Estructura de regulador para varias unidades de accionamiento acopladas mecánicamente.

Estructura de regulador para más de dos unidades de accionamiento (10) acopladas mecánicamente a unelemento móvil

(1), en donde la estructura de regulador presenta un solo aparato de medición de posición (2) paradeterminar una posición real (Xact) del elemento móvil (1) y un regulador de posición (5) para calcular una velocidadnominal (Vnom) válida para todas las unidades de accionamiento (10) a partir de una posición nominal (Xnom) y laposición real (Xact), y en donde el aparato de medición de posición (2) y el regulador de posición (5) sirven paratodas las unidades de accionamiento (10) de manera conjunta, en donde la unidad de accionamiento (10) disponede un regulador de velocidad propio (6), caracterizada por que una unidad de accionamiento (10.1) estáconfigurada como unidad maestra superior, y que las unidades de accionamiento subordinadas a esta unidadmaestra (10.2) están configuradas como unidades dependientes y presentan un regulador MMS (8) que en cadacaso presenta un valor de corrección de velocidad (Vcm, Vcs) para la unidad maestra (10.1) y la unidad dependiente(10.2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/063731.

Solicitante: DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: DR. JOHANNES-HEIDENHAIN-STRASSE 5 83301 TRAUNREUT ALEMANIA.

Inventor/es: MAIER, STEFAN, KOHLER,FRIEDER, SCHÖNHUBER,JOSEF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > PARTES CONSTITUTIVAS, DISPOSITIVOS O ACCESORIOS DE... > Mecanismos de propulsión o de avance; Disposición... > B23Q5/10 (propulsados principalmente por medios eléctricos)
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas,... > G05B19/416 (caracterizado por el control de la velocidad, de la aceleración o de la deceleración (G05B 19/19 tiene prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES... > Disposiciones especialmente adaptadas para el ajuste... > H02P5/50 (por comparación de valores eléctricos que representan las velocidades)

PDF original: ES-2450756_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Estructura de regulador para varias unidades de accionamiento acopladas mecánicamente La invención se refiere a una estructura de regulador para varias unidades de accionamiento acopladas mecánicamente. Tales disposiciones se presentan, por ejemplo, cuando se debe mover una mesa de maquinaria pesada con varios accionamientos en una dirección. Estas unidades de accionamiento deben ser controladas entonces de manera que la carga se distribuya de manera uniforme en todas las unidades de accionamiento, sin la producción de tensiones inadmisibles entre los accionamientos.

Por el documento DE 4409823 C1 se conoce un conjunto de varios accionamientos que se controla de manera central. Para cada accionamiento se usa aquí un aparato de medición de posición propio y un regulador de posición propio.

Por el documento EP 0 704 962 B1 se conoce una estructura de regulador con la que se puede operar una pluralidad de accionamientos de manera sincronizada. La estructura de regulador que se propone aquí usa en cada caso un regulador de posición y de número de revoluciones en común para todas las unidades de accionamiento. Esta estructura de regulador tiene la desventaja de que las alteraciones no simétricas relativas al momento de rotación pueden regularse solamente de manera simétrica, puesto que existe un solo regulador del número de revoluciones.

Por el documento DE 19527199 C2, para sincronizar rodillos de presión se conoce la forma de operar varios accionamientos con un solo aparato de posición, en donde cada eje de accionamiento dispone de un propio regulador de velocidad.

La invención tiene como objetivo proveer una estructura de regulación para varias unidades de accionamiento acopladas mecánicamente que puedan ser configuradas lo más flexible que sea posible y que puedan adaptarse así fácilmente a diferentes aplicaciones. Para este propósito es de ventaja un concepto modular en el que es posible interconectar unidades de accionamiento individuales y sus estructuras reguladoras asignadas directamente de manera sencilla formando un conjunto de accionamiento.

Este objetivo se logra a través de un dispositivo con las características de la reivindicación 1. Se obtienen formas de realización ventajosas a partir de las características enumeradas en las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.

Se provee una estructura de regulador para más de dos unidades de accionamiento acopladas mecánicamente a un elemento móvil y un regulador de posición para calcular una velocidad nominal a partir de una posición nominal y la posición real, en donde el aparato de medición de posición y el regulador de posición sirven para todas las unidades de accionamiento de manera conjunta. Sin embargo, cada unidad de accionamiento dispone de un regulador de velocidad propio.

La estructura de regulador de acuerdo con la invención es apropiada para aplicaciones en las que están previstas más de dos unidades de accionamiento para el avance de un elemento móvil en una dirección. En otras palabras, a este respecto se trata de máquinas en las que se acciona un eje móvil de más de dos accionamientos al mismo 45 tiempo.

A este respecto, la posición actual del elemento móvil es detectada por un solo aparato de medición de posición y se presenta como posición real a la estructura reguladora que compara esta última con la posición nominal y en caso de desviaciones a través de un control apropiado de todas las unidades de accionamiento regula la posición real a la 50 posición nominal.

La estructura reguladora para este propósito presenta un regulador de posición en común para todas las unidades de accionamiento que a partir de la desviación entre la posición real y la posición nominal determina una velocidad nominal que se predetermina para los accionamientos individuales.

Cada unidad de accionamiento dispone de un regulador de velocidad propio que recibe la velocidad nominal del regulador de posición en común y la velocidad real y determina a partir de ellas una corriente nominal. Esta corriente nominal se convierte en un regulador de corriente en señales de control para el motor propiamente dicho.

Otras ventajas y detalles de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de diferentes formas de realización haciendo referencia a las figuras. A este respecto:

La figura 1 muestra una estructura de regulador para tres unidades de accionamiento acopladas mecánicamente, 65

La figura 2 muestra una estructura de regulador para cuatro unidades de accionamiento acopladas mecánicamente,

La figura 3 muestra un detalle de las estructuras de regulador para varias unidades de accionamiento acopladas 5 mecánicamente.

En la figura 1 se representa un elemento móvil 1 o, más exactamente, una mesa 1, que se puede mover mediante un eje lineal en una dirección X. Para este propósito se acciona la mesa 1 mediante dos husillos 3 que están dispuestos de manera paralela a la dirección X. Uno de los dos husillos 3 es impulsado por dos motores 2.1 y 2.2, el otro husillo es impulsado por un solo motor 2.3. Estos motores son componentes de las unidades de accionamiento 10.1, 10.2 y 10.3. Tal configuración puede ser conveniente cuando la masa a ser movida está dispuesta de manera no uniforme.

Puesto que estas unidades de accionamiento están estructuradas de manera muy similar y contienen, por ejemplo,

cada una, un regulador de velocidad 6, un regulador de corriente 7 y un motor 2, a continuación se usarán los números de referencia con el índice sucesivo solamente cuando se refiere a un componente de una unidad de accionamiento especial, es decir, por ejemplo, para el motor 2.2 la unidad de accionamiento 10.2. Por lo demás, se usan los números de referencia sin índice, es decir, por ejemplo, para los motores 2 de las unidades de accionamiento 10.

Un solo aparato de medición de posición 4 detecta la posición actual de la mesa 1, cuyo valor de posición se toma como posición real Xact para la regulación en todas las unidades de accionamiento 10. Para este propósito se sustrae la posición real Xact de una posición nominal Xnom y se suministra a un regulador de posición 5 que a partir de esta última genera de manera conocida una velocidad nominal Vnom válida para todas las unidades de accionamiento 10.

La velocidad nominal Vnom se suministra ahora a cada una de las unidades de accionamiento 10 y desde allí se suministra a un regulador de velocidad 6 presente en cada unidad de accionamiento 10. De la velocidad nominal Vnom se sustrae previamente la velocidad real actual Vact que se puede generar, por ejemplo, a través de la derivación de la posición real. Esta formación de diferencia es convencional en la técnica y no se representa en las figuras, a fin de poder mostrar mejor los detalles de la invención. El regulador de velocidad 6 también puede ser designado como regulador del número de revoluciones, puesto que el número de revoluciones de los motores 2 por la realización mecánica está relacionado con la velocidad de la mesa 1.

Cada regulador del número de revoluciones 6 genera de manera conocida una corriente nominal Inom que se suministra de manera convencional a un regulador de corriente 7 presente en cada unidad de accionamiento 10. Una vez más, la formación de la diferencia de manera convencional con una corriente real no se muestra aquí de forma más detallada. Los reguladores de corriente 7 generan valores nominales para las tensiones de las fases de los motores individuales, a fin impulsar a los motores 2 de tal manera que la mesa 1 se mueve finalmente en su posición nominal predeterminada desde afuera Xnom.

A fin de asegurar ahora que la mesa 1 se acciona de manera uniforme... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Estructura de regulador para más de dos unidades de accionamiento (10) acopladas mecánicamente a un elemento móvil (1) , en donde la estructura de regulador presenta un solo aparato de medición de posición (2) para 5 determinar una posición real (Xact) del elemento móvil (1) y un regulador de posición (5) para calcular una velocidad nominal (Vnom) válida para todas las unidades de accionamiento (10) a partir de una posición nominal (Xnom) y la posición real (Xact) , y en donde el aparato de medición de posición (2) y el regulador de posición (5) sirven para todas las unidades de accionamiento (10) de manera conjunta, en donde la unidad de accionamiento (10) dispone de un regulador de velocidad propio (6) , caracterizada por que una unidad de accionamiento (10.1) está

configurada como unidad maestra superior, y que las unidades de accionamiento subordinadas a esta unidad maestra (10.2) están configuradas como unidades dependientes y presentan un regulador MMS (8) que en cada caso presenta un valor de corrección de velocidad (Vcm, Vcs) para la unidad maestra (10.1) y la unidad dependiente (10.2) .

2. Estructura de regulador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el regulador MMS (8) basándose en corrientes nominales (Inom) o corrientes reales y así basándose en momentos de rotación de la unidad maestra (10.1) y la unidad dependiente (10.2) determina valores de corrección de velocidad (Vcm, Vcs) para la unidad maestra (10.1) y la unidad dependiente (10.2) .

3. Estructura de regulador de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que por medio del regulador MMS (8) se puede establecer como parámetro una tensión previa mecánica nominal (56) entre la unidad maestra

(10.1) y la unidad dependiente (10.2) .

4. Estructura de regulador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que los valores de 25 corrección de velocidad (Vcm, Vcs) presentan diferentes signos.

5. Estructura de regulador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que los valores de corrección de velocidad (Vcm, Vcs) presentan diferentes cantidades, a fin de dividir asimétricamente una corrección necesaria de la velocidad entre la unidad maestra (10.1) y la unidad dependiente (10.2) .

6. Estructura de regulador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que por lo menos una de las unidades de accionamiento (10.4) actúa tanto como unidad maestra de por lo menos una unidad de accionamiento adicional (10.3) como también como unidad dependiente de una unidad maestra superior (10.1) .

7. Unidad de regulador de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que esta unidad de accionamiento (10.4) que sirve al mismo tiempo como unidad maestra y unidad dependiente presenta un regulador MMS (8.4) para la compensación con la unidad maestra superior (10.1) .

8. Estructura de regulador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que excepto la unidad maestra superior (10.1) cada unidad de accionamiento (10.2, 10.3, 10.4) presenta un regulador MMS (8.2, 8.3, 8.4) .