DD147801A3 - Schutzeinrichtung zur vermeidung unzulaessiger geschwindigkeitsaenderungen fuer antriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zur Vermeidung unzulaessiger Geschwindigkeitsaenderungen an Antrieben, insbesondere fuer Vorschubantriebe von Werkzeugmaschinen. Ziel der Erfindung ist es, von Werkzeugmaschinenantrieben bewegte Maschineneinheiten vor Beschaedigung durch unzulaessig und ungewollt hohe Geschwindigkeitsaenderungen der Antriebe zu schuetzen. Die durch die Erfindung geloeste Aufgabe bestand darin, eine Einrichtung zur Verhinderung unzulaessig hoher Geschwindigkeitsaenderungen an Antrieben zu schaffen. Bereits bei Sollwerteingabe soll ein unzulaessig hoher Wert der Geschwindigkeit als solcher erkannt und seine kinematische Umsetzung blockiert werden. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe geloest, indem der digital eingegebene Geschwindigkeitswert mittels eines Digital-Analog-Wandlers in eine proportionale analoge Spannung umgewandelt und ueber einen zur Anpassung bestimmten Impedanz-Wandler an einen Vergleicher gegeben wird. Der Vergleicher, bestehend aus Integriernetzwerk und Differenzverstaerker, erzeugt bei einer gewaehlten Geschwindigkeitsaenderung einen in seiner Groesze einstellbaren Spannungsimpuls. Ueber einen Grenzwertsignalisator und einen Schaltverstaerker wird der Maschinenantrieb gesteuert.

Description

201769 -<-

Titel der Erfindung

Schutzeinrichtung zur Vermeidung unzulässiger Geschwindigkeitsänderungen für Antriebe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zur Vermeidung unzulässiger Geschwindigkeitsänderungen an Antrieben, insbesondere von Werkzeugmaschinen. Die Schutzeinrichtung kann im Prinzip auch überall dort angewendet v/erden, v/o über elektrische Schalter betätigte Antriebsmechanismen von Maschinen, Geräten u.a.m. Beschleunigungen erzeugen, die eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur digitalen Eingabe von Vorschubwei^ten an Werkzeugeaschinen sind sogenannte Vorwahldrehschalt er bekannt (z.B. in Firmenprospekten der Contraves AG, Zürich, und des VEB Elektronische Bauelemente Ruhla). Meist sind mehrere Vorwahldrehschalter zu einem Schalterblock vereinigt. Die einzelnen Vorwahldrehschalter innerhalb des Schalterblockes besitzen dann einen dekadischen Stellenwert, Die durch eine Kippdrehbewegung fortzuschalt enden Wahlscheiben der Vorwahldrehschalter sind in sich ebenfalls dekadisch abgestuft. Eine Eingabe der Vorschubgeschwindigkeit ist sowohl zu Beginn als auch während des Betriebes der Maschine möglich und wird durch Einstellen der entsprechenden Vorwahldrehschalter vorgenommen. Dabei entspricht die Größe der Geschwindigkeit bzw. der Geschwindigkeitsänderung der Stellung der Wahlscheiben der betreffenden Vorwahldrehschalter.

Bei einem'Irrtum dee Bedienungspersonals bei der Einstellung der Vorwahldrehschalter kann die Geschwindigkeitsänderung unzulässig hoch sein und die Zerstörung von Werkzeug und/οder Werkstück zur Folge haben.

Unabhängig von dieser Eingabe der Geschwindigkeitswerte über Vorwahldrehschalter sind Schutzvorrichtungen bekennt, die den Vorschubantrieb beim Auftreten einer Überlast selbsttätig abschalten. In der DE-OS 2501 447 ist eine Überlastsieherungsvorrichtung beschrieben, die einen Vorschubmechanismus bei unzulässig hohen Belastungen des Werkzeuges oder bei Behinderung der angetriebenen Maschineneinheit stillsetzt. Nachteilig hierbei ist, daß es erst während der bereits erfolgenden kinematischen Übertragung von Antriebskräften zum Überschreiten von vorgegebenen Werten kommen muß, um die Sicherungsvorrichtung auszulösen. Auch ist keine direkt von der Geschwindigkeit des angetriebenen Spindelstockes oder Supports abhängige Einstellung des Grenzwertes möglich, wodurch bei sehr hohen Geschwindigkeiten u.U. die Trägheit dermechanischen Überlast sicherungsvorrichtung zu groß ist. Ferner ist eine Einrichtung zur Erfassung von Überdrehzahlen bei Antrieben bekannt (DD-WP 9.5626), in der eine der Drehzahl des Antriebes proportion ale Spannung mit einer Sollspannung verglichen und mit der resultierenden Differenzspannung über einen Schnitt-Trigger und einen Verstärker ein·Relais angesteuert wird.

Mit dieser Schaltung kann zwar die Antriebssteuerung beeinflußt werden, jedoch ist die Verhinderung einer nur kurzzeitig wirksamen unzulässig großen Drehzahlerhöhung bzw. Sollwerterhöhung nicht möglich.

Ziel dejr Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, durch Antriebe bewegte Baugruppen von Werkzeugmaschinen einschließlich der darauf befindlichen Werkzeuge sowie die Werkstücke vor Beschädigungen bzw. Zerstörung durch unzulässig und ungewollt hohe Geschwindigkeitsänderungen der Antriebe zu schützen.

2017

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die bekannten Vorwahldreheehalter zur digitalen Eingabe von Geschwindigkeitswerten in M aschinen antriebe haben die Eigenschaft, daß beim Port schalt en der W ahl scheibe von der Stellung 0 im irrtümlich anderen Drehsinn die Geschwindigkeit um einen vom dekadischen Stellenwert des jeweiligen Vorwahldrehschalters abhängigen Paktor sprunghaft ansteigt. Die Verwechselung eines zu betätigenden Vorwahldrehschalters bezüglich seiner höheren dekadischen Wertigkeit bedeutet die Eingabe eines. Wertes, der um ein Vielfaches von 10 höher gegenüber dem gewollten ist. Die verzögerte Wirkung der angegebenen Überlastsieherungsvorrichtung ist_ bedingt durch deren mechanische Mittel der Lösung. Die Einrichtung zur Erfassung von Überdrehzahlen ist so beschaffen, daß die Ist-Drehzahl gegenüber dem zulässigen Sollwert bereits überschritten sein muß, um ein Steuersignal erzeugen zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der unzulässige Geschwindigkeitsänderungen bei Antrieben verhindert werden können. Dabei soll die zulässige Geschwindigkeitsänderung einstellbar sein. Bereits bei der Eingabe der Werte in die entsprechen^ den Steuerungsorgane der Maschine soll ein unzulässig hoher Wert der Geschwindigkeit als solcher erkannt und seine kinematische Umsetzung blockiert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein am Antrieb wirksames Sollwert signal und eine durch ein Integriernetzwerk bezüglich des Einganges eines Differenzverstärkers verzögerte Sollwertänderung zum Zeitpunkt der Sollwertänderung mittels des Differenzverstärkers vergleichbar sind und daß das dabei am Ausgang des Differenz-Verstärkers liegende neue Sollwert signal bezüglich seines Pegels überwacht wird.

Aus .führ UJi g sb e i spi e 1

Die Erfindung wird nachstehend an einem Aus führungsb ei spiel näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung nach Pig. 1 ist das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung dargestellt.

Mit der digitalen Eingabe 1 v/ird der der gewünschten Geschwindigkeit entsprechende V/ert eingegeben und mit Hilfe des Digit al-Analog-Wandlers 2 daraus eine proportionale analoge Spannung gebildet.

Über den nachgeschalteten Impedanz-Wandler 3 zur belastungslosen Anpassung gelangt die analoge Spannung auf den Vergleicher 4.

Der Vergleicher 4 besteht aus einem eingangsseitigen Integriernet zv/erk 5"und einem ausgangsseitigen Differenzverstärker 6.

Erfolgt· keine Eingabe eines Geschwindigkeitsv/ertes, so ist die Differenzspannimg am Ein- und Ausgsng des Differenzverstärkers 6 gleich Null. Bei Änderung der Geschwindigkeit bzw, deren Einstellung mittels der digitalen Eingabe 1 liegt sofort die des neu gewählten Geschwindigkeitsv/ertes proportionale analoge Spannung an einem Eingang des Differenzverstärkers 6 an.

Am anderen Eingang des Differenzverstärkers 6 liegt die der vorher eingestellten Geschwindigkeit proportionale analoge Spannung für einen kurzen Zeitraum an.Das Integriernetz-"Werk 5 integriert somit den anstehenden Spannungssprung. Am Ausgang des Vergleichers 4 entsteht ein Spannungsimpuls, dessen Größe mit der einstellbaren Verstärkung des Differenzverstärker 6 beeinflußbar ist.

Überschreitet die Amplitude dieses Impulses infolge unzu- · lässig hoch gewählter Geschwindigkeitsänderung?:., einen bestimmten Wert, so wird über den zwischengeschalteten Grenz^ wertsignalisator 7 der Schaltverstärker 8 angesteuert und von diesem der Maschinenantrieb 9 abgeschaltet.

201769

Der Ausgang des Vergleichers 4, der Differenzverstärker 6, kann aber auch direkt mit dem Eingang des Schalt Verstärkers 8 gekoppelt sein.

Damit führen mögliche Sp annungs zv/i schenv/erte, die von der Einstellung der Vorwahldrehschalter der digitalen Eingabe abhängen, zu einem ausreichenden Eingangsimpuls für den Schaltverstärker 8.

Claims (1)

1. -β- 201769

   Er fin dungs an sj) r u ch

   1« Schutzeinrichtung zur Vermeidung unzulässiger Geschwindigkeit sänderungen für. Antriebe, mit digitaler Eingabe der Geschwindigkeitswerte über Vorwahlschalter sowie mit einem.Integriernetzwerk und einem Differenzverstärker, gekennzeichnet dadurch, daß ein am Maschinen-

   . ·, antrieb (9) wirksames Sollwert signal und eine durch das Integriernetzwerk (5) bezüglich des Einganges des Differenzverstärkers (6) verzögerte Sollwertänderung zum Zeitpunkt der Sollwertänderung mittels des Differenzverstärker s (6) vergleichbar sind und daß das dabei am Ausgang des Differenzverstärkers (G) liegende neue Sollwertsignal bezüglich seines Pegels überwacht wird«

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen