DE2534975C2

DE2534975C2 - Verfahren zum Steuern eines rotierenden Messers zum Querschneiden einer kontinuierlich beförderten Bahn in Abschnitte gleicher Länge

Info

Publication number: DE2534975C2
Application number: DE19752534975
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Kaneko; Noboru Yokohama Kanagawa Shinmura; Hisahiro Koganei Tokyo Tanigawa; Masateru Nishinomiya Hyogo Tokuno
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1975-08-05
Publication date: 1985-04-18
Also published as: JPS5151084A; CA1046611A; CH600429A5; FR2289421B1; NZ178163A; NL173146B; SE7508304L; JPS5426038B2; FR2289421A1; ATA571475A; AT343464B; DE2534975A1; IT1041051B; GB1478208A; SE415077B; NL173146C; NL7512619A; AU8324675A

Description

Die Erfindung betrifft.^in Verehren von der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.

Das übliche Verfahren zur Ste^ erung eines rotierenden Messers wird zunächst unter Bezug auf F i g. 1 der Zeichnung erläutert. Die Eingangswelle einer stufenlosen Drehzahländerungseinrichtung C wird von einem Hauptmotor A über einen Riemen oder eine Kette B angetrieben. Die Einrichtung C weist zwei Ausgangswellen fund /-"auf, deren Drehzahl in einem vorgegebenen Verhältnis steht. Die Ausgangswelle E ist über ein Reduktionsgetriebe Fmit einer Bahnzuführrolle G und die andere Ausgangswelle Hist über ein Reduktionsgetriebe / mit einem rotierenden Messer / verbunden. Die Steuerung der Bahnzuführgeschwindigkeit und der Messerdrehzahl erfolg! einfach durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Ausgangswellen an der stufenlosen Drehzahländerungseinrichtung C, wodurch die Materialbahn in Stücke der gewünschten Länge geschnitten wird.

Infolge des Schlupfes zwischen der Bahn und der Bahnzuführrolle und infolge eines gewissen Übertragungsfehlers zwischen den mechanischen Komponenten läßt sich bei diesem bekannten Verfahren keine sehr hohe Schnittgenauigkeit erzielen

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der CH-PS 5 12 300 bekannt. Bei diesem Verfahren werden zwar aufgrund der rein elektronischen Steuerung des Verhältnisses zwischen Bahnvorschub und Messergeschwindigkeit die vorstehend erwähnten, durch mechanische Übertragungsglieder verursachten Fehler vermieden. Trotzdem kann auch bei diesem bekannten Verfahren der unvermeidliche Schlupf /wischen der Bahn und den Vorschubwalzen sich als Fehlcrursachc auswirken. Bei dem bekannten Verfahren setzt sich die Versorgungsspannung für den Messeranirieb zusammen aus einer äußeren, sowohl dem Messerantrieb als auch den Vorschubwalzcn zugeführten Yersorgungsspannung und der durch den Signalvergleich gewonnenen Korrekturspannung fur den Messerantrieb. Wenn nun z. B. die äußere Versorgungsspannung absichtlich oder unabsichtlich geändert wird, dann verändert sich entsprechend auch die Versorgungsspannung für den Messerantrieb, und zwar auch bereits dann, wenn die Bahngeschwindigkeit aufgrund des unvermeidlichen Schlupfes die Geschwindigkeitsänderung der Vorschubwaizen noch nicht mitvollzogen hat Daher sind insbesondere bei Beschleunigungen oder Verzögerungen der Bahn Längenungenauigkeiten der abgeschnittenen Abschnitte unvermeidlich.

Demgegenüber lieg; der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine genauer arbeitende und rascher auf Geschwindigkeitsänderungen ansprechende Steue rung zur Konstanthaltung der Abschnittlänge erhalten wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren hai den Voneii. daß die Antriebsspannung für den Messermotor ausschließlich als Resultat einer Verarbeitung und rechnerischen Verknüpfung der zur Bahngeschwindigkeit und zur Messergeschwindigkeit proportionalen Signale crhalten wird und keine äußere, dem Vorschubantrieb und Messerantrieb gemeinsame Versorgungsspannung beteiligt ist. Änderungen in der äußeren Versorgungsspannung und damit in der Geschwindigkeit der Vorschubwalzen, denen di? Bahn wegen des Schlupfes nicht rasch genug folgen kann, haben daher keinen Einfluß auf die Steuerung der Messergeschwindigkeit. Das anmcldungsgemäße Verfahren wird daher zu einer äußerst präzisen und rasch ansprechenden Regelung, die konstante Abschnittslängen auch bei Schwankungen der Bahngeschwindigkeit gewährleistet, und /war ohne daß zwischen den Messermotor und das Messer ein Schwungradausgleich Zwischengeschäft werden muli, der seinerseits Anlaß für ein fehtahafies Regclverhalten bei Geschwindigkeiisänderungcn sein kann. Zur weiteren Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen. Darin zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung zu dem oben erwähnten, bekannten Steuerungsverfahren,

F i g. 2 eine schematische Darstellung zu dem Verfahren der Steuerung beim Schneiden der Materialbahn gemäß der Erfindung und

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß Fig. 2 befindet sicii ein an einem Motor M angeschlossenes rotierendes Messer 2 über der Bahn A des zu schneidenden Materials, dessen Schneidklinge mit einer darunter angeordneten festen Klinge 1 zusammenarbeitet. Vor dem rotierenden Messer 2 liegt eine Meßrolle 3. die von der Bahn .4 durch Reibung mitgcnommen wird. Ein an die Meßrollc 3 angeschlossener Impulsgenerator PC.\ erfaßt die Bahngeschwindigkeit durch Erzeugung eines entsprechenden Impulssignals.

Zur Erfassung der Geschwindigkeit oder Drehzahl des rotierenden Messers 2 liegt ein weilerer Impulsgenerator PGa an dem Messerantriebsmotor M. Die Signale der Impulsgeneratoren PG.\ und PGn gehen zu einer Steuerschaltung 4 und erzeugen eine Gcsehwindigkeitssteuerungsspannung für einen analogen Regler 5, der die Drehzahl des Motors M regelt. Ein Sensor OP b^r> am rotierenden Messer 2 erzeugt bei Abschluß eines Schneidvorganges ein Signal Po-Gemäß Fig. 3 enthält die Steuerschaltung 4 eine SchnittUingenc-instcllung a zur Einstellung der ge-

wünschten Schnittlänge L in mm und eine Umfangseinstellung b zur Einstellung des Umfanges /des Drehmessers 2 in mm. Die Einstellungen arbeiten jeweils mit einer Reihe von digitalen Schaltern.

Die vorgegebene Schnittlänge L in mm läßt sich durch die folgende Gleichung ausdrücken:

L=vx_t (1)

wobei ν die Bahngeschwindigkeit in Metern pro Minute und l die Zeit in Sekunden ist, die das rotierende Messer für eine Umdrehung benötigt.

Der voreingestellte Umfang / des rotierenden Messers läßt sich durch die folgende Gleichung ausdrücken:

10

15

(2)

wobei η das Verhältnis von Bahngeschwindigkeit zur Messergeschwindigkeit ist.
Aus den Gleichungen (1) und (2) folgt:

20

I χ n.

Damit ist auch:

Mn = l/L = K.

(3)

(4)

In einer Rechenschaltung c wird der Koeffizient K durch Dividieren des Messerumfanges / durch die Schnittlänge/.ermittelt.

Das Impulssignal des Impulsgenerators PGa geht über einen Phasenschieber / und einen Koeffizientenniultiplizierer g als Signal Φ_α zu einem Koeffizientenmultplizierer d. wo es mit dem Koeffizienten K multipliziert wird.

Das Signal des Impulsgenerators PCb geht dagegen über einen Phasenschieber ο und einen Koeffizientenmultipliz'crer ρ als Φβ zu einer Synchronisierschaltung h, wo es mil dem Signal ΚΦα des Koeffizientenmultipliziercrs c/synchronisiert wird.

Die Signale ΚΦα und Φβ gehen von der Synchronisicrschaltung h als Additionssignal bzw. Subtraktionssignal zu einem Digital-Analog-Wandler m. Der Wandler m ermittelt den Unterschied zwischen ΚΦα und Φβ und formt sie in ein analoges Fehlersignal Vrum.

Das Signal ΚΦ_Α geht außerdem zu einem Frequenz-Spannungs-Wandler k, der eine der Bahngeschwindigkeit proportionale Referenzspannung V_A liefert. Die Referenzspannung Va und die Fehlerspannung Vf werden von einem analogen Addierer π zu einer Geschwindigkeitssteuerungs-Befehlsspannung V₀ zusammengesetzt, die zur Regelung der Drehzahl des Messermotors Mauf den analogen Regler 5 gegeben wird.

Im folgenden wird die Funktion der Steuerschaltung 4 erläutert.

Die gewünschte Schnittlänge L für die Bahn wird an der Schnittlängeneinstellung a und der Umfang / des Drehmessers 2 wird an der Umfangseinstellung b eingestellt. Abhängig von dem vom Sensor OPnach Abschluß eines Schnittvorganges gegebenen Signal Pq werden die eingestellten Werte L und / in die Rechenschaliung c gegeben, wo / durch L dividiert und der Koeffizient K = l/L erzielt wird.

Das Biihngeschwindigkeitssignal Φ.\ wird im Koe'fi-/■ientcnmultiplizieier d mit dem Koeffizienten K multipliziert. Das resultierende Signal ΚΦ_Α geht über die Synchronisierschaltiing h als zu addierendes Signal zum Digital-Analog-Wandler m und zum Frequenz-Spannungs-Wandler k.

Dagegen geht das Messergeschwindigkeitssignal Φ_Β über die Synchronisierschaltung h als zu subtrahierendes Signal zu dem Digital-Analog-Wandler m.

Der Digital-Analog-Wandler m führt die Addition und Subtraktion aus, ausgedrückt durch ΚΦ_Α — Φβ. und erzeugt aus der auftretenden Differenz eine analoge Fehlerspannung V_c = Ρ(ΚΦ_Α-Φ_Β). Der Frequenz-Spannungs-Wandler k erzeugt eine Referenzspannung V_A, die der Bahngeschwindigkeit proportional ist.

Die Referenzspannung V_A und die Fehlerspannung Vc werden von dem analogen Addierer π zusammengesetzt. Die resultierende Spannung V₀ = V_A + Vc geht zum analogen Regler 5 und regelt die Drehzahl des Motors M und damit des Messers 2. Die Anordnung gewährleistet, daß das Drehmesser 2 mit der Drehzahl läuft, daß es eine vollständige Umdrehung macht, wobei seine Schneidklinge genau dann mit der festen Klinge I zusammen die Bahn schneidet, w λπ diese die vorgegebene Schnittlänge zurückgelegt hat.

Der Einfachheit halber wird die erfaßte Bahngeschwindigkeit mit einem Koeffizienten multipliziert, d. h. dem Umfang des Drehmessers dividiert durch die vorgegebene Schnittlänge, wobei das Produkt als Referenzgeschwindigkeit für das sich drehende Messer dient. Die Referenzgeschwindigkeit wird mit der tatsächlichen Messergeschwindigkeit verglichen und beim Auftreten einer Differenz oder ein>:s Fehlers zwischen ihnen wird das Messer zur Beseitigung des Fehlers beschleunigt oder verzögert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann so die Bahn äußerst exakt abgelängt werden, ohne daß eine komplizierte Steuerschaltung erforderlich ist.

Die Schnittlänge L kann über die Einstellung sehr leicht verändert werden, worauf sich auch der Koeffizient K und damit der Ausgang ΚΦ_Λ des Koeffizientenmultiplizierers ^verändern.

Da die Drehzahl des rotierenden Messers uurch die Bahngeschwindigkeit und nicht durch die Drehzahl der Bahnzuführrolle gesteuert wird, erfolgt das Schneiden der Materialbahn auch dann mit weit höherer Genauigkeit als bei den bekannten Verfahren, wenn es zwischen der Materialbahn und ihrer Zuf'ihrrolle zu einem Schlupf kommt.

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40 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Verfahren zam Steuern eines rotierenden Messers zum Querschneiden einer kontinuierlich geförderten Materialbahn in Abschnitte gleicher Länge, bei dem laufend ein der momentanen Bahngeschwindigkeit und ein der momentanen Umlaufgeschwindigkeit des Messers proportionales Impulssignal erzeugt und durch Vergleich dieser Signale unter Berücksichtigung eines der gewünschten Abschnittslänge entsprechenden einstellbaren Signals ein die Stromzufuhr zum Messerantrieb steuerndes Differenzsignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Multiplikation des der Bahngeschwindigkeit proportionalen Signais (Φ_Α) mit einer das Verhältnis der Abschnittslänge (L) zum Messerumfang (I) angegebenden Konstanten (K) ein Signal (ΚΦ_Α) ereeogt wird, aus dem einerseits unmittelbar die Referenz-Antriebsspannung (K₄) für das Messer erzeugt wird und aus dem andererseits durch Vergleich mit dem der Bahngeschwindigkeit proportionalen Signal (Φβ) eine Differenzspannung (Vc) er zeugt wird, die der Referenz-Aniriebsspannung (V₁) zur Gewinnung der momentinen Antriebsspannung (Vo) des Messers überlagert wird.