Verfahren zum Steuern eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators (2), bei welchem unterschiedliche Bewegungsphasen des Aktuators (2) in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg seines zumindest einen Kolbens (4) eingeleitet werden und die Bewegungsphasen nur durch Ein- und Ausschalten eines auf den Kolben (4) wirkenden Fluiddruckes gesteuert werden. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens(Fig. 1).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators sowie eine Vorrichtung zum Betreiben eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators.

[0002] Wichtig beispielsweise bei der Steuerung der Bewegung der Kolben von pneumatischen Arbeitszylindern ist die Endlagendämpfung. Diese soll Stöße bei einer möglichst schnellen Bewegung von einer Endlage zur anderen vermeiden. Das einfachste bekannte System zum Erreichen einer derartigen Endlagendämpfung ist die Anordnung mechanischer Dämpfer. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht flexibel einsetzbar sind, da sie jeweils für eine bestimmte bewegte Masse optimiert sind, um deren kinetische Energie beim Aufprall zu absorbieren. Zusätzlich unterliegen solche Dämpfer einem Verschleiß und erfordern einen zusätzlichen Platzbedarf in der Nähe des Zylinders. Ähnliche Nachteile haben in den Zylinder integrierte Luftkammern mit variablen Auslassöffnungen. Auch diese sind nicht flexibel, weil sie jeweils an eine bestimmte bewegte Masse angepasst werden.

[0003] Diese Nachteile soll eine bekannte elektronische Endlagendämpfung beseitigen, bei welcher eine Geschwindigkeitsrampe vorgegeben ist, welche über einen kontinuierlich arbeitenden, linearen Regler ausgeregelt wird. Dieses System hat jedoch den Nachteil, dass es aufgrund der erforderlichen Proportionalventile relativ teuer ist. Ferner sind auch bei diesem System die tolerierten Änderungen der bewegten Masse eingeschränkt, da sie höchstens etwa 30% betragen dürfen. Ferner setzt dieses System einen bestimmten, insbesondere symmetrischen Aufbau des Zylinders, des Kolbens und des Versorgungsaufbaus voraus.

[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, welche eine verbesserte Endlagendämpfung ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 18 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

[0005] Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die unterschiedlichen Bewegungsphasen des Aktuators, beispielsweise Beschleunigungs- und Bremsphasen in Abhängigkeit des vom Kolben des Aktuators zurückgelegten Weges gesteuert. Dabei findet jedoch innerhalb der einzelnen Phasen keine Regelung über Proportionalventile statt, vielmehr werden die Bewegungsphasen lediglich durch Ein- und Ausschalten eines auf den Kolben wirkenden Fluiddruckes oder eines Fluiddifferenzdruckes gesteuert. Bei dem Fluiddruck handelt es sich dabei um einen vorgegebenen Versorgungsdruck. Es ist somit möglich, die Steuerung, insbesondere eine closed loop Steuerung allein über Schaltventile zu bewirken, was den Aufbau der gesamten Anlage vereinfacht. Bei dem zu steuernden Aktuator kann es sich um einen beliebigen Aktuator, beispielsweise einen Zylinder oder Rotor mit entsprechend ausgestaltetem Kolben handeln. Bei einem Rotor entspricht der zurückgelegte Weg einer zurückgelegten Drehung, d.h. einem Winkel. Das Verfahren ist beispielsweise bei ein- oder zweiseitig wirkenden Aktuatoren bzw. Zylindern mit oder ohne Kolbenstange anwendbar. Bei einem einseitig wirkenden Aktuator wird nur eine Seite mit einem Fluiddruck beaufschlagt, während in entgegengesetzter Richtung vorzugsweise eine Federkraft wirkt. Die Steuerung der einzelnen Bewegungsphasen abhängig vom Verstellweg ermöglicht, den Aktuator bzw. einen Kolben des Aktuators an beliebigen Positionen gezielt und vorzugsweise gedämpft anzuhalten. So ist es möglich, in einem Zylinder beispielsweise auch Zwischenpositionen anzufahren und zu halten.

[0006] Vorzugsweise werden Beginn und/oder Ende einer oder mehrerer beschleunigender und/oder bremsender Phasen abhängig vom zurückgelegten Weg bestimmt. Dies ermöglicht, die entsprechenden Bewegungsphasen abhängig vom Verstellweg bzw. -winkel des Kobens so einzuleiten, dass eine optimale Endlagendämpfung erreicht wird. Auf eine weitere Regelung, insbesondere Druckregelung während der einzelnen Phasen wird dabei verzichtet. Die Steuerung und Endlagendämpfung wird nur durch Steuerung der Schaltzeitpunkte erreicht.

[0007] Weiter bevorzugt werden die Wegpunkte bzw. Winkel, bei denen die Phasen beendet und/oder begonnen werden, in Abhängigkeit von einem Massenindex der zu bewegenden Masse festgesetzt. Der Massenindex ist ein Wert, welcher proportional zu der jeweiligen zu bewegenden Masse ist und ermöglicht, das System und insbesondere die Endlagendämpfung an unterschiedliche Massen anzupassen.

[0008] Der Beginn und/oder das Ende der einzelnen Phasen wird bevorzugt an aktuelle Systemparameter angepasst. Auf diese Weise kann eine adaptive Steuerung geschaffen werden, welche es ermöglicht, die Steuerung des Aktuators, beispielsweise eines Antriebszylinders während dessen Betrieb an unterschiedliche Umgebungsbedingungen, z. B. verschiedene zu bewegende Massen anzupassen. Beispielsweise ist es möglich, das Steuerungssystem zunächst mit einem unspezifischen Parametersatz auszuliefern und die exakten für das jeweilige Antriebssystem spezifischen Parameter während des ersten Betriebes, z.B. während einer oder mehrer Lernfahrten, mit dem unspezifischen Parametersatz aus dem Verhalten des Antriebssystems abzuleiten. Alternativ können die einzelnen Phasen der Bewegungssteuerung des Kolbens nach voreingestellten Abschnitten des Verstellweges begonnen werden. Eine derartige Einstellung wird insbesondere bei der Erstinbetriebnahme des Zylinders bzw. Aktuators gewählt, wobei dieser dann nach einem festen vorgegebenen Programm gesteuert wird. Dabei kann die Möglichkeit vorgesehen sein, an einer Steuereinrichtung verschiedene Programme auszuwählen, welche an verschiedene Aktuatoren bzw. Antriebszylinder oder deren Einsatzgebiete angepasst sind. Insbesondere ist es denkbar, verschiedene Programme für unterschiedliche zu bewegende Massen vorzusehen, wobei vor Inbetriebnahme der Steuerung dasjenige Programm ausgewählt wird, welches der zu bewegenden Masse am nächsten kommt.

[0009] Die aktuellen Systemparameter umfassen vorzugsweise die Kolbenposition, den Fluiddruck, die Zeit und/oder aus diesen Größen abgeleitete Größen. Vorzugsweise kann der Versorgungsdruck über entsprechende Sensoren erfasst werden. Die Kolbenposition kann durch bekannte Wegaufnehmer, beispielsweise Inkrementalgeber oder Potentiometer erfolgen. Die Bewertung und Adaption der verhaltensbestimmenden Systemparameter erfolgt vorzugsweise nur einmal während eines Bewegungsvorganges, vorzugsweise am Ende des Bewegungsvorganges. Aufgrund der Erfassung und Auswertung der aktuellen Systemparameter können sowohl der aktuelle, gerade ablaufende Bewegungsvorgang als auch die nachfolgenden Bewegungsvorgänge des Kolbens entsprechend angepasst werden durch Verlagerung des Beginns oder Endes der jeweiligen Bewegungsphase.

[0010] Vorzugsweise ist das System so ausgebildet, dass der Massenindex der zu bewegenden Masse von dem System selbsttätig bestimmt wird. Dies ermöglicht eine automatische Anpassung des Systems bzw. der Steuerung an verschiedene zu bewegende Massen, ohne dass entsprechende Einstell- oder Programmierarbeiten erforderlich sind. Diese Bestimmung des Massenindexes ist nicht auf das zuvor beschriebene Verfahren beschränkt, vielmehr kann einen derartige selbsttätige Erfassung des Massenindexes auch bei anderen Steuer- bzw. Regelverfahren für pneumatische oder hydraulische Aktuatoren eingesetzt werden.

[0011] Der Massenindex kann vorzugsweise aus den erfolgten Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten des Kolbens in einem vorzugsweise vom System selbständig bestimmten Wegintervall oder nach einer vorbestimmten Zeitspanne ermittelt werden. Die aktuell zu bewegende Masse kann prinzipiell aus den wirkenden Kräften, d. h. den wirkenden Drücken und der auftretenden Beschleunigung des Kolbens ermittelt werden. Da es jedoch schwierig ist, die zur Bestimmung der Masse erforderlichen Größen in jedem Zeitpunkt exakt zu bestimmen und insbesondere die auftretende Reibung nur schwer zu berücksichtigen ist, kann alternativ lediglich ein Massenindex aus der genannten Größen bestimmt werden, welcher das Verhältnis zwischen verschiedenen bewegten Massen darstellt. Bei bekanntem Fluiddruck kann die erfolgte Beschleunigung dadurch bestimmt werden, dass an einer bestimmten Position oder nach einer bestimmten Zeit nach Beschleunigungsbeginn die Geschwindigkeit des Kolbens bestimmt wird. Die Geschwindigkeit wiederum kann durch Messung der Zeitdauer, welche der Kolben benötigt, um die Distanz zwischen zwei Wegpunkten zurückzulegen, ermittelt werden. Abhängig von der ermittelten Masse oder dem ermittelten Massenindex können dann die einzelnen Phasen der Bewegung des Kolbens gesteuert werden. In der Steuerung können Werte für bestimmte Massen, z.B. für die minimale und die maximale Masse, und insbesondere die Zeitpunkte für den Beginn der einzelnen bremsenden und/oder dämpfenden Phasen vorgegeben sein, aus denen dann für die aktuell ermittelte Masse bzw. den aktuell ermittelten Massenindex die jeweiligen Werte bzw. Zeitpunkte interpoliert werden. Bevorzugt jedoch werden die jeweiligen Start- und Endpunkte für die einzelnen Bewegungsphasen jeweils aktuell auf Grundlage des ermittelten Masseindexes berechnet.

[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet zum Steuern der Bewegung eines Kolbens eines doppelt wirkenden, insbesondere pneumatischen Aktuators, wie beispielsweise eines Antriebszylinders. Das Verfahren betrifft insbesondere die Endlagendämpfung des Kolbens in dem Zylinder. Dazu ist eine erste, beschleunigende Phase vorgesehen, in der eine schiebende Kammer an einer ersten Seite, d. h. an der in Bewegungsrichtung hinteren Seite, des Kolbens belüftet wird. Gleichzeitig wird eine bremsende Kammer an der entgegengesetzten Seite, d. h. an der in Bewegungsrichtung vorne gelegenen Seite des Kolbens entlüftet. Dadurch erhöht sich der Druck in der schiebenden Kammer, während sich der Druck in der bremsenden Kammer verringern kann. Aufgrund dieses Druckgefälles wird eine Kraft auf den Kolben erzeugt, welche diesen beschleunigt. Wenn der Kolben in Bewegung ist, so vergrößert sich das Volumen der schiebenden Kammer, während sich gleichzeitig das Volumen der bremsenden Kammer verringert. Auf die Beschleunigungsphase, in welcher der Kolben in einer bestimmten Richtung in Bewegung gesetzt wird, kann zumindest eine erste bremsende Phase folgen, in der die schiebende Kammer weiter belüftet und die bremsende Kammer geschlossen wird. Dadurch wird erreicht, dass das in der bremsenden Kammer eingeschlossene Fluid bzw. die in der ersten bremsenden Kammer eingeschlossene Luft aus dieser nicht entweichen kann. Die weitere Bewegung des Kolbens bewirkt, dass das Volumen der bremsenden Kammer verringert wird, wodurch das Fluid in der Bremsenkammer komprimiert wird und der Druck in dieser Kammer weiter ansteigt. Dabei steigt der Druck in der bremsenden Kammer über den Versorgungsdruck an, welcher von einer Druckluftquelle zur Betätigung des Zylinders erzeugt wird. Somit steigt der Druck in der bremsenden Kammer so weit an, dass er höher als der Druck in der schiebenden Kammer ist. Dadurch wird eine Kraft aufgebaut, die entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens wirkt und die kinetische Energie des Kolbens abbaut. Wenn der Druck in der bremsenden Kammer zu stark ansteigen würde, würde die Kraft, die entgegen der gewünschten Bewegungsrichtung wirkt, irgendwann ausreichen, um die Bewegung des Kolbens umzukehren, so dass er sich entgegen der gewünschten Bewegungsrichtung bewegt. Der Kolben würde dabei anfangen zu schwingen. Um dies zu verhindern, muss der Druck in der bremsenden Kammer wieder verringert bzw. konstant gehalten werden. Dazu wird in zumindest einer zweiten bremsenden Phase die schiebende Kammer geschlossen und die bremsende Kammer belüftet. Durch das Belüften der bremsenden Kammer wird eine Verbindung der bremsenden Kammer mit der Druckluftversorgung hergestellt. Da in der bremsenden Kammer jedoch, wie erläutert, ein Druck herrscht, der höher als der Versorgungsdruck ist, strömt die Luft von der bremsenden Kammer nun zurück in die Versorgungsleitung. Dies hat gegenüber der Entlüftung der bremsenden Kammer zur Umgebung hin den Vorteil, dass das Fluid bzw. die Luft aus der bremsenden Kammer langsamer entweicht und der Kolben weiter abgebremst wird. Würde die bremsende Kammer zur Umgebung hin entlüftet, könnte die Luft bzw. das Fluid sehr schnell entweichen, wodurch der Kolben wieder beschleunigt werden würde. Das Rückströmen des Fluids aus der bremsenden Kammer in die Versorgungsleitung hat weiter den Vorteil, dass die Luft bzw. das Fluid nicht verloren geht, so dass der Luftverbrauch des Systems verringert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit bei einfachem konstruktivem Aufbau eine gezielte und wirkungsvolle Endlagendämpfung eines Kolbens bei gleichzeitig verringertem Luftverbrauch. Das erfindungsgemäße Verfahren braucht zu seiner Ausführung keinerlei Proportionalventile, es sind lediglich Schaltventile erforderlich, da die beiden Kammern, d. h. die schiebende und die bremsende Kammer, entweder vollständig geschlossen sind, oder die End- oder Belüftungsleitungen vollständig geöffnet sind. Eine einstellbare Drosselwirkung in den Be- und Entlüftungsleitungen ist nicht erwünscht und nicht erforderlich. Auch wenn das Verfahren hier für einen pneumatischen Zylinder beschrieben wurde, lässt sich das Verfahren auch entsprechend bei einem hydraulischen Zylinder anwenden, wobei dann allerdings der Einfluss der Kompressibilität des Fluids nicht ausgenutzt werden kann.

[0013] Vorzugsweise ist zusätzlich eine dämpfende Phase vorgesehen, in der sowohl die schiebende als auch die bremsende Kammer belüftet sind. Diese dämpfende Phase schließt sich an die zweite bremsende Phase an. In dieser Phase wird die schiebende Kammer wieder belüftet, um sicherzustellen, dass die Kraft, welche gegen die Bewegungsrichtung wirkt, nicht zu lange auf den Kolben wirkt. Durch das erneute Belüften der schiebenden Kammer wird die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern wieder verringert. Gleichzeitig wird das Fluid in der bremsenden Kammer weiterhin in die Versorgungsleitung zurückgespeist, da der Druck in der bremsenden Kammer weiter höher als der Versorgungsdruck ist. Durch das Vorsehen dieser dämpfenden Phase kann eine optimierte Dämpfung des Kolbens beim Erreichen seiner Endlage bewirkt werden.

[0014] Ferner ist in dem Verfahren vorzugsweise zumindest eine Andrückphase vorgesehen, in welcher die schiebende Kammer belüftet wird und die bremsende Kammer entlüftet wird, wenn sich der Kolben nahe einer Endlage befindet. Durch diese Einstellung wird ein aktives Halten des Kolbens in der Endlage erreicht, da durch Belüften der schiebenden und das Entlüften der bremsenden Kammer eine maximale Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern und damit eine maximale Kraft auf den Kolben erzeugt wird. Diese Kraft drückt den Kolben in seine Endlage, wodurch er dort den bestmöglichen Halt erreicht.

[0015] Diese Andrückphase folgt vorzugsweise auf die dämpfende Phase. D. h. nachdem der Kolben gedämpft seine Endlage erreicht hat, wird er dort aktiv gehalten.

[0016] Erfindungsgemäß werden die einzelnen Phasen abhängig vom Verstellweg des Kolbens begonnen. Der Verstellweg wird dazu durch bekannte Wegaufnehmer, beispielsweise Inkrementalgeber, erfasst und von einer Steuereinrichtung zum Starten der einzelnen Bewegungsphasen entsprechend berücksichtigt. Dadurch, dass an bestimmten Positionen des Verstellweges die bremsenden Phasen eingeleitet werden, kann sichergestellt werden, dass der Kolben beim Erreichen seiner Endlagen optimal gedämpft ist und nicht mit einer zu hohen kinetischen Energie die Endlage erreicht. Ferner kann gleichzeitig die maximale Beschleunigung des Kolbens erreicht werden und sichergestellt werden, dass der Kolben nicht vor Erreichen der Endlage abstoppt.

[0017] Mit zunehmender Masse wird vorzugsweise der Übergang von der beschleunigenden Phase zu der bremsenden Phase verlagert, d. h. die bremsende Phase wird früher, nach einem kürzeren Verstellweg des Kolbens eingeleitet. Das System somit die Phasenübergänge selbständig an die aktuelle Masse an. Mit größerer Masse weist der bewegte Kolben auch eine höhere kinetische Energie auf, so dass ein früheres Abbremsen erforderlich ist. Dazu kann die bewegte Masse oder ein für diese repräsentativer Massenindex während der aktuell laufenden Bewegung oder bei einer zuvor erfolgten Bewegung des Kolbens ermittelt werden. Beispielsweise kann die Steuerung des Kolbens bei einer ersten Bewegung gemäß einer maximalen Masse erfolgen und bei dieser Bewegung die aktuelle Masse bestimmt werden, so dass bei nachfolgenden Kolbenbewegungen die Steuerung an die entsprechende Masse angepasst erfolgen kann und der Übergangspunkt von der beschleunigenden Phase zu der ersten bremsenden Phase entsprechend gewählt werden kann. Auch der Übergang von der ersten bremsenden Phase in die zweite bremsende Phase sollte in Abhängigkeit der aktuellen Systemparameter und insbesondere der aktuellen Masse erfolgen. Es ist dabei wichtig, dass die Rückspeisung des Drucks von der bremsenden Kammer in die Versorgungsleitung rechtzeitig beginnt. Um die Totzeit der Ventile zu berücksichtigen, muss vorzugsweise das Signal zum Einschalten des Belüftungsventils der bremsenden Kammer vor dem tatsächlichen Überschreiten des Versorgungsdruckes in der bremsenden Kammer gegeben werden. Ansonsten würde in der bremsenden Kammer ein so hoher Druck aufgebaut, welcher ausreichend wäre, die Bewegungsrichtung umzukehren. Zur Steuerung des Übergangs der ersten bremsenden Phase zur zweiten bremsenden Phase kann beispielsweise die Ableitung der auftretenden Kraft verwendet werden, wobei, wenn diese einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, von der ersten bremsenden Phase in die zweite bremsende Phase übergegangen wird. Die Dauer der zweiten bremsenden Phase ist wiederum abhängig von der bewegten Masse. Bei hoher Masse kann diese Phase aufgrund der größeren kinetischen Energie und Massenträgheit länger andauern.

[0018] Ferner wird der Übergang von der beschleunigenden Phase zu den bremsenden Phasen, d. h. zu der ersten bremsenden Phase vorverlagert, falls der Kolben beim Auftreffen auf eine Endlage eine zu große kinetische Energie aufweist. D. h., wenn bei einem ersten Bewegungsvorgang des Kolbens festgestellt wird, dass dieser beim Erreichen der Endlage eine zu große kinetische Energie aufweist und einen unerwünschten Stoß erzeugt, wird bei einem zweiten Bewegungsvorgang die Steuerung so eingerichtet, dass der Übergang von der beschleunigenden Phase zu der bremsenden Phase nach einem kürzeren Verstellweg des Kolbens, d. h. frühzeitiger stattfindet.

[0019] Umgekehrt wird der Übergang von der beschleunigenden Phase zu den bremsenden Phasen vorzugsweise nach hinten verlagert, falls der Kolben vor Erreichen einer Endlage stoppt. Wenn bei einer ersten Bewegung des Kolbens festgestellt wird, dass dieser zu früh abgebremst wird und seine Endlage nicht erreicht, kann bei nachfolgenden Bewegungen die Steuerung so eingerichtet werden, dass die bremsenden Phasen erst nach einem längeren Verstellweg des Kolbens, d. h. später eingeleitet werden, so dass der Kolben die vorgegebene Endlage erreicht.

[0020] Ferner wird der Übergang in die Andrückphase vorzugsweise so gesteuert, dass der Übergang in die Andrückphase vorverlagert wird, falls der Kolben beim Erreichen der Endlage wieder zurückschwingt. Durch frühzeitiges aktives Halten des Kolbens, bei welchem die maximale Druckdifferenz zwischen schiebender und bremsender Kammer herrscht, kann ein Zurückschwingen des Kolbens verhindert werden, da dieser mit der maximal möglichen Kraft aufgrund der Druckdifferenz zwischen den Kammern gegen die Endlage gedrückt wird.

[0021] Weiter bevorzugt kann die Steuerung des Aktuators bzw. Kolbens in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung erfolgen. So können für die beiden möglichen Bewegungsrichtungen bei einem doppelt wirkenden Aktuator bzw. Zylinder unterschiedliche Steuerungsprogramme vorgesehen sein. Beispielsweise können unterschiedlich große Kolbenoberflächen berücksichtigt werden.

[0022] Bei einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante wird der Kolben vor seiner Bewegung, d. h. vor Beginn der beschleunigenden Phase, durch Belüften der Kammern an beiden Kolbenseiten vorgespannt. Dazu können die Kammern beispielsweise so lange belüftet werden, bis etwa die Hälfte des Versorgungsdruckes in beiden Kammern herrscht. Durch die Vorspannung wird erreicht, dass das System weniger empfindlich auf kurze Schaltspiele reagiert und weniger zum Schwingen neigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Kolben vor Beginn der beschleunigenden Phase in eine Startposition an einem Ende des Zylinders gebracht werden.

[0023] In dieser Startposition wird der Kolben vorzugsweise aktiv gehalten, d. h. der Kolben wird gegen die entsprechende Endlage gedrückt. Dabei wirkt die Haltekraft entgegen der Bewegungsrichtung der nachfolgend stattfindenden Bewegung. Dies bewirkt, dass zu Beginn der Beschleunigungsphase in der schiebenden Kammer Umgebungsdruck und in der bremsenden Kammer Versorgungsdruck herrscht. Wenn sich während der Beschleunigung der Kolben bewegt, verringert sich ferner das Volumen der bremsenden Kammer und vergrößert sich das Volumen der schiebenden Kammer. Dadurch wird erreicht, dass der Druck in den Kammern nur vergleichsweise langsam ansteigt bzw. sinkt, so dass während des gesamten Beschleunigungsvorganges immer ein hohes Druckniveau im gesamten System herrscht, was sich positiv auf die Kontrollierbarkeit des Prozesses bzw. Bewegungsvorganges auswirkt.

[0024] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Betreiben eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators. In dem Aktuator ist zumindest eine Wegmesseinrichtung zum Erfassen zumindest eines Wegpunktes eine Kolbens vorgesehen. Bei der Wegmesseinrichtung kann es sich um ein bekanntes Wegmesssystem handeln, welches ständig bzw. kontinuierlich die Position des Kolbens bestimmt oder nur vorbestimmte diskrete Kolbenpositionen erfasst. Wenn eine vorbestimmte Kolbenposition und die Geschwindigkeit des Kolbens bekannt sind, können die weiteren Wegpunkte, welche zur Steuerung der Bewegungsphasen des Kolbens relevant sind, über die verstrichene Zeit bestimmt werden. Es wird somit möglich, mit wenigen Positionssensoren den Aktuator in Abhängigkeit seines Verstellweges zu steuern. Ferner ist erfindungsgemäß an zumindest einer Seite des Kolbens eine Kammer vorgesehen, welche über zumindest ein Schaltventil mit einem Fluiddruck beaufschlagbar und von diesem entspannbar ist. Das bedeutet, der vorgegebene Fluiddruck wird nur ein- und ausgeschaltet, d.h. im Falle einer Pneumatik wird die Kammer lediglich be- und entlüftet. Dabei kann nur ein vorgegebener Druck, d.h. ein Versorgungsdruck angelegt werden, eine Druckregelung zur Bewegungssteuerung des Kolbens findet nicht statt. Zusätzlich ist ein Steuerungsmodul vorgesehen, welches die unterschiedlichen Bewegungsphasen des Kolbens in Abhängigkeit von dessen Verstellweg einleitet. Die Steuerung der einzelnen Bewegungsphasen über die Schaltventile erfolgt dabei in der oben beschriebenen Weise.

[0025] Beispielsweise dient die Vorrichtung zum Betreiben bzw. Bewegen eines doppelt wirkenden, insbesondere pneumatischen Aktuators bzw. Antriebszylinders. Der doppelt wirkende Antriebszylinder weist in bekannter Weise zwei an entgegengesetzten Seiten eines Kolbens angeordnete Kammern auf, welche jeweils über zumindest ein Ventil be- und entlüftbar sind. Ferner ist ein Steuerungsmodul vorgesehen, über welches die Ventile betätigt werden und welches eingerichtet ist, die Bewegung des Kolbens gemäß dem oben erläuterten Verfahren mit seinen bevorzugten Varianten zu steuern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen einfachen Aufbau auf, da sie mit kostengünstigen Standardbauteilen auskommt und die erforderliche Endlagendämpfung bei der Bewegung des Kolbens in dem Antriebszylinder lediglich durch ein in dem Steuerungsmodul hart- oder softwaremäßig abgelegtes Steuerungsprogramm erreicht wird. Die Ventile sind als Schaltventile ausgebildet. Dies vereinfacht den Aufbau und reduziert die Kosten der Vorrichtung. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schaltventile nicht in einfacher Weise gepulst. Dies würde einen hohen Verschleiß der Ventile bewirken und ferner keine schnelle Beschleunigung des Kolbens zulassen, da die Beschleunigung aufgrund der Totzeiten der Ventile nur gebremst erfolgen würde. Die maximale Beschleunigung und maximale Geschwindigkeit wird mit einer minimalen Anzahl von Schaltspielen erreicht, wodurch ferner die Ventillebensdauer erhöht wird.

[0026] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise einzelne Module auf, welche die Steuerung, insbesondere closed loop Steuerung bzw. Regelung einzelner Bewegungsabläufe des Kolbens übernehmen. So ist vorzugsweise ein Parkmodul vorgesehen, welches die Ventile steuert, um den Kolben in eine Parkposition zu bringen. Diese Parkposition ist vorzugsweise eine Startposition in einer Endlage des Zylinders, in welcher der Kolben aktiv gehalten wird. Zum aktiven Halten wird die der Endseite des Zylinders abgewandte Kammer des Kolbens mit Druck beaufschlagt, während die Kammer an der der Endseite des Zylinders zugewandten Seite des Kolbens entlüftet ist. Dadurch wird der Kolben mit maximaler Kraft gegen die Endseite des Zylinders gedrückt.

[0027] Alternativ oder zusätzlich ist ein Startmodul vorgesehen, welches die Vorspannung des Kolbens vor dessen Bewegung steuert. Zur Vorspannung des Kolbens werden, wie oben erläutert, die Kammern an beiden Seiten des Kolbens mit Druck beaufschlagt, um die Bewegung des Kolbens besser steuern bzw. kontrollieren zu können. Dieses Vorspannen und insbesondere die Höhe des zur Vorspannung angelegten Druckes wir durch das Startmodul gesteuert bzw. geregelt.

[0028] Ferner weist das Steuerungsmodul bevorzugt ein separates Modul zur Endlagendämpfung auf, welches die Beschleunigung und das Abbremsen des Kolbens steuert. Das Modul zur Endlagendämpfung übernimmt somit die Steuerung bzw. Regelung der Beschleunigung und des Abbremsens des Kolbens in der oben beschriebenen Weise, d. h. es leitet die Beschleunigungsphase, die bremsenden Phasen, die dämpfende Phase und/oder die Andrückphase ein und überwacht diese. Weiter bevorzugt ist in der Vorrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern der Steuerungsparameter vorgesehen. So können die in vorangehenden Bewegungsabläufen des Kolbens ermittelten aktuellen Systemparameter in diesem Speicher abgelegt werden, um nachfolgende Bewegungsvorgänge entsprechend angepasst zu steuern. Alternativ können aus den ermittelten Systemparametern, beispielsweise der zu bewegenden Masse, zunächst entsprechende Steuerungsparameter wie beispielsweise der Beginn der bremsenden Phase, ermittelt werden und im dem Speicher abgelegt werden. Bei nachfolgenden Bewegungsvorgängen des Kolbens werden diese Werte dann aus dem Speicher ausgelesen und der Kolben von dem Steuerungsmodul und insbesondere dem Modul zur Endlagendämpfung entsprechend gesteuert bzw. geregelt. Ferner können in dem Speicher vorgegebene Steuerungsparameter oder Programme abgelegt sein, welcher unabhängig von den aktuell ermittelten Systemparametern zur Steuerung des Kolbens abgerufen werden, beispielsweise um bei Inbetriebnahme einen ersten Bewegungsablauf des Kolbens zu steuern.

[0029] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1

schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebszylinders und

Fig. 2

schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Steuerungsmoduls.

[0030] Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Ansteuern bzw. Betätigen eines doppelt wirkenden pneumatischen Antriebszylinders 2. Im Inneren des Antriebszylinders 2 ist ein Kolben 4 angeordnet, welcher in üblicher Weise mit einer oder zwei Kolbenstangen zum Bewegen externer, hier nicht gezeigter Einrichtungen verbunden ist. Der Kolben 4 ist von beiden Seiten mit Druck beaufschlagbar, es wird somit eine vordere Zylinderkammer 6 und eine hintere Zylinderkammer 8 an entgegengesetzten Seiten des Kolbens 4 gebildet. Der Kolben 4 ist ferner in bekannter Weise mit einer Positionserfassungseinrichtung 10, beispielsweise einem Inkrementalgeber verbunden, um die Position des Kolbens 4 im Inneren des Zylinders 2 bestimmen zu können.

[0031] Die vordere Zylinderkammer ist mit einem Belüftungsventil 12 und einem Entlüftungsventil 14 verbunden. Entsprechend ist die hintere Zylinderkammer 8 mit einem Belüftungsventil 16 und einem Entlüftungsventil 18 verbunden. Die Belüftungsventile 12 und 16 stehen mit einer Vorsorgungsleitung 20 in Verbindung, welche mit einer Druckluftquelle verbunden ist.

[0032] Ferner ist ein Drucksensor 22 zum Bestimmen des Druckes in der vorderen Zylinderkammer 6, ein Drucksensor 24 zum Bestimmen des Druckes in der hinteren Zylinderkammer 8 und ein Drucksensor 26 zum Bestimmen des Druckes in der Versorgungsleitung 20 vorgesehen. Die Ventile 12, 14, 16 und 18 werden von einer Steuereinheit 28 vorzugsweise elektrisch betätigt. Die Positionserfassungseinrichtung 10 sowie die drei Drucksensoren 22, 24 und 26 sind ebenfalls über Signalleitungen mit der Steuereinheit 28 verbunden, so dass die Steuereinheit 28 Informationen über den Druck in der vorderen Zylinderkammer 6, der hinteren Zylinderkammer 8 und in der Versorgungsleitung 20 sowie über die Position des Kolbens 4 erhält. Die Steuereinheit 28 kann ferner eine Eingabeeinrichtung 30 zur Eingabe von Befehlen oder Daten durch einen Benutzer der zur Kommunikation mit weiteren Steuereinrichtungen aufweisen. Die Eingabeeinrichtung 30 kann als Tastatur oder als uni- oder bidirektionale Schnittstelle ausgebildet sein.

[0033] Die Bewegung des Kolbens 4 in dem Zylinder 2 in Richtung X erfolgt nach folgendem Steuerverfahren, welches eine Endlagendämpfung des Kolbens 4 beim Erreichen der Endlage 32 in dem Zylinder 2 bewirkt. Bei der Bewegung in Richtung X bildet die hintere Zylinderkammer 8 die schiebende und die vordere Zylinderkammer 6 die bremsende Kammer. Fig. 1 zeigt eine Position des Kolbens 4 zwischen den Endlagen 32 und 34, d. h. bei seiner Bewegung. Vor dem Beginn der Bewegung des Kolbens 4 in der Richtung X wird der Kolben 4 vorzugsweise vorgespannt, indem die vordere Zylinderkammer 6 und die hintere Zylinderkammer 8 mit Druck beaufschlagt werden. Dadurch kann ein unerwünschtes Schwingen des Kolbens 4 vermieden werden. Alternativ oder anschließend wird der Kolben 4 vorzugsweise zunächst in die Endlage 34 bewegt bzw. in dieser aktiv gehalten, indem die vordere Zylinderkammer 6 belüftet und die hintere Zylinderkammer 8 entlüftet ist. Beim Be- und Entlüften ist zu beachten, dass es sich bei den Ventilen 12 bis 18 um reine Schaltventile handelt, welche nur zwei Zustände, nämlich geöffnet und geschlossen aufweisen. Anstatt für jede Zylinderkammer ein Be- und ein Entlüftungsventil, d. h. vier 2/2-Wege-Schaltventile vorzusehen, können auch zwei 5/3-Wege- oder zwei 3/3-Wegeventile vorgesehen werden, welche die Zylinderkammern 6 und 8 be- und entlüften. Auch diese Ventile weisen jeweils für den Be- und Entlüftungsvorgang nur zwei Schaltzustände, nämlich Leitung geöffnet und Leitung geschlossen auf. Wichtig ist, dass die Zylinderkammern 6 und 8 über die Ventile vollständig geschlossen werden können.

[0034] Aus der Endlage 34 wird der Kolben 4 in Richtung X beschleunigt, indem die hintere Zylinderkammer 8 durch Öffnen des Belichtungsventils 16 belüftet wird. Gleichzeitig wird die vordere Zylinderkammer 6 durch Öffnen des Entlüftungsventils 14 entlüftet. Dies führt zu einem Druckanstieg in der hinteren Zylinderkammer 8 und zu einem Druckabfall in der vorderen Zylinderkammer 6, wodurch der Kolben 4 in der Richtung X beschleunigt wird. Die Bewegung bzw. Position des Kolbens 4 in der Richtung X wird durch die Positionserfassungseinrichtung 10 erfasst. Nach einem vorbestimmten Verstellweg beendet die Steuereinheit 28 die beschriebene Beschleunigungsphase und beginnt die erste Bremsphase. Dazu wird das Entlüftungsventil 14 der vorderen Zylinderkammer 6 geschlossen. Dies bewirkt, dass sich der Druck des Fluids in der vorderen Zylinderkammer 6 bei weiterer Bewegung des Kolbens 4 in der Richtung X erhöht, da sich das Volumen der vorderen Zylinderkammer 6 verringert. Durch den Druck in der vorderen Zylinderkammer 6 wird dabei eine ansteigende Gegenkraft erzeugt, welche auf den Kolben 4 wirkt und der von dem Druck in der hinteren Zylinderkammer 8 erzeugten Kraft entgegenwirkt. Dies führt zu einer Verlangsamung der Bewegung des Kolbens 4.

[0035] Ferner steigt dabei der Druck in der vorderen Zylinderkammer 6 schnell über das Niveau des Druckes in der Versorgungsleitung 20 an. Sobald der Druck in der Versorgungsleitung 20, welcher von dem Drucksensor 26 erfasst wird, überschritten wird oder kurz bevor dieser Schwellwert erreicht wird, beginnt die Steuereinheit 28 die zweite Bremsphase. In der zweiten Bremsphase wird das Belüftungsventil 16 der hinteren Zylinderkammer 8 geschlossen und das Belüftungsventil 12 der vorderen Zylinderkammer 6 geöffnet. Dadurch, dass zu diesem Zeitpunkt in der vorderen Zylinderkammer 6 nun ein Druck herrscht, welcher größer ist als der Druck in der Versorgungsleitung 20, wird die vordere Zylinderkammer 6 über die Versorgungsleitung 20 entlüftet. Dieses Entlüften erfolgt relativ langsam, da die Druckdifferenz zwischen der vorderen Zylinderkammer 6 und dem Druck in der Versorgungsleitung 20 relativ gering ist. Das Entlüften erfolgt somit wesentlich langsamer als es über das Entlüftungsventil 14 zur Umgebung hin erfolgen würde. Durch dieses langsame Entlüften der vorderen Zylinderkammer 6 wird die Bewegung des Kolbens 4 in der Richtung X weiter abgebremst.

[0036] Nach einem weiteren Verstellweg des Kolbens 4 in der Richtung X, welcher von der Positionserfassungseinrichtung 10 erfasst wird, beendet die Steuereinheit 28 die zweite Bremsphase und beginnt eine Dämpfungsphase, in welcher das Belüftungsventil 16 für die hintere Kolbenkammer 18 wieder geöffnet wird. Dadurch wird die hintere Zylinderkammer 8 wieder mit Druck beaufschlagt, wodurch verhindert wird, dass die durch den Druck in der vorderen Zylinderkammer 6 erzeugte Kraft so groß wird, dass der Kolben 4 entgegen der Bewegungsrichtung X zurückbewegt wird. Dadurch kann ein Zurückschwingen des Kolbens verhindert werden.

[0037] Nach einem weiteren Verstellweg in der Richtung X wird von der Steuereinheit 28 eine Andrückphase eingeleitet, in welcher das Belüftungsventil 12 der vorderen Zylinderkammer 6 geschlossen und das Entlüftungsventil 14 der vorderen Zylinderkammer 6 geöffnet wird. Gleichzeitig wird die hintere Zylinderkammer 8 weiter belüftet. Dadurch wird der Kolben durch die maximale Druckdifferenz zwischen der vorderen Zylinderkammer 6 und der hinteren Zylinderkammer 8 gegen die Endlage 32 gedrückt und an dieser Endposition aktiv gehalten.

[0038] Der Beschleunigungs- und Bremsvorgang des Kolbens 4 wurde hier für eine Bewegung in der Richtung X beschrieben. Für eine Bewegung entgegen dieser Richtung erfolgen Beschleunigung und Abbremsen entsprechend, wobei die hintere Zylinderkammer 8 als bremsende und die vordere Zylinderkammer 6 als schiebende Kammer dient.

[0039] Wie beschrieben, kann der gesamte Brems- und Dämpfungsvorgang zum Erreichen einer Endlagendämpfung bei der Bewegung des Kolbens 4 durch wenige Schaltvorgänge der Schaltventile 12, 14, 16 und 18 erreicht werden. Es erfolgt dabei kein Pulsen der Schaltventile, vielmehr wird lediglich eine minimale Anzahl von Schaltspielen eingesetzt. Dies ermöglicht eine maximale Beschleunigung und maximale Geschwindigkeit des Kolbens und reduziert den Verschleiß der Ventile.

[0040] Die Zeitpunkte bzw. Wegpunkte entlang des Verfahrweges in der Richtung X, an denen die einzelnen Brems-und Dämpfungsphasen begonnen werden, werden von der Steuereinheit 28 entweder nach einem vorgegebenen, beispielsweise über die Eingabeeinrichtung 30 eingegebenen oder eingestellten Programm oder in Abhängigkeit von Systemparametern, welche über die Sensoren 10, 20, 22 und 24 ermittelt werden, bestimmt. Dabei wird insbesondere die bewegte Masse oder ein für die bewegte Masse repräsentativer Wert berücksichtigt, da bei einer großen bewegten Masse aufgrund deren größerer kinetischer Energie ein früheres Abbremsen erforderlich ist als bei einer geringeren bewegten Masse. Die Systemparameter werden dabei während des aktuell zu steuernden Bewegungsvorganges oder in vorangegangenen Bewegungsdurchgängen ermittelt, so dass das System im Betrieb an aktuelle Systemparameter angepasst werden. Es kann somit eine sehr genaue Steuerung bzw. Regelung auch für unterschiedlich bewegte Massen erreicht werden. Dabei kann die bewegte Masse um 100% variieren. Ferner kann das Steuersystem an eine beliebige Systemkonfiguration, d. h. verwendete Pneumatikkomponenten, insbesondere auch Zylinder mit einseitiger Kolbenstange, kolbenstangenlose Zylinder und Schwenkantriebe,unterschiedliche bewegte Massen und Betriebslagen angepasst werden. In der Steuereinheit 28 können für bestimmte Massen vorgegebene Bremspunkte abgespeichert sein, welche bereits vorher experimentell ermittelt wurden. Im Betrieb können dann auf Grundlage der ermittelten Systemparameter für eine bestimmte ermittelte bewegte Masse die richtigen Bremspunkte mit Hilfe eines Fuzzy-Systems approximiert werden. Dabei werden Zwischenwerte zwischen den gespeicherten Werten approximiert, welche das Verhältnis zwischen bewegter Masse und Bremspunkt wiederspiegeln.

[0041] Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungemäßen Steuerungsmodul bzw. der erfindungsgemäßen Steuereinheit 28. Das erfindungsgemäße Dämpfungsverfahren wird kurz als NEED-Verfahren, d. h. als Neuro-Fuzzy-Elektronische-Endlagen-Dämpfung bezeichnet. Das Steuerungsmodul erhält Benutzereingaben über die Eingabeeinrichtung 30. Ferner sind mit dem Steuerungsmodul 28 die Sensoren 10, 20, 22 und 24 (siehe Fig. 1) verbunden. Die Steuereinheit 28 betätigt als Aktoren die Schaltventile 12, 14, 16 und 18, welche anhand von Fig. 1 erläutert wurden. Das Steuerungsmodul 28 bzw. die Steuereinheit 28 weist drei Module 36, 38 und 40 auf. Das erste Modul 36 ist ein Parkmodul, welches dazu dient, den Kolben 4 in eine vorgegebene Parkposition vorzugsweise an einer der Endlagen 32 und 34 vor Beginn der Beschleunigungsphase zu bringen. Dabei erfolgt nur eine langsame Bewegung, welche durch Pulsen des Belüftungsventils 12 oder 16 je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 4 erreicht wird. Das zweite Modul 38 ist das Modul zur Endlagendämpfung bzw. das NEED-Modul, welches die zuvor beschriebene Steuerung bzw. Regelung zum Beschleunigen und Abbremsen des Kolbens 4 ausführt. Das dritte Modul 40 ist ein Startmodul 40, welches die beschriebene Vorspannung des Kolbens durch Belüften beider Zylinderkammern 6 und 8 steuert. Übergeordnet über diese drei Module 36, 38 und 40 ist ein Metasystem 42, welches auf Grundlage der von den Sensoren 10, 20, 22 und 24 ermittelten Werte und von Benutzerangaben entscheidet, welches der drei Module 36, 38 und 40 aktiviert werden soll, um die Aktoren 12, 14, 16 und 18 zu betätigen.

[0042] Auch wenn das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel eines linearen Pneumatikzylinders beschrieben wurde, lässt sich das Verfahren entsprechend auch bei anderen pneumatischen oder hydraulischen Aktuatoren, beispielsweise Rotoren einsetzen. Ferner ist das Verfahren auch bei einseitig wirkenden Aktuatoren anwendbar, bei welchen der Fluiddruck gegen eine Federkraft wirkt.

Bezugszeichen

[0043] 

2

Zylinder

4

Kolben

6

Vordere Zylinderkammer

8

Hintere Zylinderkammeer

10

Positionserfassungssystem

12, 16

Belüftungsventile

14, 18

Entlüftungsventile

20

Versorgungsleitung

22, 24, 26

Drucksensoren

28

Steuereinheit

30

Eingabeeinrichtung

32, 34

Endlagen

36

Parkmodul

38

NEED-Modul

40

Startmodul

42

Metasystem

X

Bewegungsrichtung

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators, bei welchem unterschiedliche Bewegungsphasen des Aktuators in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg seines zumindest einen Kolbens eingeleitet werden und die Bewegungsphasen nur durch Ein- und Ausschalten eines auf den Kolben wirkenden Fluiddruckes gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem Beginn und/oder Ende einer oder mehrerer beschleunigender und/oder bremsender Phasen abhängig vom zurückgelegten Weg bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Wegpunkte, bei denen die Phasen beendet und/oder begonnen werden, in Abhängigkeit von einem Massenindex der zu bewegenden Masse festgesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Beginn und/oder Ende der einzelnen Phasen an aktuelle Systemparameter angepasst wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die aktuellen Systemparameter die Kolbenposition, den Fluiddruck, die Zeit und/oder aus diesen Größen abgeleitete Größen umfassen.

6. Verfahren zum Steuern eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem ein Massenindex der zu bewegenden Masse von dem System selbsttätig bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der Massenindex aus erfolgten Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten des Kolbens in einem bevorzugt vom System selbständig bestimmtenbestimmten Wegintervall ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Aktuator ein doppelt wirkender, insbesondere pneumatische Aktuator ist und
zumindest eine beschleunigende Phase, in der eine schiebende Kammer (8) an einer ersten Seite des Kolbens belüftet und eine bremsende Kammer (6) an der entgegengesetzten Seite des Kolbens (4) entlüftet wird,
zumindest eine erste bremsende Phase, in der die schiebende Kammer (8) belüftet und die bremsende Kammer (6) geschlossen ist, und
zumindest eine zweite bremsende Phase vorgesehen sind, in der die schiebende Kammer (8) geschlossen ist und die bremsende Kammer (6) belüftet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8 mit zumindest einer dämpfenden Phase, in welcher sowohl die schiebende (8) als auch die bremsende Kammer (6) belüftet sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 mit zumindest einer Andrückphase, in welcher die schiebende Kammer (8) belüftet wird und die bremsende Kammer (6) entlüftet wird, wenn sich der Kolben nahe einer Endlage (32) befindet.

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem die Andrückphase auf die dämpfende Phase folgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei welchem der Übergang von der beschleunigenden Phase zu den bremsenden Phasen mit zunehmender Masse vorverlagert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welchem der Übergang von der beschleunigenden Phase zu den bremsenden Phasen vorverlagert wird, falls der Kolben (4) beim Auftreffen auf eine Endlage (32) eine zu große kinetische Energie aufweist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welchem der Übergang von der beschleunigenden Phase zu den bremsenden Phasen nach hinten verlagert wird, falls der Kolben (4) vor Erreichen einer Endlage (32) stoppt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei welchem der Übergang in die Andrückphase vorverlagert wird, falls der Kolben (4) beim Erreichen der Endlage (32) wieder zurückschwingt.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Steuerung des Aktuators (4) in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung (X) erfolgt.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Kolben (4) vor seiner Bewegung durch Belüften der Kammern (6, 8) an beiden Kolbenseiten vorgespannt wird.

18. Vorrichtung zum Betreiben eines pneumatisch oder hydraulisch betätigten Aktuators, wobei in dem Aktuator zumindest eine Wegmesseinrichtung zum Erfassen zumindest eines Wegpunktes eines Kolbens vorgesehen ist,
an zumindest einer Seite des Kolbens eine Kammer vorgesehen ist, welche über zumindest ein Schaltventil mit einem Fluiddruck beaufschlagbar und von diesem entspannbar ist, und
ein Steuerungsmodul vorgesehen ist, welches unterschiedliche Bewegungsphasen des Kolbens in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Kolbens einleiten kann.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18 zum Betreiben eines doppelt wirkenden, insbesondere pneumatischen Antriebszylinders (2) mit zwei an entgegengesetzten Seiten eines Kolbens (4) angeordneten Kammern (6, 8), welche jeweils über zumindest ein Ventil (12, 14, 16, 18) be- und entlüftbar sind, wobei ein Steuerungsmodul (28) vorgesehen ist, welches eingerichtet ist, die Bewegung des Kolben (4) mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 8 bis 17 zu steuern.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei welcher das Steuerungsmodul (28) ein Parkmodul (36) aufweist, welches die Ventile (12, 14, 16, 18) steuert, um den Kolben in (4) eine Parkposition zu bringen.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei welcher das Steuerungsmodul (28) ein Startmodul (40) aufweist, welches die Vorspannung des Kolbens (4) vor dessen Bewegung steuert.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei welchem das Steuerungsmodul (28) ein Modul (38) zur Endlagendämpfung aufweist, welches die Beschleunigung und das Abbremsen des Kolbens (4) steuert.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei welcher ein nicht flüchtiger Speicher zur Speicherung der Steuerungsparameter vorgesehen ist.

Zeichnung