185980. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés gépegységek helyzetbeállítására
1 í 85 9HO 2 A találmány tárgya szabályozó kapcsolási elrendezés gépegységek helyzetbeállítására, célszerűen a gép szerszámtárának, a felfogó asztalnak, a főorsónak stb. előre meghatározott helyzetbe történő állítására. Különféle berendezések és kapcsolási elrendezések ismeretesek, amelyeknek segítségével a gépegységek helyzetbeállítása biztosítva van. Az alkalmazott helyzetbeállítási megoldások két nagy csoportba oszthatók. Az egyik csoportban alkalmazott megoldásoknál a helyzetbeállítást mechanikus úton valósítják meg. Ilyen megoldás például a kilincsműves helyzetbeállítás. Az ilyen megoldások hátránya az, hogy működése lassú és zajos, továbbá a mechanikus ütközés egy, a gépegység számára nem előnyös dinamikus hatást is kifejt. A másik csoportban a gépegység helyzetét zárt szabályozási hurokban megvalósított kapcsolási elrendezés segítségével állítják be. Ennek a megoldásnak az a lényege, hogy egy elmozdulással arányos jelet szolgáltató érzékelő jelével van a gépegységet mozgató motor vezérelve, mégpedig úgy, hogy a gépegység az előírt helyzetébe beálljon és tartósan ott is maradjon. Az alkalmazott hajtások sokfélék lehetnek és önmagukban ismertek. A gyakorlatban a problémát a megfelelő érzékelő kiválasztása és jelének feldolgozása okozza. Többféle helyzetérzékelő ismeretes, ezek azonban élettartamukat és megbízhatóságukat tekintve sok esetben nem kielégítőek. Egyik ismert helyzetérzékelő a potenciométer, amelynek segítségével az elmozdulás közvetlenül villamos jellé alakítható át. Akár lineáris, akár forgó potenciométert alkalmazunk jelátalakítóként, csak lassú mozgások átalakítására alkalmazható. Alkalmazásának további korlátot szab a viszonylag kis élettartam. Egy további érzékelő az indukfosyn, illetve resolver. Ezek azonban meglehetősen költségesek, és az elmozdulás kiértékelésére bonyolult elektronika szükséges. Az érzékelőt ugyanis állandó frekvenciájú és amplitúdójú oszcillátorral kell táplálni, és az érzékelő jelét fázisdiszkriminátorral lehet feldolgozni, amelynek kimenetén azután a helyzethiba nagyságával és irányával arányos jel jelenik meg. Hasonló bonyolultságú kapcsolási elrendezés szükséges két, hídba kapcsolt induktív elven működő elmozdulás mérőátalakító jelének feldolgozására is. Elmozdulás érzékelésére gyakran használnak még lineáris vagy forgó növekményes optikai jelátalakítókat. Ebben az esetben azonban a helyzelhiba kiértékelésére különféle számláló, összehasonlító digitális és analóg áramkörökre van szükség, vagyis mind az érzékelő, mind pedig az érzékelő jelének feldolgozására kiképezett áramkör rendkívül bonyolult lesz. Az ismert érzékelőkkel nem valósítható meg minden esetben az sem, hogy az adott elem pontosan a kívánt helyzetben álljon meg. Az áramkörök költségesek, felépítésük szintén bonyolult, éppen ezért nehezen javíthatók és szervizelhetők. További probléma, hogy üzemi körülmények között mind az érzékelőknek, mind a hozzájuk tartozó jelfeldolgozó egységnek a meghibásodási gyakorisága nagy és megbízhatósága pedig elég kicsi. A találmány célja, hogy olyan szabályozó kapcsolási elrendezést valósítson meg, amely mind felcpitésében, mind működésében lényegesen egyszerűbb a sok mechanikus elemet tartalmazó megoldásoknál, és akár kiegészítésként is illeszthető már meglévő hajtásszabályozásokhoz. A találmány szerinti felismerés az volt, hogy ha egy megfelelő érzékelő elemet találunk, melynek jele minden nehézség és bonyolult áramkörök alkalmazása nélkül felhasználható, akkor már létre lehet hozni egy ennek megfelelő szabályozót is, amely a pontos helyzetbeállítás szerepét átveszi akkor, amikor kellőképpen megközelítettük már a kívánt helyzetet. Erre a célra olyan érzékelő tűnik a legalkalmasabbnak, amelynél nincsenek olyan érintkező és mozgó elemek, amelyek az érzékelő működését befolyásolnák. Egy ilyen érzékelő az induktív elven működő érzékelő, amely kontaktusmentes érzékelő, hiszen az érzékelő kimenő jele egy oszcillátor rezgésének fenntartásával vagy megszüntetésével változtatható. Ez a fajta érzékelő azonban nem alkalmazható előnyösen, tekintettel arra, hogy az ilyen érzékelők nagyon érzékenyek a külső térre, és villamos hajtások közelében a hálózat sem alkalmas ilyen érzékelők táplálására, illetve túl bonyolult kapcsolást igényelne. A találmány tehát szabályozó kapcsolási elrendezés gépegységek előre megadott helyzetbe történő állítására, ahol a gépegység tartalmazza a mozgatására kiképezett motort, a motor hajtását, továbbá a kapcsolási elrendezés önmagában ismert érzékelőt, jelátalakítót, erősítőt és kapcsolót tartalmaz. A találmány azzal jellemezhető, hogy a hajtás bemenete egy legalább kétállású kapcsoló kimenetével van összekapcsolva, amely kapcsoló egyik bemenete az önmagában ismert működtető egységgel van összekapcsolva, míg a másik bemenete kis driftű feszültségerősítőn, erősítőn és adott esetben több komparálási szinttel kiképezett határoló áramkörön keresztül össze van kapcsolva a beállítandó gépegység, például lánctag helyzetét érzékelő érzékelőhöz csatlakoztatott hídáramkörrel, az érzékelő pedig szögelfordulás-lineáris elmozdulás átalakítón keresztül van a motor hajtásával összekapcsolva, továbbá az érzékelő egy mágneses tér hatására változó ellenállást mutató elemként van kiképezve, amelyhez egy lágymágnes szegmens van rendelve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésben ezt az érzékelőt előnyösen egy Feldplatte képezi. A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra az érzékelő elhelyezését mutatja, a 2. ábra az 1. ábrán A-val jelölt részlet kinagyított rajza, a 3. ábra az érzékelő és az önmagában ismert hajtóáramkör közé csatlakoztatott áramköröket mutatja, a 4. ábrán pedig a 16 hajtóáramkör bemeneti feszültségét mutatja az idő függvényében. 5 10 15 20 25 30 35 4 G 45 50 55 60 65 2
