DE4343020C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Maschinenelements - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines MaschinenelementsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines An
triebs eines Maschinenelements, insbesondere eines Maschinen
elements einer Spinnereimaschine, mit den Merkmalen des Ober
begriffs des Patentanspruchs 1 und 2 sowie einen Antrieb für
ein Maschinenelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 8.
Beim Entwurf von Steuerungen und Antrieben für bewegte Maschi
nenteile besteht häufig die Forderung nach einer möglichst
einfachen und kostensparenden Konstruktion des Antriebs, so
daß in diesen Fällen aufwendige, in ihrer Geschwindigkeit
steuerbare Antriebe ausscheiden müssen. An die Stelle solch
aufwendiger Antriebe treten dann meist einfache, in ihrer
Geschwindigkeit nicht-steuerbare Antriebe, insbesondere ele
kromotorische Antriebe, die lediglich schaltbar mit einer
Energieversorgungseinheit verbunden und ggf. in ihrer Bewe
gungsrichtung umsteuerbar ausgebildet sind.
Derartige Antriebe finden beispielsweise auf dem Gebiet der
Spinnereimaschinen Anwendung, z. B. für Vorrichtungen zum Ab
ziehen von Spulen und Aufstecken von Hülsen an Spinn- oder
Zwirnmaschinen, wie sie aus der DE 40 05 418 C1 bekannt sind.
Sollen mit derartigen Antrieben die damit bewegten Maschinen
elemente in vorbestimmte Positionen bewegt werden, so muß zur
Erfassung der Istposition des betreffenden Maschinenteils ein
Absolutwertgeber vorhanden sein, dessen Signal einer Steuer
einheit zugeführt ist. Die Steuereinheit kann dann durch den
Vergleich der Istposition mit der nächsten gespeicherten anzu
fahrenden Sollposition den Antrieb in geeigneter Weise steu
ern.
Bei der Verwendung von in ihrer Geschwindigkeit nicht-steuer
baren Antrieben ergibt sich jedoch der Nachteil, daß häufig
die anzufahrende Sollposition überfahren wird, wenn das Still
setzen des Antriebs zu dem Zeitpunkt erfolgt, zu dem die Steu
ereinheit die Istposition als mit der anzufahrenden Sollposi
otion übereinstimmend detektiert. Dies gilt insbesondere dann,
wenn die bewegten Maschinenelemente eine große Masse mit einer
entsprechend großen Trägheit aufweisen, da hierdurch nach dem
Stillsetzen des Antriebs die Maschinenelemente erst nach einer
von der Massenträgheit abhängigen Zeit bzw. einer hiervon
abhängigen Wegstrecke zum Stillstand kommen.
Als Lösung hierfür bietet sich an, das Stillsetzen des An
triebs bereits dann vorzunehmen, wenn die Istposition des
Maschinenelements gleich der um einen vorbestimmten Betrag
reduzierten Sollposition entspricht.
Auch bei diesem Verfahren können jedoch nicht tolerierbare Un
genauigkeiten beim Anfahren der Sollpositionen auftreten, die
beispielsweise durch eine Änderung der zu bewegenden Massen,
durch eine Verschmutzung von Lagern oder durch temperaturab
hängige Änderungen der Viskosität von Schmiermitteln hervor
gerufen werden können.
Die Verwendung derartiger Antriebe ist insbesondere in solchen
Fällen problematisch, in denen die Bewegung der Maschinenteile
mit unterschiedlichen (konstanten) Geschwindigkeiten erfolgen
muß, da die bei einer schnelleren Bewegung eines Maschinenele
ments größere gespeicherte Energie gegenüber der bei einer
langsameren Bewegung des Maschinenelements geringeren gespei
cherten Energie zu einem längeren Nachlaufen der Bewegung nach
dem Stillsetzen des Antriebs führt und umgekehrt.
Dieses Problem tritt unter anderem bei der Verwendung von
Teach-in-Verfahren zur Programmierung der von dem betreffenden
Maschinenelement anzufahrenden Sollpositionen auf. Ein der
artiges Verfahren zur Programmierung der Sollpositionen einer
Vorrichtung zum Abziehen und Aufstecken von Spulen und Hülsen
an Spinn- oder Zwirnmaschinen ist z. B. aus der DE 40 05 418 C1
bekannt. Bei diesem Verfahren werden die im späteren Arbeits
prozeß von der Maschine bzw. von dem betreffenden Maschinen
element anzufahrenden Sollpositionen während eines Teach-in-
Vorgangs manuell angefahren und in die Steuereinheit des An
triebs eingegeben. Dabei werden zur Vereinfachung einer genau
en manuellen Positionierung die einzelnen Sollpositionen im
Teach-in-Betrieb häufig mit einer gegenüber dem späteren Ar
beitsbetrieb der Maschine geringeren Geschwindigkeit angefah
ren. Hierdurch ergeben sich, wie oben erläutert, aufgrund der
Massenträgheit im Arbeitsbetrieb der Maschine Ungenauigkeiten
beim Anfahren der Sollpositionen.
Darüber hinaus verursachen selbstverständlich auch die vorge
nannten Einflüsse, wie Verschmutzungen, Massenänderungen etc.,
zusätzliche Ungenauigkeiten, so daß derartige Antriebe häufig
nicht den Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit des An
fahrens der Sollpositionen gerecht werden.
Zur Lösung der vorgenannten Probleme ist aus der DE 40 21 800
A1 ein Verfahren zum Steuern einer Positioniereinheit eines
Automaten bzw. eine entsprechende Vorrichtung bekannt, wobei
das Anfahren der Sollposition durch die Verwendung einer von
der Distanz zwischen Start- und Zielposition abhängigen Soll
wertkurve für den Antrieb erfolgt. Der Antrieb ist hierzu als
in seiner Geschwindigkeit steuerbarer bzw. regelbarer Antrieb
ausgebildet. Derartige Antriebe sind jedoch, wie vorstehend
ausgeführt, bei der Realisierung mit einem relativ hohen Auf
wand verbunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Steuerung eines Antriebs eines Maschinenelements, insbe
sondere einer Spinnereimaschine, zu schaffen, das bei einem in
seiner Geschwindigkeit nicht steuerbaren Antrieb der eingangs
genannten Art eine erhöhte Genauigkeit beim Anfahren von Soll
positionen ermöglicht. Des weiteren liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für ein Maschinenelement zu
schaffen, welcher die Realisierung dieses Verfahrens ermög
licht und mit geringem Aufwand realisierbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patent
ansprüche 1, 2 und 8.
In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird nach
dem Stillsetzen des Antriebs und dem Stillstand des Maschinen
elements geprüft, ob die Abweichung zwischen der Istposition und
der Sollposition kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Wird
dieser Wert überschritten, so wird der Antrieb erneut in Rich
tung auf dieselbe Sollposition aktiviert und erneut abhängig von
dem Vergleich der Ist- mit der Sollposition stillgesetzt. An
schließend wird wiederum nach dem Stillstand des Maschinenele
ments die Abweichung zwischen Ist- und Sollposition bestimmt und
geprüft, ob die Abweichung nunmehr innerhalb der vorgegebenen
Toleranz liegt. Diese Verfahrensschritte werden so lange wie
derholt, bis die vorgegebene Genauigkeit für das Anfahren der
Sollposition oder eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen dieser
Schritte erreicht ist.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß Ungenauigkeiten beim
Anfahren einer Sollposition iterativ ausgeregelt werden, ohne
daß hierfür ein aufwendiger, in seiner Geschwindigkeit veränder
barer Antrieb erforderlich wäre.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 2, wird ebenfalls nach dem
Stillsetzen des Antriebs und dem Stillstand des Maschinenele
ments die Abweichung der Istposition von der Sollposition be
stimmt. Im Unterschied zu dem vorgenannten Verfahren wird jedoch
die festgestellte Abweichung erst bei einem erneuten Anfahren
derselben Sollposition in der Weise berücksichtigt, daß der
Antrieb nicht erst bei einer Übereinstimmung der Istposition mit
der anzufahrenden Sollposition, sondern bereits bei Vorliegen
einer Übereinstimmung zwischen der Istposition und der um die
bei einem oder der mehreren vorhergehenden Anfahrvorgängen er
mittelten Abweichung korrigierten Sollposition stillgesetzt
wird.
Hierdurch ergibt sich gegenüber dem erstgenannten Verfahren der
Vorteil, daß in den meisten Fällen ein häufiges Hin- und Herfah
ren für das Ausregeln einer Ungenauigkeit vermieden wird. Nach
teilig ist jedoch, daß die betreffende Sollposition erst bei
einem erneuten Anfahren mit höherer Genauigkeit erreicht wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden daher
die Verfahrensschritte der Ansprüche 1 und 2 kombiniert, so daß
bereits beim erstmaligen Anfahren einer Sollposition diese mit
der erforderlichen Genauigkeit erreicht und zudem bei einem
erneuten Anfahren derselben Sollposition die Anzahl der Korrek
turzyklen reduziert wird.
Die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ent
sprechenden Antrieb erfordert gegenüber bekannten Antrieben
lediglich eine Steuereinheit, die die Durchführung der Verfah
rensschritte ermöglicht.
In seiner einfachsten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße
Antrieb einen Elektromotor auf, der über einen von der Steuer
einheit ansteuerbaren elektronischen Schalter mit einer Energie
versorgungseinheit verbunden ist. Der Motor kann beispielsweise
als einfacher Asynchronmotor ausgebildet sein.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und
des erfindungsgemäßen Antriebs ergeben sich aus den Unteransprü
chen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung darge
stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der für das Verständnis der
Erfindung wesentlichen Teile einer Vorrichtung zum Ab
ziehen von Spulen und Aufstecken von Hülsen an einer
Spinn- oder Zwirnmaschine mit einem Antrieb nach der
Erfindung;
Fig. 2 die schematische Darstellung des Bewegungsablaufes einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Steuerung des Antriebs in Fig. 1;
Fig. 3 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des
Antriebs in Fig. 1.
In Fig. 1 sind die für das Verständnis der Erfindung wesentli
chen Teile einer Vorrichtung zum Abziehen von Spulen und Auf
stecken von Hülsen an einer Spinn- oder Zwirnmaschine darge
stellt, wie sie beispielsweise in der DE 40 05 418 C1 näher
beschrieben ist. Die Vorrichtung weist auf jeder Maschinenseite
der Spinn- oder Zwirnmaschine einen Greiferbalken 1 auf, der mit
einem scherenartigen Gestänge gehalten wird, das aus mehreren
Tragarmen 3 und mehreren Armen 5 besteht. Die Tragarme 3, die
gelenkig an den Greiferbalken 1 angelenkt sind, erstrecken sich
von dem Greiferbalken bis zu einer in Maschinenlängsrichtung
verlaufenden Schub-/Zugstange 7, mit der sie gelenkig verbunden
sind. Die Arme 5 greifen mittig gelenkig an den Tragarmen 3 an
und sind in der Höhe der Schub-/Zugstange 7 ortsfest gelagert.
Die Schub-/Zugstange 7 weist einen Gewindeabschnitt 8 auf, auf
dem eine drehbare, jedoch axial nicht verschiebbare Spindelmut
ter 9 läuft.
Durch einen entsprechenden Antrieb 11 kann somit durch eine
Drehung der Spindelmutter 9 der Greiferbalken 1 aus einer abge
senkten Stellung in eine angehobene Stellung angehoben und abge
senkt werden. Dabei erfolgt der Antrieb der Schub-/Zugstange 7
mittels der in axialer Richtung ortsfest gelagerten Spindelmut
ter 9, die über ein durch den Elektromotor 13 angetriebenes
Ritzel in Drehung versetzbar ist.
Der Greiferbalken 1 muß für das Ergreifen der Hülsen und Spulen
mittels nicht näher dargestellter, auf dem Greiferbalken ange
ordneter Greifer mit ausreichender Genauigkeit in mehrere vor
bestimmte Sollpositionen bewegt werden.
Das Anfahren der vorbestimmten Sollpositionen wird durch die
Steuereinheit 17 gesteuert, welcher das Ausgangssignal 19 eines
an der Schub-/Zugstange 7 angeordneten Positionssensors 21 Zuge
führt ist. Die Steuereinheit 17 steuert in Abhängigkeit von dem
die Istposition des Greiferbalkens 1 repräsentierenden Ausgangs
signal 19 eine Energieversorgungseinheit 23 des Motors 13 in
geeigneter Weise an.
Der Positionssensor 21 kann als Absolutwertgeber oder Relativ
wertgeber ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Positions
sensor 21 als ein die Drehbewegung der Schub-/Zugstange 7 erfas
sender Inkremental-Weggeber (Relativwertgeber) realisiert sein.
Die absolute Position des Greiferbalkens 1 kann hierbei in der
Weise ermittelt werden, daß beim Einschalten der Maschine die
Schub-/Zugstange 7 zunächst gegen einen Endanschlag in Form eines
Endschalters bewegt wird und ausgehend von dieser bekannten
Position die absolute Istposition des Greiferbalkens 1 durch
Zählen der Impulse des Signals 19 des Inkremental-Weggebers
ermittelt wird.
Die anzufahrenden Sollpositionen können entweder rechnerisch
ermittelt und der Steuereinheit 17 manuell eingegeben werden
oder aber mittels eines sogenannten Teach-in-Verfahrens der
Steuereinheit 17 zugeführt werden. Hierzu kann die Steuereinheit
17 mittels eines nicht näher dargestellten Bedienelements in die
Betriebsweise "TEACH-IN" versetzt werden und die einzelnen Soll
positionen nacheinander manuell durch Betätigen von Cursortasten
23 der Steuereinheit 17 angefahren werden. Der Wert einer je
weils angefahrenen Sollposition kann auf einem Display 25 der
Steuereinheit 17 angezeigt werden. Dieser Wert kann der Steuer
einheit 17 anschließend beispielsweise mittels einer nicht näher
dargestellten Eingabeeinheit manuell eingegeben oder durch
Drücken einer (nicht dargestellten) Übernahme-Taste in einen
Speicher der Steuereinheit 17 übernommen werden. Auf diese Weise
kann eine Sollposition nach der anderen manuell angefahren und
die betreffenden Positionen in der Steuereinheit 17 gespeichert
werden.
Für das manuelle Anfahren der Sollposition im Teach-in-Betrieb
steuert die Steuereinheit 17 die Energieversorgungseinheit 23
des Motors 13 vorzugsweise so an, daß die Sollpositionen mit
einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit angefahren wer
den, um den manuellen Anfahrvorgang zu vereinfachen und auf
einfache Weise das Anfahren der gewünschten Positionen mit hoher
Genauigkeit zu gewährleisten.
Im einfachsten Fall kann hierzu die Energieversorgungseinheit
23 so ausgebildet sein, daß der Motor im Teach-in-Betrieb mit
einer konstanten geringeren Geschwindigkeit und im normalen
Arbeitsbetrieb mit einer konstanten höheren Geschwindigkeit
betrieben wird. Hierzu kann die Energieversorgungseinheit 23
einen steuerbaren elektronischen Schalter aufweisen, welcher den
Motor mit einer Spannungs- bzw. Stromquelle verbindet. Zur Ge
währleistung zweier unterschiedlicher Geschwindigkeiten für den
Teach-In-Betrieb bzw. Normal-Betrieb kann die Spannungs- oder
Stromquelle zwischen zwei festen Spannungs- bzw. Stromwerten
umschaltbar ausgebildet sein.
Nach Beendigung des Teach-in-Vorgangs wird die Steuereinheit 17
in die Betriebsweise "NORMAL" geschaltet, in welcher die Steuer
einheit die einzelnen Sollpositionen nach einem vorgegebenen
Programm ansteuert. Zur Auslösung einzelner Aktionen, d. h. des
Anfahrens bestimmter Sollpositionen kann der Steuereinheit 17
beispielsweise von einer zentralen Maschinensteuerung ein Start
signal 27 zugeführt werden.
In der Betriebsweise "NORMAL" steuert die Steuereinheit 17 die
Energieversorgungseinheit 23 derart an, daß das Anfahren der
Sollpositionen mit wesentlich höherer Geschwindigkeit erfolgt,
als das manuelle Anfahren der Sollpositionen in der Betriebs
weise "Teach-In". Durch die Trägheit der Massen können hierbei
jedoch Ungenauigkeiten beim Anfahren der Sollpositionen des
Greiferbalkens 1 beziehungsweise der Schub-/Zugstange 7 auftreten.
Zwar kann bei genauer Kenntnis der Geschwindigkeitsunterschiede
zwischen den Betriebsweisen "Teach-In" und "Normal" das Still
setzen des Motors 13 nicht erst, wie üblich, dann erfolgen, wenn
die aus dem Sensorsignal 19 ermittelte Istposition mit der ge
speicherten anzufahrenden Sollposition übereinstimmt, sondern
bereits dann, wenn die Istposition gleich der um einen definier
ten Betrag reduzierten Sollposition entspricht. Nicht oder nur
sehr schwierig berücksichtigen läßt sich bei diesem Verfahren
jedoch eine Änderung der Masse und damit der Trägheit des zu
bewegenden Maschinenelements, d. h. des Greiferbalkens 1 und der
damit verbundenen Teile. Dies tritt beispielsweise dann auf,
wenn anstelle schwererer Kopse bzw. Spulen nur leichtere Hülsen
von einer Position in eine weitere Position bewegt werden müs
sen. Des weiteren können Temperaturunterschiede, Schmutz und
Abnutzungen der Mechanik zu einem veränderten Verhalten der
Vorrichtung führen, so daß nicht tolerierbare Ungenauigkeiten
beim Anfahren der Sollposition entstehen.
Erfindungsgemäß wird daher nach dem erstmaligen Anfahren einer
Sollposition, d. h. nach dem Stillsetzen des Elektromotors 13 und
dem Stillstand des zu bewegenden Maschinenelements, d. h. des
Greiferbalkens 1 bzw. der Schub-/Zugstange 7, die Abweichung der
tatsächlichen Istposition von der Sollposition ermittelt und mit
einem in der Steuereinheit 17 gespeicherten zulässigen Wert ver
glichen. Wird dieser Wert überschritten, so steuert die Steuer
einheit 17 den Antrieb 11 in der Weise an, daß die gewünschte
Sollposition unter Berücksichtigung der erforderlichen Bewe
gungsrichtung erneut angefahren wird.
Nach dieser erneuten Anfahrbewegung wird wiederum die Istposi
tion mit der Sollposition verglichen und die Abweichung auf die
zulässige Toleranz überprüft. Diese Schritte werden so lange
wiederholt, bis die Sollposition mit ausreichender Genauigkeit
erreicht ist. Zur Verhinderung einer Endlosschleife wird der
Positioniervorgang abgebrochen, wenn eine vorbestimmte Anzahl
der Anfahrzyklen erreicht ist.
Fig. 2 zeigt schematisch einen derartigen Anfahrvorgang, bei dem
eine Sollposition S mit einer Genauigkeit angefahren werden
soll, die besser ist als eine vorbestimmter Betrag δ. Wie aus
Fig. 2 ersichtlich erfolgt das Stillsetzen des Antriebs, d. h.
des Elektromotors 13 im ersten Anfahrzyklus I, wenn der mittels
des Sensors 21 detektierte Istwert gleich dem anzufahrenden
Sollwert ist. Aufgrund der Trägheit der Masse der bewegten Teile
wird die Stange 7 über den anzufahrenden Sollwert S hinaus bis
zu einer ersten Position PI weiterbewegt. Diese Position liegt,
wie aus Fig. 2 ersichtlich, außerhalb des Toleranzfeldes S±δ, so
daß die Steuereinheit 17 den Antrieb 11 in seiner Richtung um
steuert, um die Sollposition S mittels eines zweiten Anfahrzy
klus II erneut anzufahren.
Das Stillsetzen des Antriebs 11 erfolgt erneut bei Erreichen der
Sollposition S. Nachdem jedoch nur ein relativ geringer Weg von
der Position PI bis zur Position S zurückzulegen ist und demzu
folge nicht die volle Geschwindigkeit des Antriebs erreicht
wird, kommt die Schub-/Zugstange 7 bei diesem zweiten Anfahrzyklus
II bereits nach einer kürzeren Strecke S-PII zum Stillstand. Hier
stellt die Steuereinheit 17 erneut eine unzulässig große Abwei
chung S-PII < δ fest und steuert den Antrieb 11 erneut um.
Nach Beendigung dieses dritten Anfahrzyklus III, der im übrigen
analog zu den beiden vorstehend beschriebenen Anfahrzyklen I und
II abläuft, erreicht die Stange eine Position PIII, so daß die
Steuereinheit 17 anhand des Sensorsignals 19 feststellt, daß die
Sollposition S nunmehr mit einer ausreichenden Genauigkeit ± δ
angefahren ist. Der Anfahrvorgang ist damit beendet, wobei die
Steuereinheit 17 die Beendigung des Anfahrvorgangs 17 durch
Setzten eines Signals 29 anzeigen und/oder weitere Aktionen
auslösen kann.
Anstelle des Stillsetzens des Antriebs bei der Durchführung der
Anfahrzyklen I bis III zum Zeitpunkt des Erreichens der Soll
position kann das Stillsetzen selbstverständlich auch zu einem
früheren Zeitpunkt bzw. bei Erreichen einer Istposition erfol
gen, die um einen vorbestimmten Betrag kleiner ist als die anzu
fahrende Sollposition. Dieser Betrag kann beispielsweise abhän
gig von der zurückzulegenden Strecke festgesetzt werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, nach dem das Stillsetzen des Antriebs 11 bei einem
erstmaligen Anfahren A dann erfolgt, wenn die Istposition mit
der anzufahrenden Sollposition S übereinstimmt. Wie bei dem
Verfahren gemäß Fig. 2 ergibt sich erneut ein Überfahren der
Sollposition S um den Betrag QA-S.
Anstelle eines Umsteuerns der Anfahrrichtung und eines erneuten
Anfahrens der Sollposition S verbleibt der Antrieb jedoch in der
Position QA, obwohl bei diesem ersten Anfahrvorgang A die Soll
position S nicht mit ausreichender Genauigkeit angefahren wurde.
In der Steuereinheit 17 wird jedoch der Betrag des Überfahrens
QA-S gespeichert und beim nächsten Anfahrvorgang B derselben
Sollposition derart berücksichtigt, daß das Stillsetzen des
Antriebs abhängig von dieser zuvor ermittelten Abweichung er
folgt.
Vorzugsweise erfolgt das Stillsetzen bei der Durchführung des
zweiten Anfahrvorgangs B dann, wenn die Steuereinheit 17 anhand
des Sensorsignals 19 die Position TB = S - (QA-S) detektiert.
Sollte sich nach Beendigung des zweiten Anfahrvorgangs B erneut
eine Endposition QB ergeben, die außerhalb des zulässigen Tole
ranzbereiches S ± δ liegt, so wird zu dem ersten Korrekturwert
(QA-S) des ersten Anfahrvorgangs A der weitere Korrekturwert
(QB-S) addiert, so daß bei einem möglichen dritten Anfahrvorgang
C das Stillsetzen des Antriebs 11 bereits in der Position Tc
gleich S - (QA-S) - (QB-S) erfolgt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten dritten Anfahrvorgang C erreicht
die Schub-/Zugstange 7 nach ihrem Stillstand die Position Qc,
welche innerhalb des Toleranzbereiches S±δ liegt, so daß die
Steuereinheit 17 eine ausreichende Genauigkeit detektiert und
bei einem weiteren Anfahrvorgang das Stillsetzen des Antriebs
erneut in der Position Tc vornimmt.
Selbstverständlich kann auch bei diesem in Fig. 3 dargestellten
Verfahren bereits beim erstmaligen Anfahren des Sollwertes S das
Stillsetzen des Antriebs 11 dann erfolgen, wenn die Steuerein
heit 17 das Erreichen der um einen Korrekturwert reduzierten
Sollposition S detektiert.
Des weiteren lassen sich die in den Fig. 2 und 3 beschriebe
nen Verfahren auch dahingehend kombinieren, daß zwar eine unzu
lässig hohe Abweichung des jeweils ersten Anfahrzyklus I eines
Anfahrvorgangs A, B, C für den jeweils nächsten Anfahrvorgang
als Korrekturwert verwendet wird, daß jedoch zusätzlich bei
Feststellen einer unzulässigen Abweichung der Istposition von
der Sollposition nach einem ersten Anfahrzyklus, das in Fig. 2
dargestellte iterative Verfahren durchgeführt wird.
Hierdurch ergibt sich sowohl der Vorteil des Anfahrens der Soll
position mit ausreichender Genauigkeit bereits beim ersten An
fahrvorgang als auch der Vorteil einer reduzierten Anzahlitera
tiver Anfahrzyklen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Steuerung eines Antriebs eines Maschinenele
ments, insbesondere eines Maschinenelements einer Spinnerei
maschine, nach dem
- a) das Maschinenelement mittels des Antriebs aus einer er sten Position mit im wesentlichen konstanter Geschwindig keit in eine oder zeitlich nacheinander mehrere Sollposi tionen bewegt wird,
- b) indem die Istposition des Maschinenelements mittels eines Absolutwertgebers oder Relativwertgebers erfaßt und mit der jeweils anzufahrenden Sollposition verglichen wird, und
- c) der Antrieb nach einem Start der Bewegung in Abhängigkeit von dem Vergleich der Sollposition mit der Istposition stillgesetzt wird,
- dadurch gekennzeichnet,
- d) daß nach dem Stillsetzen des Antriebs (11) und dem Still stand des Maschinenelements (7, 1) dessen Istposition (PI, PII, PIII) mit der Sollposition (S) verglichen wird,
- e) daß bei Feststellung einer Abweichung der Istposition (S) von der Sollposition (PI, PII, PIII) um mehr als einen vorbe stimmten Betrag (δ) der Antrieb (11) erneut mit im we sentlichen konstanter Geschwindigkeit in Richtung auf dieselbe Sollposition (S) gestartet und abhängig von dem Vergleich der Sollposition mit der Istposition stillge setzt wird, und
- f) daß die Schritte d) und e) solange wiederholt werden, bis die nach einem Stillsetzen des Antriebs (11) und dem Stillstand des Maschinenelements (7, 1) detektierte Ab weichung der Istposition von der Sollposition kleiner als der vorbestimmte Betrag (δ) ist oder eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen der Schritte c) und d) erreicht ist.
2. Verfahren zur Steuerung eines Antriebs eines Maschinenele
ments, insbesondere eines Maschinenelements einer Spinnerei
maschine, nach dem
- a) das Maschinenelement mittels des Antriebs aus einer er sten Position mit im wesentlichen konstanter Geschwindig keit in eine oder zeitlich nacheinander mehrere Sollposi tionen bewegt wird,
- b) indem die Istposition des Maschinenelements mittels eines Absolutwertgebers oder Relativwertgebers erfaßt und mit der jeweils anzufahrenden Sollposition verglichen wird, und
- c) der Antrieb nach einem Start der Bewegung in Abhängigkeit von dem Vergleich der Sollposition mit der Istposition stillgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
- d) daß nach dem Stillsetzen des Antriebs (11) und dem Still stand des Maschinenelements (7, 1) dessen Istposition (QA, QB, QC) mit der Sollposition (S) verglichen wird,
- g) daß bei einem erneuten Anfahren derselben Sollposition (S) das Stillsetzen des Antriebs (11) unter zusätzlicher Berücksichtigung der bei einem vorhergehenden Anfahren ermittelten Abweichung der Istposition (QA, QB, QC) von der Sollposition (S) oder unter zusätzlicher Berücksich tigung mehrerer, bei mehreren vorhergehenden Anfahrvor gängen ermittelten Abweichungen der betreffenden Istposi tionen von der Sollposition erfolgt.
3. Verfahren zur Steuerung eines Antriebs eines Maschinenele
ments mit den Schritten a) bis g) der Ansprüche 1 und 2.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stillsetzen des Antriebs (11) zur
Durchführung der Schritte c) und/oder e) dann erfolgt, wenn
die momentan detektierte Istposition gleich der anzufahren
den Sollposition (S) ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Stillsetzen des Antriebs (11) zur Durch
führung des Schrittes g) dann erfolgt, wenn die Istposition
gleich der um den Betrag der bei der Durchführung des
Schrittes d) ermittelten Abweichung korrigierten Sollposi
tion (S) ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die bei jeder ersten Anfahrbewegung (I) eines
Anfahrvorgangs (A, B, C) an die Sollposition (S) bestimmte
Abweichung (Schritt d)) vorzeichenrichtig zu einem Korrek
turwert addiert wird und daß das Stillsetzen des Antriebs
zur Durchführung des Schrittes g) dann erfolgt, wenn die
Istposition gleich der um den Korrekturwert korrigierten
Sollposition (S) ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sollpositionen mittels eines Teach
in-Prozesses derart festgelegt werden, daß die Sollpositio
nen manuell mit einer gegenüber dem späteren Arbeitsprozeß
verminderten Geschwindigkeit manuell angesteuert und gespei
chert werden.
8. Antrieb für ein Maschinenelement, insbesondere für ein Ma
schinenelement einer Spinnereimaschine, mit einem Absolut
wertgeber oder einem Relativwertgeber zur Erfassung der
Bewegung des Maschinenelements, dessen Signal einer den
Antrieb ansteuernden Steuereinheit zugeführt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Verfahrensschritte
nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt.
9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Antrieb (11) bezüglich seiner Geschwindigkeit nicht-steuer
bar ausgebildet ist.
10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Antrieb (11) einen Elektromotor (13) aufweist, der über
einen von der Steuereinheit ansteuerbaren elektronischen
Schalter mit einer Energieversorgungseinheit verbunden ist.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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