DE9417591U1

DE9417591U1 - Positioning drive within a printing machine

Info

Publication number: DE9417591U1
Application number: DE9417591U
Authority: DE
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1994-11-03
Filing date: 1994-11-03
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2004-11-04
Also published as: EP0710559B1; EP0710559A3; EP0710559A2; ATE169564T1; JPH08207259A; JP3095984B2; DE59503149D1

Abstract

The positioning drive uses a brushless DC electric motor (1,2), preceded by a positioning control which compares the actual position with the required position for controlling the electric motor. The motor includes a rotor position indicator (3) and cooperating sensors (S1,S2,S3), providing signals used by the commutator control (4) for the motor and as the actual position signals for the positioning control. Pref. the motor is coupled to the positioned element via a play-free drive.

Description

MAN Roland Druckmaschinen AG Müh!heimer Str. 341, D-63075 OffenbachMAN Roland Druckmaschinen AG Müh!heimer Str. 341, D-63075 Offenbach

Positionierantrieb innerhalb einer DruckmaschinePositioning drive within a printing machine

Die Erfindung betrifft einen Positionierantrieb innerhalb einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a positioning drive within a printing machine according to the preamble of claim 1.

Heutige Druckmaschinen, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschinen weisen eine Vielzahl von Positionierantrieben auf. Hier sind beispielhaft die Registerfernverstel!einrichtungen, fernverstellbar Farbdosiereinrichtungen sowie formatabhängig einzustellende Anschläge oder dgl. zu nennen. Üblicherweise werden als Positionierantriebe Gleichstrommotoren, Synchronmotoren oder Schrittmotoren eingesetzt. Diese Motoren wirken dann in der Regel über ein Untersetzungsgetriebe auf das zu verstellende Glied. Damit die Ist-Stellung des zu verstellenden Gliedes erfaßt werden kann, ist den Motoren bzw. innerhalb des Getriebes ein beispielsweise als Potentiometer ausgebildeter Ist-Stellungsgeber zu- bzw. angeordnet.Today's printing machines, especially sheet-fed offset printing machines, have a large number of positioning drives. Examples include remote register adjustment devices, remotely adjustable ink dosing devices, and stops that can be set depending on the format, etc. DC motors, synchronous motors or stepper motors are usually used as positioning drives. These motors then usually act on the element to be adjusted via a reduction gear. In order to be able to detect the actual position of the element to be adjusted, an actual position sensor, designed as a potentiometer, for example, is attached to or arranged on the motors or within the gear.

Zusätzliche Ist-Stellungsgeber gestalten sich aber kostenintensiv.However, additional actual position sensors are cost-intensive.

Ein Schrittmotor kann zwar ohne Ist-Stellungsgeber ausgerüstet werden, dies aber nur in Einsatzfällen, in denen stets gewährleistet ist, daß das zu verstellende Glied bzw. das Getriebe nicht blockiert oder durch einen sonstigen schweren Gang der Rotor des Motors nicht asynchron umläuft. Die Verwendung eines Schrittmotors, unter Umständen zusätzlich noch mit einem Näherungssensor zur Erfassung der Null-Position,ist daher nur auf wenige Anwendungsfälle beschränkt.A stepper motor can be equipped without an actual position sensor, but only in applications in which it is always guaranteed that the element to be adjusted or the gear does not become blocked or that the motor rotor does not rotate asynchronously due to another difficult gear. The use of a stepper motor, possibly also with a proximity sensor to detect the zero position, is therefore limited to only a few applications.

Bürstenlose Gleichstrommotoren werden heutzutage in Druckmaschinen zunehmend eingesetzt. In Positionierantrieben werden sie aber wie konventionelle Gleichstrommotore verwendet, d.h. in Verbindung mitBrushless DC motors are increasingly used in printing machines today. In positioning drives, however, they are used like conventional DC motors, i.e. in conjunction with

einem zusatz!ichen Ist-Stellungsgeber, beispielsweise in Formeines Potentiometers.an additional actual position sensor, for example in the form of a potentiometer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Positionierantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig weiterzubilden, so daß dieser sich bautechnisch einfach und kostengünstig gestaltet.The object of the present invention is therefore to develop a positioning drive according to the preamble of claim 1 in such a way that it is structurally simple and cost-effective.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Further developments of the invention emerge from the subclaims.

Nach der Erfindung ist vorgesehen einen bürstenlosen Gleichstrommotor zu verwenden, der prinzipbedingt eine Einrichtung zur Rotorlageerkennung integriert aufweist. Die Signale der Rotorlageerkennung des bürstenlosen Gleichstrommotores werden einer elektrischen Schaltung zur Lagegeberauswertung zugeführt, welche diese nach Art von IngrementalSignalen aufsummiert bzw. bei umgekehrter Drehrichtung von einem Zählerstand subtrahiert und daraus die Ist-Stellung des Positionierantriebes bzw. des von ihm getriebenen Gliedes errechnet.According to the invention, it is intended to use a brushless DC motor which, in principle, has an integrated device for detecting the rotor position. The signals from the rotor position detection of the brushless DC motor are fed to an electrical circuit for position sensor evaluation, which adds them up in the manner of incremental signals or, in the case of the opposite direction of rotation, subtracts them from a counter reading and uses this to calculate the actual position of the positioning drive or the element driven by it.

Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur. Diese zeigt prinzipiell die Grundkomponenten der elektrischen Ansteuerung des erfindungsgemäßen Positionierantriebes.Furthermore, an embodiment of the invention is explained using the single figure. This shows in principle the basic components of the electrical control of the positioning drive according to the invention.

Ein bürstenloser Gleichstrommotor besteht aus einem Rotor 1 und entsprechend dessen Polzahl aus einer Anzahl von Windungen 2 (hier beispielsweise drei Wicklungen) im Ständer. Die Achse des Rotors 1 ist in nicht dargestellter Weise über ein weitestgehend spielfreies Getriebe mit einem zu verstellenden Glied, beispielsweise einer Registerverstel1 einrichtung verbunden.A brushless DC motor consists of a rotor 1 and, depending on its number of poles, a number of windings 2 (here, for example, three windings) in the stator. The axis of the rotor 1 is connected in a manner not shown via a largely backlash-free gear to a member to be adjusted, for example a register adjustment device.

Drehfest mit dem Rotor 1 ist ein Lagegeber 3, beispielsweise in Form eines Scheibenmagnetes, verbunden. Markierungen auf diesemA position sensor 3, for example in the form of a disc magnet, is connected to the rotor 1 in a rotationally fixed manner. Markings on this

Lagegeber 3, beispielsweise Permanentmagnete oder optisch abtastbare Markierungen, werden durch Sensoren Sl, S2, S3 erfaßt. Daß hier entsprechend der Anzahl der Wicklungen drei Sensoren Sl bis S3 vorgesehen sind, ist als beispielhaft anzusehen.Position sensors 3, for example permanent magnets or optically scannable markings, are detected by sensors Sl, S2, S3. The fact that three sensors Sl to S3 are provided here, corresponding to the number of windings, is to be regarded as an example.

Die Signale der Sensoren Sl bis S3 werden einer Kommutatorsteuerung 4 zugeleitet, die aus diesen Signalen in an sich bekannter Weise die Lage des Rotors 1 ermittelt und entsprechend die Kommuntierung steuert, also die Wicklungen 2 hinsichtlich der Bestromung derartig umpolt, so daß der Rotor 1 in der vorgesehenen Drehrichtung läuft.The signals from the sensors Sl to S3 are fed to a commutator control 4, which uses these signals to determine the position of the rotor 1 in a manner known per se and controls the commutation accordingly, i.e. reverses the polarity of the windings 2 with regard to the current supply so that the rotor 1 rotates in the intended direction of rotation.

Die Signale der Sensoren Sl bis S3 werden zusätzlich einer erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltung als Lagegeberauswertung 5 zugeleitet, welche im wesentlichen als Zähler (Summierer) ausgebildet ist und somit die Ist-Stellung des durch den Rotor 1 zu verstellenden Gliedes ermittelt. Entsprechend der geforderten Genauigkeit kann vorgesehen sein, daß die Lagegeberauswertung 5 das Signal nur eines, zweier oder sämtlicher Sensoren Sl bis S3 zur Gewinnung der Ist-Stellung auswertet. In dem Fall, daß die Lagegeberauswertung nur ein Signal eines Sensors z.B. Sl auswertet, wird ferner das Signal eines zweiten Sensors zur Gewinnung, einer Information über die Drehrichtung des Rotors 1 ausgewertet.The signals from the sensors Sl to S3 are also fed to a circuit provided according to the invention as a position sensor evaluation 5, which is essentially designed as a counter (sum) and thus determines the actual position of the element to be adjusted by the rotor 1. Depending on the required accuracy, it can be provided that the position sensor evaluation 5 evaluates the signal of only one, two or all of the sensors Sl to S3 to obtain the actual position. In the event that the position sensor evaluation only evaluates a signal from a sensor, e.g. Sl, the signal from a second sensor is also evaluated to obtain information about the direction of rotation of the rotor 1.

Die Lagegeberauswertung 5 führt nun eine Summierung bzw. in umgekehrter Drehrichtung eine Subtraktion der durch die Sensoren Sl bis S3 gelieferten Lageimpulse aus. Insbesondere ist vorgesehen, daß das dem Rotor 1 nachgeschaltete Getriebe oder das zu verstellende Glied (nicht dargestellt) eine feste Anschlagstellung aufweist, bei welcher der Rotor 1 blockiert, so daß die Lagegeberauswertung 5 dann beim Ausbleiben von Signalen der Sensoren Sl bis S3 daraus eine Null-Stellung beispielsweise in Form eines vorgegebenen Zählerstandes ableiten kann.The position sensor evaluation 5 now carries out a summation or, in the opposite direction of rotation, a subtraction of the position pulses supplied by the sensors Sl to S3. In particular, it is provided that the gear downstream of the rotor 1 or the element to be adjusted (not shown) has a fixed stop position at which the rotor 1 blocks, so that the position sensor evaluation 5 can then derive a zero position from this, for example in the form of a predetermined counter reading, if signals from the sensors Sl to S3 are absent.

An einem Ausgang der Lagegeberauswertung 5 wird ein analoges oder digitales Signal der Ist-Stellung des Rotors 1 bzw. des im nachgeschalteten Verstellgliedes bereitgestellt. Dieses Analog- oderAn analogue or digital signal of the actual position of the rotor 1 or of the downstream adjustment element is provided at an output of the position sensor evaluation 5. This analogue or

Digital signal wird einer Positioniersteuerung 6 zugeführt, welche an einem anderen Eingang ein Analog- oder Digitalsignal als Soll-Stellung erhält. Die Positioniersteuerung 6 ist in an sich bekannter Weise als Vergleicher ausgebildet und stellt durch Differenzbildung von Soll- und Ist-Stellung fest, in welcher Richtung der Rotor 1 anzutreiben ist. Entsprechend dieses Soll-/Ist-Steil ungsvergl ei ches gibt die Positioniersteuerung 6 ein entsprechendes Signal an die Kommutatorsteuerung 4, so daß diese den Rotor 1 in der entsprechend nötigen Richtung antreibt bzw. in den Sti11-stand versetzt.The digital signal is fed to a positioning control 6, which receives an analog or digital signal as the target position at another input. The positioning control 6 is designed as a comparator in a manner known per se and determines the direction in which the rotor 1 is to be driven by forming the difference between the target and actual positions. In accordance with this target/actual pitch comparison, the positioning control 6 sends a corresponding signal to the commutator control 4, so that it drives the rotor 1 in the required direction or puts it into the standstill position.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11 Rotorrotor 22 WicklungWinding 33 LagegeberPosition sensor 44 KommutatorsteuerungCommutator control 55 LagegeberauswertungPosition sensor evaluation 66 PositioniersteuerungPositioning control

Claims

Expectations

1.) Positioning drive within a printing machine, in particular for remote register adjustments, ink dosing devices and the like, consisting of an electrically controllable motor and an upstream positioning control, characterized in that the motor (1, 2) is designed as a brushless DC motor which has a position sensor (3) and sensors (Sl, S2, S3) which are connected to a commutator control (4), and that a position sensor evaluation (5) is connected upstream of the positioning control (6), which is connected to the sensors (Sl, S2, S3), by means of which the actual position of the member driven by the rotor (1) can be determined from the signals of the sensors (Sl, S2, S3).

2.) Positioning drive according to claim 1,

characterized in that the rotor (1) of the brushless DC motor (1, 2) is connected to the member to be adjusted via a gear that is largely free of play.

3.) Positioning drive according to claim 2,

characterized in that the gear or the member to be adjusted has a stop for blocking the rotor (1) in a certain position and that the blocking of the rotor (1) can be determined by the position sensor evaluation (5) using the signals from the sensors (S1, S2, S3) and stored as a zero position.