1 vorgeschaltet
sind in enger Nachbarschaft zwei Stanzwerkzeuge 15 und 16,
durch welche das Metallband 11 hindurchgeführt und
vorbearbeitet wird. Anders als in der schematischen Zeichnung der 1 dargestellt, sind die
beiden Stanzwerkzeuge 15 und 16 in der Praxis
unmittelbar nebeneinander und auch unmittelbar vor der Werkzeugmaschine 1 angeordnet.
In der durch den Pfeil 12 angedeuteten
Förderrichtung
des Metallbandes 11 vor dem ersten Stanzwerkzeug ist ein
Linearantrieb 20 angeordnet. Dieser Linearantrieb 20 dient
der periodischen Zufuhr des Metallbandes 11 durch die beiden
Stanzwerkzeuge 15 und 16 hindurch zu im Zentrum
der Werkzeugmaschine 1 liegenden Bearbeitungsstation.
Dieser Linearantrieb 20 umfaßt einen
von einem elektronischen Prozeßrechner 50 gesteuerten Synchron-
Linearmotor 21, der nachfolgend nur L-Motor genannt wird.
Dieser L-Motor 21 weist
als Sekundärteil eine
Reihe von Permanentmagneten 22 auf, die in ein lineares
Führungsbett 23 eines
Arbeitsschlittens 24 eingelegt sind. Der das Sekundärteil des
L-Motors 21 bildende Motorschlitten 25 ist an
der Unterseite des Arbeitsschlittens 24 festsitzend angeordnet.
Gesteuert wird dieser L-Motor 21 über ein Kabel 52 und einen
Servoverstärker 50' vom Prozeßrechner 50.
Dem L-Motor 21 ist ein hochauflösendes Wegmeßsystem 30 zugeordnet,
das einen am Arbeitsschlitten 24 stirnseitig befestigten
Impulsgeber 31 und ein Streckenlineal 32 aufweist.
Das Streckenlineal 32 ist mit einer Referenzmarke 33 versehen, welche
zugleich die jeweilige Endposition R (3) der
vom Arbeitsschlitten 24 in Schubrichtung zurückgelegten
Strecke darstellt.
Die Auflösung dieses Wegmeßsystems 30 liegt
bei 0,005 mm, was bedeutet, daß Positionsabstände bzw.
Bewegungsstrecken des Arbeitsschlittens 24 von 0,005 mm
erfaßbar
sind. Auch dieses Wegmeßsystem 30 ist über eine
Signalleitung 53 mit dem Prozeßrechner verbunden, der die
Signale des Wegmeßsystems
in unterschiedlicher Weise verarbeitet und zur Steuerung des L-Motors 21 benutzt.
Der auf dem Führungsbett 23 mit
der erforderlichen Präzision
geführte
Arbeitsschlitten 24 ist auf seiner Oberseite mit einer
Mitnehmereinrichtung 40 versehen. Diese weist eine Tischplatte 41 auf,
sowie eine vertikal bewegliche Preßplatte 42, welche von
einem pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Kolben 43 eines
Arbeitszylinders 44 betätigbar ist.
Die Tischplatte 41 und die
Preßplatte 42 bilden
eine Klemmvorrichtung 41/42, mit welcher das Metallband 11 auf
dem Arbeitsschlitten 24 zum Zwecke des Transports in Richtung
des Pfeiles 12 festgeklemmt werden kann. Gesteuert wird
der Arbeitszylinder 44 bzw. dessen Kolben 43 über ein
elektromagnetisches Ventil 45, das durch zwei Druckleitungen 46 mit
ihm verbunden ist und über
zwei nur angedeutete Pneumatik- bzw. Hydraulikleitungen 47 mit
einer Druckquelle in Verbindung steht.
Bei dem Ventil 45 handelt
es sich vorzugsweise um ein 4/2-Wegeventil, das symbolisch in 5 dargestellt ist. Dieses
Ventil 45 ist elektromagnetisch betätigbar. Es wird vom Prozeßrechner 50 über eine
Verstärkerstufe 50' zeitgerecht
so gesteuert, daß das
Metallband 11 jeweils während
einer kompletten Vorschubbewegung des Arbeitsschlittens 24 mitgenommen
und während
der Rückwärtsbewegung
des Arbeitsschlittens 24 zum Stillstand wieder freigegeben
ist.
Bei einer ebenfalls möglichen
Verwendung von einfach wirkenden Arbeitszylindern, bei denen die
Rückstellung
durch Federkraft erfolgt, kommen 3/2-Wegeventile zum Einsatz.
Zum Festhalten des Metallbandes 11 am Ende
eines Vorschubs und während
der Rückwärtsbewegung
des Arbeitsschlittens 24, ist auf der Oberseite eines am
Ende des L-Motors 21 stationär angeordneten
Blocks 27 eine Arretiervorrichtung 60 angeordnet,
die genau gleich aufgebaut ist, wie die Mitnehmereinrichtung 40 und
die ebenfalls über
ein Ventil 45 vom Prozeßrechner 50 über den
Ausgangsverstärker 50' und eine Steuerleitung 49 gesteuert
wird. Das Ventil 45 der Mitnehmereinrichtung 40 steht über eine
Steuerleitung 48 mit dem Ausgangsverstärker 50' des Prozeßrechners 50 in Verbindung.
Die Druckbeaufschlagung der beiden
Arbeitszylinder 44 der Mitnehmereinrichtung 40 einerseits
und der Arretiervorrichtung 60 andererseits kann, wie aus 5 ersichtlich ist, auch
mittels eines einzigen 4/2-Wegeventils 45 erfolgen, wenn die Vor- und
Rücklaufleitungen 46 der
beiden Arbeitszylinder 44 überkreuz geschaltet sind.
Die Ansteuerung hat in jedem Falle
so zu erfolgen, daß das
Metallband immer von wenigstens einer der beiden Preßplatten 42 kraftschlüssig gehalten
ist, wobei die Preßplatte 42 der
Arretiervorrichtung 60 jeweils dann gelöst sein muß, wenn ein Vorschub des Metallbandes 11 stattfindet.
Hingegen muß die
Preßplatte 42 der
Mitnehmereinrichtung gelöst
sein, wenn der Arbeitsschlitten 24 sich in Rückwärtsbewegung
befindet und das Metallband 11 von der Preßplatte 42 der
Arretiervorrichtung 60 festgehalten wird.
Gesteuert werden diese Vorgänge, wie
bereits erwähnt,
vom Prozeßrechner 50,
der das oder die Ventile 45 entsprechend betätigt.
Für
Anwendungsfälle,
in denen die Schubkraft eines einzelnen L-Motors 21 nicht
ausreicht, ist gemäß 2 eine Ausführungsform
vorgesehen, bei der zwei L-Motoren 21 unmittelbar in Parallellage
nebeneinander angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete 22 der
jeweiligen Sekundärteile
in einem gemeinsamen Führungsbett 23/1 angeordnet
und durch einen längs
verlaufenden Mittelsteg 28 voneinander getrennt sind. Die
Motorschlitten 25 der beiden L-Motoren sind an einem gemeinsamen
Arbeitsschlitten 24/1 befestigt, der beide L-Motoren in
Querrichtung überbrückt und
in analoger Weise zum Arbeitsschlitten 24 auf dem gemeinsamen
Führungsbett 23/1 längs verschieblich
gelagert ist. Zur stationären
Aufnahme der auch hier vorhandenen Arretiervorrichtung 60 ist
ein, das Führungsbett 23/1 in
Querrichtung überbrückender
Block 27/1, vorgesehen, der seiner Funktion nach dem Block 27 aus 1 entspricht und auch in
analoger weise angeordnet ist.
Mit Hilfe dieser baulich kompakten
Anordnung zweier L-Motoren 21,
lassen sich bei relativ wenig mehr Raumbedarf zumindest annähernd doppelt so
große
Schubkräfte
erreichen, wie bei der Verwendung eines einzelnen L-Motors 21 gemäß 1.
Grundsätzlich sind auch hintereinander
angeordnete L-Motoren 21 anwendbar.
Während
sich die zeitgerechte Steuerung des oder der Ventile 45 über den
Prozeßrechner 50 verhältnismäßig einfach
in Abhängigkeit
von den beiden Endpositionen des Arbeitsschlittens 24 bewerkstelligen
läßt, müssen für die korrekte
Steuerung des bzw. der L-Motoren 21 mehrere Parameter berücksichtigt
werden. Von diesen Parametern können
einige aus vorberechneten Werten ermittelt werden. Dazu gehört beispielsweise
die jeweilige Länge
des Bandvorschubs s. Andere Parameter müssen durch einen oder mehrere
Testläufe
ermittelt werden, dazu gehört
beispielsweise der Drehwinkel α der
Masterwelle 7, innerhalb dessen der Bandvorschub stattzufinden
hat.
Weitere Parameter, die nur durch
Testläufe ermittelt
werden können,
sind die Beschleunigungsstrecke b (3)
und die Fördergeschwindigkeit,
mit der sich der Arbeitsschlitten 24, 24/1 in
Förderrichtung
gemäß Pfeil 12 zwischen
der Beschleunigungsphase b und der Bremsphase -b zu bewegen hat,
um die Vorschubbewegung innerhalb des Drehwinkels α der Masterwelle 7 zu
vollenden.
Zur Programmierung des Prozeßrechners 50 bzw.
zum manuellen Eingeben der rechnerisch ermittelbaren Parameter,
ist eine Tastatur T vorgesehen sowie ein Display D, an dem die jeweils
eingegebenen Werte bzw. andere Informationen, die der Bediener benötigt, angezeigt
werden.
Bei der Programmierung des Prozeßrechners 50 bzw.
beim manuellen Eingeben der zur Verfügung stehenden Parameter wird
stets von der Referenzposition R des Arbeitsschlittens 24 ausgegangen.
In dieser Referenzposition R befindet sich der Impulsgeber 31 des
Wegmeßsystems 30 exakt
auf der Referenzmarke 33 (1 und 3). In der Grafik der 3 ist diese Referenzposition
zusätzlich
mit "O" bezeichnet.
Aus dieser Referenzposition R muß der Arbeitsschlitten 24 um
die Wegstrecke s, die identisch ist mit der späteren Hubstrecke, in die Startposition
A gefahren werden. Da der Bediener diese Wegstrecke bzw. Hubstrecke
s kennt, kann er diese über
die Tastatur T in den Prozeßrechner 50 eingeben.
Der Prozeßrechner 50 errechnet
aus der beispielsweise in "mm" eingegebenen Wegstrecke
s die Anzahl der zwischen der Referenzmarke 33 des Streckenlineals 32 und
der Startposition A liegenden Impulssignale. Mit Hil fe eines Startknopfes
kann dann im Einrichtbetrieb der Arbeitsschlitten 24 in
die Startposition A gefahren werden.
Durch manuelles Durchfahren eines
vollständigen
Arbeitszyklus an der Werkzeugmaschine 1, ermittelt der
Bediener den Drehwinkel α der
Masterwelle 7, innerhalb dessen der Bandvorschub durch den
bzw. die L-Motoren 21 auszuführen ist, wobei er sowohl den
Anfangspunkt A1 wie auch den Endpunkt E dieses Drehwinkels α ermittelt
hat. Diesen Drehwinkel α gibt
der Bediener ebenfalls über
die Tastatur T in den Prozeßrechner
ein, wobei er entweder den Anfangspunkt A und den Endpunkt E oder
aber den Anfangspunkt A und den Winkelwert des Winkels α eingibt.
Der Prozeßrechner verarbeitet diese
Parameter in der Weise, daß er
den bzw. die L-Motoren 21 startet, wenn der Winkelgeber 10 den
Anfangspunkt A1 signalisiert. Da bei der Auslegung der L-Motoren in
der Regel ein Sicherheitsfaktor einkalkuliert wird, wird man, wenn
immer möglich,
versuchen, die Vorschubbewegung des Arbeitsschlittens 24 zu
vollenden, bevor von der Masterwelle 7 der Endpunkt E des Drehwinkels α erreicht
ist, um noch eine Sicherheitsreserve α2 des Drehwinkels α zur Verfügung zu
haben.
Ein sehr wichtiger Parameter, der
für die
exakte Einhaltung der Förderstrecke
s in hohem Maße maßgeblich
ist, wird durch die Beschleunigungsstrecke b verkörpert, innerhalb
welcher der L-Motor 21 seine Förderbewegung in Richtung des
Pfeiles 12 von null auf die Fördergeschwindigkeit v1 beschleunigt.
Weil davon ausgegangen werden kann, daß das elektrische Abbremsen
des L-Motors 21 von der Fördergeschwindigkeit v1 auf
null genau die gleiche Wegstrecke b benötigt wie die Beschleunigungsphase,
ist der Rechner so programmiert, daß er anhand der ihm vom Wegmeßsystem 30 gelieferten
Impulse die Länge
der Wegstrecke b der Beschleunigungsphase berechnet und diese Wegstrecke
vom Ende der Vorschubstrecke s subtrahiert, um beim Punkt B den
Abbremsvorgang einzuleiten. Die Bremsstrecke ist in 3 mit -b bezeichnet.
Gleichzeitig wird während der
Beschleunigungsphase auch die Stromstärke gemessen, die den oder
die L-Motoren 21 durchfließt und im Prozeßrechner
registriert, um den Abbremsvorgang mit der gleichen Stromstärke durchzuführen.
Es besteht zwar die Möglichkeit,
von einer immer gleichbleibenden maximalen Fördergeschwindigkeit v1 auszugehen.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß diese Fördergeschwindigkeit sehr stark von
verschiedenen mechanischen Gegebenheiten, beispielsweise Reibungsverhältnisse,
Größe der bewegten
Massen, Abrollwiderstand des zu transportierenden Band- oder Drahtmaterials
und dgl., abhängig ist,
so daß auch
dann, wenn immer die maximal erreichbare Schubkraft des L-Motors 21 bzw.
der L-Motoren 21, d. h. des
Arbeitsschlittens 24 vorgegeben wird, keine einheitlichen
Fördergeschwindigkeiten
erzielbar sind.
Um auch diesbezüglich eine Sicherheit zu erreichen
und um außerdem
die Wärmeentwicklung
in dem bzw. den L-Motoren 21 möglichst gering zu halten, ist
vorgesehen, die jeweils erforderliche Fördergeschwindigkeit v1 rechnerisch
zu ermitteln und diese rechnerische Ermittlung dem Prozeßrechner 50 zu übertragen.
Nachdem dem Prozeßrechner 50 der Drehwinkel α und die
Förderstrecke
s bekannt sind und er die Drehgeschwindigkeit der Masterwelle 7 aus
den vom Winkelgeber gelieferten Impulsen errechnen kann, ist er
auch in der Lage, die Fördergeschwindigkeit
v1 zu errechnen, die unter Berücksichtigung
der Beschleunigungs- und Bremsphasen b und -b erforderlich ist,
um sicherzustellen, daß der Arbeitsschlitten 24 bzw. 24/1 die
Förderstrecke
s innerhalb der Zeit durchläuft,
innerhalb welcher die Masterwelle 7 den Drehwinkel α bzw. α1 durchläuft .
Die für die Fördergeschwindigkeit maßgebende
Wechselfrequenz in den Spulen des Motorschlittens (Primärteil) wird ebenfalls
steuerungstechnisch erfaßt,
errechnet und vorgegeben.
Weil, wie bereits angedeutet, die
für die
Ausführung
der Vorschubbewegung erforderlichen motorischen Kräfte und
die zu deren Erzeugung erforderlichen Stromstärken sowie die Wechselfrequenzen bei
im wesentlichen gleichen äußeren Bedingungen nicht
immer gleich sind, ist es zweckmäßig, sowohl die
Beschleunigungsstrecke b als auch die während der Beschleunigungsphase
herrschende Stromstärke
und Wechselfrequenzen in dem oder den L-Motoren 21 in mehreren
Testläufen
zu ermitteln und im Prozeßrechner 50 als
Mittelwert zu hinterlegen, der dann für den betrieblichen Einsatz
zur Steuerung des bzw. der L-Motoren 21 benutzt wird.