DE1292901B - Electrical control device for controlling the position of two moving parts relative to one another - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Regeleinrichtung zur Regelung der Lage zweier beweglicher Teile relativ zueinander, bei der die Teile, zur Umsetzung der Lage in elektrische Signale bestimmter Phasenlage, mit Resolvern verbunden sind, die je mit einer Wechselspannung gespeist sind und an deren Ausgang in Abhängigkeit der Bewegung des zugehörigen Teils phasenmodulierte Wechselspannungen anstehen, die zur Ermittlung der einer Nachlaufeinrichtung für ein erstes Teil zugeführten Lageabweichung dienen.The invention relates to an electrical control device for Control of the position of two moving parts relative to one another, in which the parts, to convert the situation into electrical signals of a certain phase angle, with resolvers are connected, which are each fed with an alternating voltage and at their output phase-modulated alternating voltages depending on the movement of the associated part are pending, which are supplied to a follow-up device for a first part to determine the Serve position deviation.

Durch die französische Patentschrift 1234 333 ist eine Lagesteuerung für einen spindelgetriebenen Werktisch bekannt. Die Führungsspindel selbst wird sehr genau durch Schalter eingestellt, die darauf befestigt sind und ein Rückführungssignal erzeugen, das mit einem analogen Steuersignal verglichen wird, so daß sich ein Fehlersignal ergibt, das einen Servomotor speist, der mit der Führungsspindel gekoppelt ist. Zischen der Führungsspindel und dem Werktisch ist eine mechanische Kopplung in Form eines Getriebes eingeschaltet, und die Führungsspindel ist nicht direkt mit dem Werktisch verbunden, so daß es auf Grund dieser mechanischen Kupplung möglich ist, Fehlersignale in Abhängigkeit von Bearbeitungsungenauigkeiten und Spiel zwischen den verschiedenen Teilen einzuführen. Zur Korrektur dieser Fehler ist bei dieser bekannten Lagesteuerung eine Anordnung mit einem ersten Resolver vorgesehen, der von der Führungsspindel angetrieben ist. Außerdem ist ein zweiter Resolver vorgesehen, der die Form von gekoppelten linearen Zickzack-Induktanzen (bekannt als Inductosyn) hat und der die Bewegung des Werktisches relativ zu dem Gestell der Maschine abtastet. Die Änderung der elektrischen Kopplung dieser beiden Resolver erfolgt nach einem zyklischen Schema, und sie sind so angeordnet, daß bei Abwesenheit eines Fehlersignals die zyklischen Änderungsschemen der Resolver .synchronisiert sind. An einen der Resolver ist ein Wechselspannungssignal angelegt, so daß zwei Ausgangssignale erzeugt werden, die in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Rotors des Resolvers amplitudenmoduliert sind, und diese beiden Signale werden an die beiden Wicklungen des anderen Resolvers angelegt, so daß die dritte Wicklung des anderen Resolvers ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude dem Winkelfehler zwischen den Stellungen der beiden Resolver entspricht. Dieses Fehlersignal wird in die Rückführungsschleife des die Führungsspindel antreibenden Servomotors eingespeist, so daß die Stellung des Werktisches trotz Fehlern in der mechanischen Kopplung korrigiert ist.A position control for a spindle-driven workbench is known from French patent specification 1 234 333. The lead screw itself is very precisely set by switches mounted on it which generate a feedback signal which is compared to an analog control signal to give an error signal which feeds a servo motor coupled to the lead screw. Between the lead screw and the work table, a mechanical coupling in the form of a gear is switched on, and the lead screw is not directly connected to the work table, so that this mechanical coupling makes it possible to introduce error signals as a function of machining inaccuracies and play between the various parts . To correct these errors, an arrangement with a first resolver is provided in this known position control, which is driven by the lead screw. A second resolver is also provided which is in the form of coupled linear zigzag inductances (known as inductosyn) and which senses the movement of the work table relative to the frame of the machine. The change in the electrical coupling of these two resolvers takes place according to a cyclical scheme, and they are arranged in such a way that, in the absence of an error signal, the cyclical change schemes of the resolvers are synchronized. An AC voltage signal is applied to one of the resolvers, so that two output signals are generated which are amplitude-modulated as a function of the angular position of the rotor of the resolver, and these two signals are applied to the two windings of the other resolver, so that the third winding of the other Resolvers generates an output signal whose amplitude corresponds to the angle error between the positions of the two resolvers. This error signal is fed into the feedback loop of the servomotor driving the lead screw, so that the position of the work table is corrected despite errors in the mechanical coupling.

Eine derartige Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die zyklischen Änderungen der elektrischen Kopplung zwischen diesen beiden Resolvern der Übersetzung zwischen den beiden Teilen der Maschine, zwischen denen die Korrektur erfolgen soll, entsprechen müssen. Das bedeutet ganz allgemein gesehen, daß es erforderlich ist, für jeden Anwendungszweck einen speziellen Resolver zu schaffen. Das ist natürlich sehr aufwendig und teuer. Außerdem kann eine Korrektur auch für Zahnradfräsmachinen erforderlich sein, bei denen eine sehr große Genauigkeit zwischen der Bewegung des Werktisches, der den Zahnradrohling trägt, und der Bewegung des Zahnradfräsers gewährleistet sein muß. Diese Schwierigkeit ist mit herkömmlichen Einrichtungen nicht ohne weiteres zu lösen. Außerdem wird die Lösung dieses Problems noch dadurch schwieriger, daß die Zahnräder von Getrieben häufig Zähne mit einer Anzahl haben, die ungerade oder primzahlig ist, und zwar aus Gründen der gleichmäßigen Abnutzung. Auf Grund dieser Tatsache ist eine sehr häufige Verwendung sehr unterschiedlicher spezieller Resolver für eine solche Fräsmaschine erforderlich, wenn man das durch die genannte französische Patentschrift bekannte Verfahren voraussetzt.However, such an arrangement has the disadvantage that the cyclical Changes in the electrical coupling between these two resolvers of the translation between the two parts of the machine between which the correction is to be made, must comply. Generally speaking, this means that it is necessary to create a special resolver for every application. This is natural very complex and expensive. A correction can also be made for gear milling machines may be required where a very high degree of accuracy between the movement of the Work table that carries the gear blank, and ensures the movement of the gear cutter have to be. This difficulty is not straightforward with conventional devices to solve. In addition, solving this problem is made even more difficult by the fact that The gears of transmissions often have teeth with a number that is odd or is prime, for reasons of uniform wear. Based on these The fact is that very different special resolvers are used very frequently required for such a milling machine, if you can tell by the said French Patent specification requires known processes.

Durch die USA.-Patentschrift 2 980 838 ist eine Servoeinrichtung zum Antrieb einer mit einem Werktisch gekoppelten Führungsspindel bekannt, bei der auf dem Werktisch zum Zwecke der Uberwachung dessen Bewegung relativ zu dem Gestell der Maschine ein linearer Resolver befestigt ist. Das von diesem linearen Resolver abgeleitete Signal dient als Rückführungssignal für den die Führungsspindel antreibenden Servomotor. Bei einer derartigen Anordnung liegen die Getriebefehler, die von der Führungsspindel herrühren, innerhalb der Servoschleife und werden daher kompensiert. Es können auch andere Fehler hinsichtlich der Lage des Werktisches auftreten, und diese Fehler werden direkt vom Werktisch gemessen und ebenfalls in die Servoschleife eingeführt.By USA. Patent 2,980,838, a servo means for driving a source coupled to a work table lead screw is known in which the movement of a linear resolver is mounted on the work table for the purpose of monitoring relative to the frame of the machine. The signal derived from this linear resolver serves as a feedback signal for the servo motor driving the lead screw. With such an arrangement, the gear errors resulting from the lead screw lie within the servo loop and are therefore compensated for. Other errors in the position of the workbench can also occur and these errors are measured directly from the workbench and also introduced into the servo loop.

Diese Anordnung leidet jedoch unter dem gleichen Nachteil, der darin besteht, daß der lineare Resolver je nach dem verwendeten Getriebe und dem Übersetzungsverhältnis ganz speziell angefertigt werden muß.However, this arrangement suffers from the same disadvantage as that therein consists that the linear resolver depends on the gear used and the gear ratio must be specially made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Lagesteuerungen zu vermeiden, insbesondere soll sich die Verwendung spezieller und damit teurer Resolver für die jeweiligen Anwendungszwecke erübrigen.The invention is based on the disadvantages of the known To avoid position controls, in particular, the use of special and This eliminates the need for expensive resolvers for the respective application purposes.

Bei einer Regeleinrichtung der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, daß die die Resolver speisenden Wechselspannungen voneinander unterschiedliche Frequenzen haben, die sich zueinander verhalten wie die Geschwindigkeiten der Teile, daß ferner den Resolvern Frequenzvervielfacher oder -teiler nachgeschaltet sind, die derart bemessen sind, daß die phasenmodulierten Ausgangsspannungen der Resolver auf die gleiche Frequenz gebracht werden und daß die Ausgangssignale der Frequenzvervielfacher oder -teiler einem in der Nachlaufeinrichtung vorgesehenen Phasenvergleichskreis zugeführt sind.In a control device of the type mentioned above, there is Invention is that the AC voltages feeding the resolver are different from one another Have frequencies that are related to each other like the speeds of the parts, that frequency multipliers or dividers are also connected downstream of the resolvers, which are dimensioned in such a way that the phase-modulated output voltages of the resolver be brought to the same frequency and that the output signals of the frequency multiplier or divider to a phase comparison circuit provided in the tracking device are supplied.

Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung basiert auf der Tatsache, daß, wenn das Verhältnis zwischen der ersten und der zweiten Frequenz und das Verhältnis zwischen der Anderungsgeschwindigkeit der Einstellung des ersten und des zweiten Resolvers ist, die Zeitverschiebungen an den Ausgängen der Resolver und demzufolge die Phasenverschiebungen in den Ausgangssignalen der Frequenzteiler, hervorgerufen durch entsprechende Änderungen in den Einstellungen der Resolver, einander identisch sind.The operation of the present invention is based on the fact that when the ratio between the first and the second frequency and the ratio between the rate of change of setting of the first and second resolvers is, the time shifts at the outputs of the resolver and consequently the phase shifts in the output signals of the frequency divider, caused by corresponding changes in the settings of the resolver, are identical to each other.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht gegenüber den zuvor geschilderten bekannten Anordnungen darin, daß eine Anpassung an unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse durch Einspeisung unterschiedlicher Paare von Frequenzen in die beiden Resolver möglich ist. Ist z. B. eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses um den Faktor A erforderlich, so braucht lediglich die Frequenz des Signals, das an einen der Resolver angelegt ist, um den Faktor A geändert und der diesem Resolver nachfolgende Frequenzvervielfacher modifiziert zu werden, um das Ausgangssignal von diesem Vervielfacher auf der gleichen Frequenz wie die zu halten, die von dem Vervielfacher in dem anderen Resolverkanal erzeugt wird. Durch die erfindungsgemäße Lehre erübrigt sich also die Verwendung speziell gefertigter Resolver. Die gesamte Anlage wird somit einfacher, billiger und einfacher bedienbar.The main advantage of the invention is over the previous ones described known arrangements in that an adaptation to different Transformation ratios by feeding in different pairs of frequencies is possible in both resolvers. Is z. B. a change in the gear ratio required by the factor A, all that is needed is the frequency of the signal, the is applied to one of the resolvers by the factor A changed and the frequency multiplier following this resolver to be modified to the output from this multiplier is at the same frequency as that too hold generated by the multiplier in the other resolver channel. By the teaching according to the invention thus obviates the need to use specially manufactured Resolver. The entire system is thus simpler, cheaper and easier to use.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung die Gegenstand weiterer Ansprüche sind, werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar A b b. 1 in schematischer Form ein Beispiel der Anwendung der Erfindung bei der Korrektur von Fehlern im Getriebekasten einer Maschine zur Erzeugung eines Schneckenrades, A b b. 2 in schematischer Form ein der A b b. 1 ähnliches Beispiel, bei dem jedoch bei einzelnen Elementen alternative Komponenten verwendet sind, und A b b. 3 in schematischer Form ein ebenfalls der A b b. 1 ähnliches Beispiel, jedoch so modifiziert, daß der Getriebekasten der Maschine zum Erzeugen von Schneckenrädern ersetzt ist.Further details and configurations of the present invention which are the subject of further claims are described below in exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings. In the drawings represent A b b. 1 in schematic form an example of the application of the invention in correction of errors in the gear box of a machine for generating a worm wheel, A b b. 2 in schematic form one of A b b. 1 similar example, but in which alternative components are used for individual elements, and A b b. 3 in schematic form a likewise the A b b. 1 similar example, but modified so that that the gear box of the machine for producing worm gears has been replaced.

In A b b. 1 ist zu erkennen, daß die Signale aus einem Oszillator 1 an zwei Frequenzteiler 2 und 3 angelegt werden. Der Ausgang des Frequenzteilers 2 ist mit der einen Statorwicklung eines Resolvers 4 direkt und mit dessen anderer Statorwicklung über ein Netz 5, das eine Phasenverschiebung von 90` erzeugt, verbunden. Die Rotorwicklungen des Resolvers 4 sind direkt an die Statorwicklungen eines weiteren Resolvers 6 angeschlossen. Die Rotorwicklung des Resolvers 6 ist über ein Filter 7 und einen Begrenzer 8 mit einem dritten Frequenzteiler 9 verbunden. Der Ausgang des zweiten Frequenzteilers 3 ist mit der einen Rotorwicklung eines Planaren vielpoligen Zickzack-Resolvers 10 direkt und mit dessen anderer Rotorwicklung über ein Netz 11, das eine Phasenverschiebung von 90° erzeugt, verbunden. Die Statorwicklung des Resolvers 11 ist über ein Filter 12 und einen Begrenzer 13 an einen vierten Frequenzteiler 14 angeschlossen.In A b b. 1 it can be seen that the signals from an oscillator 1 are applied to two frequency dividers 2 and 3. The output of the frequency divider 2 is connected directly to one stator winding of a resolver 4 and to its other stator winding via a network 5 which generates a phase shift of 90 '. The rotor windings of the resolver 4 are connected directly to the stator windings of a further resolver 6. The rotor winding of the resolver 6 is connected to a third frequency divider 9 via a filter 7 and a limiter 8. The output of the second frequency divider 3 is directly connected to one rotor winding of a planar multi-pole zigzag resolver 10 and to its other rotor winding via a network 11 which generates a phase shift of 90 °. The stator winding of the resolver 11 is connected to a fourth frequency divider 14 via a filter 12 and a limiter 13.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Ausgänge der Frequenzteiler 9 und 14 die gleiche Frequenz besitzen und miteinander in einem Phasenvergleichskreis 15 verglichen werden können. Die Frequenzteiler 2 und 14 dividieren beide die Frequenz durch eine erste Zahl, und die Frequenzteiler 3 und 19 dividieren beide die Frequenz durch eine zweite Zahl. Das Ausgangssignal aus dem Phasenvergleichskreis 15 stellt die Phasendifferenz zwischen den beiden an ihn angelegten Signalen dar, es wird nach Verstärkung im Verstärker 16 einem Motor 17 zugeführt.The arrangement is such that the outputs of the frequency dividers 9 and 14 have the same frequency and can be compared with one another in a phase comparison circuit 15. Frequency dividers 2 and 14 both divide the frequency by a first number, and frequency dividers 3 and 19 both divide the frequency by a second number. The output signal from the phase comparison circuit 15 represents the phase difference between the two signals applied to it; after being amplified in the amplifier 16, it is fed to a motor 17.

Der Resolver 4 ist auf einer Welle 18 angebracht, auf der zugleich auch ein Schneckenfräser 19 befestigt ist. Die Welle 18 wird durch einen Motor 20 angetrieben, der zugleich auch über einen Getriebeblock 23 die den zu bearbeitenden Rohling 22 tragende Welle 21 antreibt. Zwischen dem Motor 20 und dem Getriebeblock 23 befindet sich ein Differentialgetriebe 24, das mit dem Motor 17 gekoppelt ist. Die Resolver 6 und 10 werden beide durch die Welle 21 angetrieben.The resolver 4 is attached to a shaft 18 on which a worm cutter 19 is also attached. The shaft 18 is driven by a motor 20 which at the same time also drives the shaft 21 carrying the blank 22 to be machined via a gear block 23. A differential gear 24, which is coupled to the motor 17, is located between the motor 20 and the transmission block 23. The resolvers 6 and 10 are both driven by the shaft 21.

Der konstruktive Aufbau der Zahnrad-Fräsmaschine ist in der rein schematischen Darstellung der A b b. I nicht weiter gezeigt. Es genügt für das Verständnis dieser Figur die Feststellung, daß die Erfindung bei einer Schneckenrad-Fräsmaschine angewandt werden soll.The structural design of the gear milling machine is purely schematic Representation of A b b. I not shown further. It is enough for understanding this Figure shows that the invention is applied to a worm gear milling machine shall be.

Zur Erläuterung 'der Wirkungsweise der Anordnung nach A b b. 1 sei angenommen, daß die Maschine ein Schneckenrad mit 257 Zähnen fräsen soll. Demzufolge sind die Rotationsgeschwindigkeiten der Wellen 18 und 21 zueinander mit dem Faktor 257 eingestellt. Dieser Faktor gibt zugleich das Übersetzungsverhältnis des Getriebeblocks 23 an.To explain 'the mode of operation of the arrangement according to A b b. 1 is Assume that the machine is to mill a worm wheel with 257 teeth. As a result are the rotational speeds of the shafts 18 and 21 to each other with the factor 257 set. This factor also gives the transmission ratio of the gear unit 23 at.

Die Resolver 4 und 6 sind normale Drehresolver, bei denen eine Drehung des Rotors einem einzigen Variationszyklus im Ausgangssignal entspricht. Der Planare Zickzack-Resolver 10 ist von einem Drehtyp, bei dem eine Drehung des Rotors 180 Variationszyklen im Ausgangssignal entspricht. Der Resolver 10 kann beispielsweise die unter dem Namen Anductosyn« bekannte Bauart besitzen.Resolvers 4 and 6 are normal rotary resolvers in which one rotation of the rotor corresponds to a single cycle of variation in the output signal. The planar zigzag resolver 10 is of a rotary type in which one rotation of the rotor corresponds to 180 cycles of variation in the output signal. The resolver 10 can, for example, have the type known under the name Anductosyn «.

Um das gewünschte Verhältnis 257:1 zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten der Wellen 18 und 21 zu überwachen, dividiert der Frequenzteiler 2 durch einen Faktor 30 und der Frequenzteiler 3 durch einen Faktor 43. Mit diesen Faktoren ergibt sich ein Ausgangssignal vom Wert »Null« bei einem Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Wellen 18 und 21 von : 1 (gleich 258: 1), wenn die Gegenwart des Resolvers 6 auf der Welle 21 nicht berücksichtigt wird.To monitor the desired ratio 257: 1 between the rotational speeds of shafts 18 and 21, the frequency divider divides 2 by a factor 30 and the frequency divider 3 by a factor 43. With these factors, an output signal of the value "zero" results with a ratio the speeds of rotation of shafts 18 and 21 of : 1 (equal to 258: 1) if the presence of resolver 6 on shaft 21 is not taken into account.

Die Resolver 4 und 6 sind so zusammengeschaltet, daß die Phase des Ausgangssignals vom Resolver 6 die Summe der Orientierungen innerhalb eines Zyklus der Wellen 18 und 21 darstellt. Falls der Ausgang aus dem Frequenzteiler 2 den Wert A - sin (o t besitzt, haben die Eingangssignale zum Resolver 4 die Werte A - sin c) t und A - cos (i) t. Unter der Annahme, daß die Orientierung zwischen Rotor und Stator im Resolver 4 durch den Winkel (9 wiedergegeben wird und der Resolver 4 eine Übertragungskonstante vom Wert k besitzt, ergibt sich für die Ausgangssignale aus dem Resolver 4 A k (sin (,) t - cos <-J + cos v) t - sin <-@) =A-k-sin«ot+H) und A k (cos o) t - cos l-@ - sin co t - sin 0) =A k-cos(cot+6». Diese Ausgangssignale werden der Statorwicklung des Resolvers 6 zugeführt. Wenn die Winkelstellung zwischen Stator und Rotor in dem Resolver 6 durch (ß wiedergegeben wird und die Übertragungskonstante dieses Resolvers den Wert m besitzt, beträgt das Ausgangssignal des Resolvers 6 A - k - m (sin (o) t + l-» - cos (ß + cos «,) t + (» sin (h) =A-k-msin«ot+(-)+(h). Da mittels des Resolvers 6 eine die Orientierung der Welle 21 darstellende Phasenverschiebung zu der die Orientierung der Welle 18 darstellenden Phasenverschiebung hinzuaddiert wird, ergibt sich mithin, daß ein Ausgangssignal vom Wert »Null« für ein Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Wellen 18 und 21 von (158-1): 1 gleich 257: 1 erzeugt wird.Resolvers 4 and 6 are interconnected so that the phase of the output signal from resolver 6 represents the sum of the orientations within one cycle of shafts 18 and 21. If the output from the frequency divider 2 has the value A - sin (ot, the input signals to the resolver 4 have the values A - sin c) t and A - cos (i) t. Assuming that the orientation between the rotor and the stator in the resolver 4 is represented by the angle (9 and the resolver 4 has a transfer constant of the value k, the result for the output signals from the resolver 4 is A k (sin (,) t - cos <-J + cos v) t - sin <- @) = Ak-sin «ot + H) and A k (cos o) t - cos l- @ - sin co t - sin 0) = A k-cos (cot + 6 ». These output signals are fed to the stator winding of resolver 6. If the angular position between stator and rotor in resolver 6 is represented by (ß and the transmission constant of this resolver has the value m, the output signal of resolver 6 A - k - m (sin (o) t + l- » - cos (ß + cos«,) t + (»sin (h) = Ak-msin« ot + (-) + (h) the phase shift representing the orientation of the shaft 21 is added to the phase shift representing the orientation of the shaft 18 , the result is that an output signal of the value "zero" represents a ratio of the rotations ons velocities of waves 18 and 21 of (158-1): 1 equal to 257: 1 is generated.

Falls die Frequenz des Oszillators 1 den Wert f besitzt, der zu korrigierende Fehler im Getriebeblock 23 durch E angegeben wird und die Welle 18 die Orientierung 257 a und die Welle 21 die Orientierung (a + E) besitzt, läßt sich das Signal aus dem Frequenzteiler 2 durch den Ausdruck A - sin und das Signal aus dem Resolver 6 durch den Ausdruck darstellen. Aus diesem Signal werden irgendwelche Oberschwingungen durch das Filter 7 herausgefiltert. Sodann wird dieses Signal begrenzt, um eine Rechteckwelle zu erzeugen und damit einen genaueren Betrieb des Frequenzteilers 9 zu bewirken. Da der Frequenzteiler 9 durch den Faktor 43 (das ist der gleiche Faktor wie beim Frequenzteiler 3) dividiert, besitzt die Grundkomponente des Ausgangssignals aus dem Frequenzteiler 9 die Form Aus entsprechenden Uberlegungen ergibt sich für den Ausgang des Resolvers 10 der Ausdruck Das rührt zu einem Ausgang des Frequenzteilers 14, der (ebenso wie der Frequenzteiler 2) durch einen Faktor 30 dividiert, von der Größe ist. Mithin sind die dem Phasenvergleichskreis 15 zugerührten Signale beide von der gleichen Grundfrequenz , und beide besitzen die Phase 6a plus einem Vielfachen des Fehlers E. Die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen beträgt E, so daß das Ausgangssignal aus dem Phasenvergleichskreis 15 proportional lediglich dem Fehler E ist. Dieses Ausgangssignal kann nach Maßgabe üblicher Servotechnik mittels des Motors 17 und des Differentialgetriebes 24 zum Korrigieren der Fehler im Getriebeblock 23 verwendet werden.If the frequency of the oscillator 1 has the value f, the error to be corrected in the gear block 23 is indicated by E and the shaft 18 has the orientation 257 a and the shaft 21 has the orientation (a + E), the signal from the frequency divider 2 by the expression A - sin and the signal from the resolver 6 by the expression represent. Any harmonics are filtered out from this signal by the filter 7. This signal is then limited in order to generate a square wave and thus to effect a more precise operation of the frequency divider 9. Since the frequency divider 9 divides by the factor 43 (this is the same factor as for the frequency divider 3), the basic component of the output signal from the frequency divider 9 has the form The expression for the output of resolver 10 results from corresponding considerations This results in an output of the frequency divider 14, which (like the frequency divider 2) divides by a factor of 30, on the size is. The signals fed to the phase comparison circuit 15 are therefore both of the same fundamental frequency , and both have phase 6a plus a multiple of the error E. The phase difference between these signals is E, so that the output signal from the phase comparison circuit 15 is proportional to the error E only. This output signal can be used in accordance with conventional servo technology by means of the motor 17 and the differential gear 24 to correct the errors in the gear block 23 .

Für irgendeine Primzahl p läßt sich das Verhältnis für die Frequenzteiler 2 und 3 bzw. 9 und 14 bilden, so daß ist. Das negative Zeichen in diesem Ausdruck wird dabei durch Umkehr einer der Statorwicklungen des Resolvers 6 bewirkt. Man erkennt. daß für irgendeine Primzahl p entweder (p + 1) oder (p - 1) durch sechs teilbar ist. Daraus folgt, daß für das Hauptverhältnis von 180: 1 die Größe b niemals den Wert 30 zu überschreiten braucht. Bei den 37 Primzahlen, die im Bereich zwischen 100 und 300 liegen, gilt in nur acht Fällen b = 30, in neun weiteren Fällen b = 15 und in den restlichen Fällen y 5 10. For any prime number p, the ratio form for the frequency divider 2 and 3 or 9 and 14 , so that is. The negative sign in this expression is caused by reversing one of the stator windings of the resolver 6. One recognises. that for some prime p either (p + 1) or (p - 1) is divisible by six. From this it follows that for the main ratio of 180: 1 the quantity b never has to exceed the value 30. Of the 37 prime numbers, which are in the range between 100 and 300, b = 30 applies in only eight cases, b = 15 in nine other cases and y 5 10 in the remaining cases.

Eine weitere Flexibilität kann, falls es gewünscht wird, alle Primzahlen mit Werten von b < 30 erzielen, dadurch in die Anordnung eingeführt werden, daß ein weiterer Frequenzteiler mit dem Faktor c zwischen die Resolver 4 und 6 und ein entsprechender Kompensationsteiler in den anderen Kanal eingeschaltet wird. Dies hat die Wirkung, daß sich das Verhältnis auf den Wert einstellt. Bei- spielsweise gilt für c = ± 3 oder :L 1 für Primzahlen p zwischen 100 und 300: b > 18.Further flexibility can, if desired, be achieved by all prime numbers with values of b <30 being introduced into the arrangement by connecting a further frequency divider with the factor c between resolvers 4 and 6 and a corresponding compensation divider in the other channel will. This has the effect of changing the relationship adjusts to the value. At- For example, for c = ± 3 or: L 1 for prime numbers p between 100 and 300: b> 18.

Das so weit beschriebene elektronische System überwacht und korrigiert periodische Fehler in dem Getriebeblock 23; die benötigte langfristige Korrektur ist gleich Null, und demzufolge ist es möglich, als Differential für das Einführen der Korrektur' in die Maschine eine Axialverschiebung des Präzisionsgewindes zu verwenden.The electronic system described so far is monitored and corrected periodic errors in the transmission block 23; the long-term correction needed is zero, and consequently it is possible to use as a differential for insertion the correction 'in the machine to an axial displacement of the precision thread use.

Falls jedoch ein Differentialgetriebe (wie 24) verwendet wird, ist es nicht mehr länger notwendig, daß die Untersetzung im Getriebeblock 23 exakt gleich der endgültig benötigten Getriebeuntersetzung ist, da sich der Korrekturmotor kontinuierlich zum Ausgleich der Differenz drehen kann. Um die Leistungsaufnahme für diesen Motor und den ihm zugeordneten Servoverstärker zu beschränken, sollte die genannte Differenz kleingehalten werden. Andererseits ergibt sich auf diese Weise eine sehr zweckmäßige Ausgestaltung, weil eine weitere Differentialgetriebeanordnung, die bei der Notwendigkeit der Erzeugung von Primzahlen sehr oft als weiterer Teil im Getriebeblock 23 eingesetzt werden muß, vermieden werden kann.However, if a differential gear (such as 24) is used, is it is no longer necessary for the reduction in the gear block 23 to be exactly the same the final gear reduction required is because the correction motor is continuous can rotate to compensate for the difference. About the power consumption for this engine and to limit the servo amplifier assigned to it, the said difference should be kept small. On the other hand, this results in a very useful one Design because a further differential gear assembly that when necessary The generation of prime numbers is very often used as a further part in the transmission block 23 must be avoided.

Unabhängig davon, welcher Typ eines Frequenzteilers den Resolvern nachgeschaltet wird, ist es, wenn die richtige Zeitbeziehung der Grundfrequenzkomponenten ihrer Eingangswellenzüge durch den gesamten Divisionsprozeß hindurch erhalten bleiben muß, wichtig, Oberschwingungen zu entfernen. Zu diesem Zweck sind die als Tiefpaß wirkenden Filter 7 und 12 in der Darstellung der A b b. 1 gezeigt. Wenn die Maschine zum Betrieb mit einem neuen Verhältnis eingestellt wird, benötigt auch mindestens eines dieser Filter zwecks Anpassung an eine neue Frequenz eine Veränderung oder Justierung.Regardless of what type of frequency divider is downstream from the resolvers, if the correct timing of the fundamental frequency components of their input wave trains must be maintained throughout the division process, it is important to remove harmonics. For this purpose, the filters 7 and 12 , which act as low-pass filters, are shown in A b b. 1 shown. When the machine is set to operate with a new ratio, at least one of these filters also needs a change or adjustment in order to adapt to a new frequency.

Da beim Neueinstellen der Maschine weiterhin auch einer der nachgeschalteten Frequenzteiler in seinem Verhältnis geändert werden muß und da das in Frage kommende Verhältnis eine Primzahl bis zum Bereich von etwa 50 sein kann, ist der bevorzugte Typ eines Frequenzteilers eine binäre Zählkette mit einer Rückkopplung von Uberträgen aus ausgewählten Stufen höherer Ordnung zu einigen Stufen niedrigerer Ordnung, so daß die volle Periode des Zählers, normalerweise eine Potenz von zwei, so arrangiert werden kann, daß sie jede gewünschte Zahl ist. Da derartige Vorrichtungen durch Impulse betrieben werden, befinden sich die Begrenzer 8 und 13 zwischen den Filtern und den Zählern, um sicherzustellen, daß die letzteren arbeiten, wenn die sinusförmigen Grund-Eingangswellenzüge durch Null gehen.Since when the machine is readjusted, one of the downstream Frequency divider must be changed in its ratio and because that is in question Ratio can be prime up to the range of about 50 is preferred Type of a frequency divider a binary counting chain with a feedback of transmissions from selected levels of higher order to some levels of lower order, see above that the full period of the numerator, usually a power of two, is so arranged can be made to be any number desired. Since such devices by Pulses are operated, the limiters 8 and 13 are located between the filters and the counters to ensure that the latter work when the sinusoidal Basic input wave trains go through zero.

Die die Phasenverschiebung von 90° erzeugenden Netze 5 und 11 müssen in der Phase auf 6 Minuten und in der Amplitude auf 0,3% genau arbeiten, wenn Fehler @ 6 Minuten an der Resolverwelle (d. h. 2 Sekunden an der Schneckenradwelle) benötigt werden. Ubliche Typen derartiger Netze sind ungeeignet, da eines, dieser Netze mindestens auf Frequenzen in einem 3 : 1-Bereich einstellbar sein muß, wenn Werte für p im Bereich von z. B. 100 bis 300 benötigt werden. Vorzugsweise wird deshalb an dieser Stelle ein vierstufiger Ringzähler eingesetzt, der durch Schiebeimpulse von 4mal der erforderlichen Frequenz betrieben wird. Die Ausgänge an aufeinanderfolgenden Stufen dieses Zählers liegen dann jedesmal exakt in Intervallen von 90°, unabhängig davon, wie groß die jeweilige Frequenz gerade ist.The nets 5 and 11 generating the phase shift of 90 ° must work with an accuracy of 6 minutes in the phase and 0.3% in the amplitude if there is an error @ Takes 6 minutes on the resolver shaft (i.e. 2 seconds on the worm gear shaft) will. Usual types of such networks are unsuitable because one of these networks is at least it must be adjustable to frequencies in a 3: 1 range if values for p im Range from z. B. 100 to 300 are required. It is therefore preferable to use this Place a four-stage ring counter that is activated by shifting pulses of 4 times is operated at the required frequency. The outputs on consecutive Levels of this counter are then every time exactly at intervals of 90 °, independently how big the respective frequency is.

Ein derartiger Typ einer 90°-Phasenverschiebungsschaltung erzeugt Rechteckwellen, die eine Sinuswelle von Grundfrequenz enthalten und ungeradzahlige Oberschwingungen, deren Amplituden umgekehrt proportional ihrer Ordnung sind. Bei 6 Minuten Bogenfehler sollen an den Eingängen der Begrenzer 8 und 13 die Oberschwingungsamplituden im Verhältnis zur Grundschwingung nicht den Wert überschreiten. Daher muß die dritte Oberschwingung mindestens 200fach (oder 46 db) reduziert werden, die fünfte Oberschwingung 120fach (oder 42 db) usw. Es ist wünschenswert, eine gewisse Filterung vor den Resolvern durchzuführen, um Übergangsresonanzen, die auf Streuinduktanzen und -kapazitäten zurückgehen, zu vermeiden. In dieser Position werden jedoch die Filter wegen der phasenverschobenen Eingänge paarweise benötigt, wobei jedes Paar eine identische Phasen- und Amplitudencharakteristik bei der Grundfrequenz besitzen muß. Mindestens die Hälfte der Filter müssen auf unterschiedliche Frequenzen abstimmbar sein.Such a type of 90 ° phase shift circuit generates square waves containing a sine wave of fundamental frequency and odd harmonics the amplitudes of which are inversely proportional to their order. In the event of an arc error of 6 minutes, the harmonic amplitudes at the inputs of the limiters 8 and 13 should not match the value in relation to the fundamental exceed. Therefore, the third harmonic must be reduced at least 200 times (or 46 db), the fifth harmonic 120 times (or 42 db) etc. It is desirable to carry out some filtering before the resolvers in order to reduce transient resonances due to stray inductances and capacitances avoid. In this position, however, the filters are required in pairs because of the phase-shifted inputs, each pair having to have identical phase and amplitude characteristics at the fundamental frequency. At least half of the filters must be tunable to different frequencies.

A b b. 2 ist ein Diagramm einer Vorrichtung, die der Vorrichtung nach A b b. 1 ähnlich ist und bei der einzelne der Bestandteile im größeren Detail gezeigt sind. Soweit dies möglich war, erscheinen in A b b. 2 für korrespondierende Komponenten die gleichen Bezugszahlen wie in A b b. 1.A b b. 2 is a diagram of an apparatus similar to the apparatus of FIG A b b. 1 and in which the individual components are shown in greater detail are. As far as possible, appear in A b b. 2 for corresponding components the same reference numbers as in A b b. 1.

Die in A b b. 2 gezeigten Frequenzteiler 2 und 3 dividieren durch den gleichen Faktor wie die entsprechenden Frequenzteiler in A b b. 1. Der Oszillator 1 besitzt im Beispiel der A b b. 2 jedoch eine zwölfmal höhere Frequenz gegenüber dem Beispiel der A b b. I, so daß auch die Ausgangsfrequenzen der Frequenzteiler 2 und 3 zwölfmal höher sind. Die Ausgangswellenzüge aus den Frequenzteilern 2 und 3 werden im Beispiel der A b b. 2 jedoch nicht direkt über ein 90'-Netz an die Resolver 4 und 10 angelegt, sondern jeweils zu Sinuswellen-Generatoren geleitet. Jeder Sinuswellen-Generator enthält einen zwölfstufigen Ringzähler C, der durch die Impulsausgänge aus den Frequenzteilern 2 oder 3 weitergeschaltet wird, so daß jeder Zähler C seine Zählperioden mit der FrequenzdesAusgangssignals des jeweils entsprechenden Frequenzteilers 2 oder 3 ausführt. Der Ausgang einer jeden Stufe des Zählers C ist mit zwei Schaltern S verbunden und veranlaßt eine Leitung dieser Schalter, wenn die betreffende Stufe sich im Zustand »1« befindet. Von jedem der Schalter ist eine Klemme mit einer Bezugsgleichspannung +Eo verbunden, während dessen andere Klemme über einem jeweils zugeordneten Widerstand an den Eingang von einem von insgesamt vier Summierverstärkern A angeschlossen ist. Man erkennt aus der Darstellung der A b b. 2, daß jedem der Summierverstärker ein Satz von jeweils zwölf Widerständen zugeordnet ist. Innerhalb eines solchen Satzes staffeln sich die Werte der Widerstände nach Maßgabe des Ausdrucks In diesem Ausdruck durchläuft n alle ganze Zahlen zwischen 1 und 12 einschließlich, während K eine geeignet ausgewählte Konstante ist. Durch den beschriebenen Aufbau werden die aufeinanderfolgend an den Eingang eines jeden Summierverstärkers A angelegten Ströme proportional zu sin 0, sin 30, sin 60° usw., wenn man einen ständigen Strom proportional zu -1 von der Quelle -Eo berücksichtigt.The in A b b. 2 dividing the frequency dividers 2 and 3 shown by the same factor as the corresponding frequency dividers in A b b. 1. The oscillator 1 has in the example of A b b. 2, however, a twelve times higher frequency compared to the example in A b b. I, so that the output frequencies of frequency dividers 2 and 3 are also twelve times higher. The output wave trains from the frequency dividers 2 and 3 are in the example of A b b. 2, however, is not applied directly to resolvers 4 and 10 via a 90 'network, but instead is routed to sine wave generators. Each sine wave generator contains a twelve-stage ring counter C, which is incremented by the pulse outputs from the frequency divider 2 or 3, so that each counter C carries out its counting periods with the frequency of the output signal of the respectively corresponding frequency divider 2 or 3. The output of each stage of the counter C is connected to two switches S and causes these switches to be conducted when the stage in question is in the "1" state. One terminal of each of the switches is connected to a DC reference voltage + Eo, while its other terminal is connected to the input of one of a total of four summing amplifiers A via a respective associated resistor. One recognizes from the representation of the A b b. 2 that each of the summing amplifiers is assigned a set of twelve resistors each. Within such a set, the values of the resistances are graded according to the expression In this expression, n loops through all integers between 1 and 12, inclusive, while K is an appropriately chosen constant. As a result of the structure described, the currents applied successively to the input of each summing amplifier A are proportional to sin 0, sin 30, sin 60 °, etc., if a constant current proportional to -1 from the source -Eo is taken into account.

Die Summierverstärker A sind übliche Gleichstromverstärker. Sie besitzen Rückkopplungskondensatoren in solcher Anordnung, daß sich mit zunehmender Frequenz eine zunehmende Dämpfung von 6 db pro Oktave ausbildet. Eine resistive Rückkopplung ist ebenfalls vorgesehen, und zwar zum Zwecke einer Gleichspannungsvorspannung.The summing amplifiers A are conventional direct current amplifiers. You own Feedback capacitors in such a way that with increasing frequency develops an increasing attenuation of 6 db per octave. A resistive feedback is also provided for the purpose of DC bias.

Ein Satz der Widerstände ist gegenüber dem anderen, mit dem gleichen Ring verbundenen Satz um drei Stufen verschoben, und zwar bei beiden der Sinuswellen-Generatoren. Auf diese Weise erhält die eine der Ausgangssinuswellen, die von einem jeden Generator erzeugt wird, gegenüber der anderen Ausgangswelle eine Phasenverschiebung von 90°.One set of resistances is opposite to the other, with the same Ring connected set shifted by three steps, in both of the sine wave generators. In this way, it receives one of the output sine waves from each generator is generated, compared to the other output shaft a phase shift of 90 °.

Es läßt sich zeigen, daß, wenn die Stromwerte von aufeinanderfolgenden Elementen im Ausgangswellenzug der Sinuswellen-Generatoren proportional zu sin 0, sin 30, sin 60, sin 90, sin 120° usw. sind, an Oberschwingungen nur die elfte, dreizehnte, dreiundzwanzigste, fünfundzwanzigste usw. Oberschwingung übrigbleibt (wobei deren Amplituden wiederum umgekehrt proportional sind der Schwingungsordnung). Dabei wird bereits durch zwei Stufen einer Filterung von 6 db pro Oktave (eine Stufe vor den Resolvern und eine hinter ihnen) die Amplitude der elften Oberschwingung der Grundschwingung. Dieser Wert ist geringer als der maximal erlaubte Wert von Um weniger als 6 Minuten Phasenfehler oder 0,3% Amplitudenfehler in der Grundschwingung zu erzeugen, sind Zufallsfehler in den Bemessungswiderständen von t'/2% des maximalen Stromes tolerierbar.It can be shown that if the current values of successive elements in the output wave train of the sine wave generators are proportional to sin 0, sin 30, sin 60, sin 90, sin 120 °, etc., only the eleventh, thirteenth, twenty-third of the harmonics twenty-fifth, etc. harmonic remains (the amplitudes of which are in turn inversely proportional to the order of the oscillation). The amplitude of the eleventh harmonic is already determined by two stages of filtering of 6 db per octave (one stage in front of the resolvers and one behind them) the fundamental. This value is less than the maximum permitted value of In order to generate phase errors of less than 6 minutes or 0.3% amplitude errors in the fundamental oscillation, random errors in the rated resistances of t '/ 2% of the maximum current can be tolerated.

Der durch die Widerstände erzeugte sinusförmige Wellenzug ist so vorgespannt, daß sämtliche Schalter die gleiche Polarität verarbeiten. Die Vorspannung wird in den Summierverstärkern A durch den Strom aus der Quelle -Eo wieder unterdrückt. Die Glättung der resistiven Rückkopplung der Summierverstärker A ist mit einer sehr großen Zeitkonstante versehen, so daß das resistive Rückkopplungssignal nicht die Phase und Amplitude der sinusförmigen Ausgangsgrundwelle beeinflußt. Die Rückkopplungskondensatoren sind vorzugsweise auf ± 0,3 /o genau, um sicherzustellen, daß die beiden jeweils einem Resolver zugeführten Sinuswellen so weitgehend nahezu die gleiche Amplitude besitzen, wie dies zweckmäßig ist.The sinusoidal wave train generated by the resistors is preloaded in such a way that that all switches process the same polarity. The preload is in the summing amplifier A is suppressed again by the current from the source -Eo. The smoothing of the resistive feedback of the summing amplifier A is very good large time constant provided so that the resistive feedback signal does not Phase and amplitude of the sinusoidal output fundamental wave influenced. The feedback capacitors are preferably to within ± 0.3 / o to ensure that the two respectively a resolver supplied sine waves so largely almost the have the same amplitude as appropriate.

Die Ausgangswellenzüge aus den Generatoren werden in der bereits in A b b. 1 erläuterten Weise an die Resolver 4 und 10 angelegt. Auch der übrige Teil der Schaltung der A b b. 2 entspricht exakt dem korrespodierenden Teil der A b b. 1. Die Filter 7 und 12 bestehen aus Verstärkern mit kapazitiver Rückkopplung; die mit zunehmender Frequenz eine weitere Dämpfung von 6 db pro Oktave einführen. Es sei noch darauf verwiesen, daß die kapazitiven Rückkopplungen sowohl im Filter 12 als auch in den Verstärkern A im rechtsseitigen Kanal der Darstellung der A b b. 2 einstellbar sind. Diese Einstellbarkeit dient zur Berücksichtigung von Variationen der Betriebsfrequenz. Falls erwünscht, können auch das Filter 7 und die Verstärker A im linksseitigen Kanal mit variablen kapazitiven Rückkopplungen versehen sein, obgleich dies nicht unbedingt notwendig ist, wenn die Frequenz des Oszillators 1 so einjustiert ist, daß die Betriebsfrequenz im linksseitigen Kanal im wesentlichen und trotz Änderungen im Divisionsfaktor des Frequenzteilers 2 konstant bleibt.The output shaft trains from the generators are in the already described in A b b. 1 applied to resolvers 4 and 10 . Also the remaining part of the circuit of A b b. 2 corresponds exactly to the corresponding part of A b b. 1. The filters 7 and 12 consist of amplifiers with capacitive feedback; which introduce a further attenuation of 6 db per octave with increasing frequency. It should also be pointed out that the capacitive feedback both in the filter 12 and in the amplifiers A in the right-hand channel of the representation of A b b. 2 are adjustable. This adjustability is used to take into account variations in the operating frequency. If desired, the filter 7 and the amplifier A in the left-hand channel can also be provided with variable capacitive feedback, although this is not absolutely necessary if the frequency of the oscillator 1 is adjusted so that the operating frequency in the left-hand channel is essentially and despite changes in the division factor of the frequency divider 2 remains constant.

Der Oszillator 1 besitzt eine Ausgangsfrequenz von z. B. 3,6 MHz, und die Ausgänge der Frequenzteiler 9 und 14 stellen Rechteckwellen bei einer Minimumfrequenz in der Größenordnung von 200 Hz dar. Die gesamte Information ist gegeben durch die Differenz in den Zeiten der Ubergänge in den Ausgangswellenzügen der Frequenzteiler 9 und 14. Da die Perioden unsymmetrisch sein können, ist diese Information nur einmal pro Periode verfügbar. Die Zeitdifferenz muß mit einer Reproduzierbarkeit von 1,4 &. sec für eine Winkeldrehung der Welle 18 von 6 Minuten gemessen werden. Die im gestrichelt umrandeten Netz 15, 16 in A b b. 2 verwendete Meßmethode besteht darin, als Ausgang vom Frequenzteiler 14 einen Impuls von etwa 100 #t sec zu erzeugen und diesen Impuls durch Ubergänge vom Frequenzteiler 9 in zwei Teile aufzuteilen. Diese beiden Teile werden in entgegengesetztem Sinn in einem bidirektionalen »Box-Car«-Kreis integriert. Infolge der Integration läuft nur ein äußerst geringer Anteil des 200-Hz-Trägers durch, und es ergibt sich eine mittlere Verzögerung von 2,5 ms. Vorzugsweise wird die Länge des 100-#t-sec-Impulses stabil gehalten durch Einstellung seiner Rückkante von einem geeigneten Punkt im Frequenzteiler 14 aus.The oscillator 1 has an output frequency of, for. B. 3.6 MHz, and the outputs of the frequency dividers 9 and 14 represent square waves at a minimum frequency in the order of 200 Hz. The entire information is given by the difference in the times of the transitions in the output wave trains of the frequency dividers 9 and 14. Since the periods can be asymmetrical, this information is only available once per period. The time difference must have a reproducibility of 1.4 &. sec for an angular rotation of the shaft 18 of 6 minutes. The in the dashed line network 15, 16 in A b b. The measuring method used in 2 consists in generating a pulse of about 100 #t sec as the output from the frequency divider 14 and dividing this pulse into two parts by transitions from the frequency divider 9. These two parts are integrated in opposite directions in a bidirectional »box car« circle. As a result of the integration, only an extremely small proportion of the 200 Hz carrier passes through, and the result is an average delay of 2.5 ms. Preferably, the length of the 100 # t-sec pulse is kept stable by adjusting its trailing edge from a suitable point in the frequency divider 14.

Für den Bereich von Werten von p zwischen 101 und 293 ist ein Verhältnis von 180: 1 zwischen der Anzahl der Pole der Resolver 4 und 10 geeignet. Der Maximalwert der weiter oben erwähnten Größe b (unter Ausschluß von zusätzlichen Divisionen durch einen Faktor e) beträgt 30, während die Größe a einen Maximalwert von 49 besitzt. Der Minimalwert jeder der beiden Größen ist 1. Die für die Größe a benötigten Werte sind 1, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 13, 14, 16, 17, 19, 22, 23, 29, 37, 43, 47, 49. Die für die Größe b benötigten Werte sind 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 15, 30.For the range of values of p between 101 and 293, a ratio of 180: 1 between the number of poles of resolvers 4 and 10 is suitable. The maximum value of the above-mentioned quantity b (excluding additional divisions by a factor e) is 30, while the quantity a has a maximum value of 49. The minimum value of each of the two quantities is 1. The values required for quantity a are 1, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 13, 14, 16, 17, 19, 22, 23, 29, 37, 43 , 47, 49. The values required for quantity b are 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 15, 30.

Die Information über den Fehler E ist im Effekt eine »Datenprobe«, deren »Probename-Geschwindigkeit« gleich ist der Eingangsfrequenz zum Phasenvergleichskreis 15. The information about the error E is effectively a “data sample” whose “sample name speed” is the same as the input frequency to the phase comparison circuit 15.

Unter Berücksichtigung der Begrenzungen der Filter sollte die höchste signifikante Fehlerfrequenz (welche die Zahnfrequenz des zu bearbeitenden Schneckenrades, d. h. die Rotationsfrequenz des Schneckenfräsers ist) nicht größer sein als ein Zehntel der Frequenz der Eingänge zum Phasenvergleichskreis 15. Wenn man die höchste noch für die Resolver geeignete Frequenz mit 10 kHz annimmt, ergibt sich (für einen Maximalwert a = 49) für die Eingangsfrequenz zum Phasenvergleichskreis 15 ein Wert von etwa 200 Hz, und damit sollte eine Schneckenfräser-Geschwindigkeit von 20 Hz- 1200 Upm möglich sein. Im praktischen Fall ist es jedoch wahrscheinlicher, daß die gesamte Anordnung durch die mechanische Servocharakteristik begrenzt wird, jedoch ist eine hohe Frequenz auch dann noch ein Vorteil, da sie es ermöglicht, die Verzögerung von mindestens einem Teil der gesamten Servoschleife zu reduzieren.Taking into account the limitations of the filter should be the highest significant error frequency (which is the tooth frequency of the worm wheel to be machined, d. H. the frequency of rotation of the worm cutter) must not be greater than one Tenth of the frequency of the inputs to the phase comparison circuit 15. If you get the highest assumes a suitable frequency of 10 kHz for the resolver, the result is (for a Maximum value a = 49) for the input frequency to the phase comparison circuit 15 a value of about 200 Hz, and thus a worm cutter speed of 20 Hz- 1200 rpm be possible. In the practical case, however, it is more likely that the entire arrangement is limited by the mechanical servo characteristic, however a high frequency is still an advantage as it enables the delay of at least part of the entire servo loop.

Die Maximalfrequenz des Oszillators 1, die die obenerwähnten Erfordernisse noch erfüllt, beträgt 3,6 MHz. Da es wünschenswert ist, diese Frequenz kristallgesteuert und im Wert konstant zu halten, ist es zweckmäßig, eine gemeinsame Stufe der Division durch d vorzusehen und diese Stufe so zu wählen, daß bd 30 wird. Die für d notwendigen Werte sind 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30. In der Praxis kann es einfacher sein, d mit a und b in den Frequenzteilern 2 und 3 zu kombinieren. In solch einem Fall werden für die Größe bd nur zwei Werte, nämlich 27 und 30, benötigt, und für die Größe ad werden die Werte 15, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25, 27, 28, 30, 32, 33, 35, 37, 38, 39, 40, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 49 benötigt.The maximum frequency of the oscillator 1, which still meets the above-mentioned requirements, is 3.6 MHz. Since it is desirable to keep this frequency crystal-controlled and constant in value, it is advisable to provide a common division by d stage and to select this stage so that bd becomes 30. The values necessary for d are 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30. In practice it can be easier to combine d with a and b in frequency dividers 2 and 3. In such a case, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25, 27, 28, 30 are for the size bd only two values, namely 27 and 30, needed, and ad for the size of the values 15 are, 32, 33, 35, 37, 38, 39, 40, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 49 are required.

Es ist nicht unbedingt notwendig, die Frequenz im Resolver 4 konstant zu halten und für die Frequenz im Resolver 10 einen Wechsel über einen Bereich 3 : 1 vorzusehen. Durch geeignete Auswahl des Faktors d kann auch in jedem Instrument ein Bereich 1,7: 1 benutzt werden.It is not absolutely necessary to keep the frequency in resolver 4 constant and to provide a change over a range of 3: 1 for the frequency in resolver 10. With a suitable selection of the factor d, a range of 1.7: 1 can also be used in each instrument.

Für Verhältnisse oberhalb 300 lassen sich geeignete Größen a und b leicht finden. Es mag dabei wünschenswert sein, einen planaren Resolver mit mehr als 180 Zyklen zu verwenden.For ratios above 300, suitable sizes a and b can be used easy to find. It may be desirable to have a planar resolver with more than to use 180 cycles.

Zum Erzeugen von Schrägzahnrädern werden im allgemeinen gebrochene Verhältnisse benötigt. In solch einem Fall kann der Resolver 4 durch eine Multipolvorrichtung, wie z. B. einen anderen planaren Resolver, ersetzt werden. Die durch die Frequenzteiler gelieferten Faktoren a und b können zum Bilden des gebrochenen Verhältnisses benutzt werden.Fractional ratios are generally needed to create helical gears. In such a case, the resolver 4 can be provided by a multipole device, such as e.g. B. another planar resolver can be replaced. The factors a and b provided by the frequency dividers can be used to form the fractional ratio.

In dem Ausführungsbeispiel der A b b. 3 ist der teure und aufwendige Präzisionsgetriebeblock 23 der Ausführungsform nach A b b. I und 2 nicht mehr vorhanden, so daß im Ergebnis keine mechanische Verbindung mehr besteht zwischen der Welle 18 des Schneckenfräsers und der Welle 21 des Schneckenrades. Die Motoren 17 und 20 sind im Beispiel der A b b. 3 ausreichend stark, um die Wellen 18 und 21 in die jeweilige Position zu bringen. Im übrigen sind in A b b. 3 diejenigen Komponenten, die den auch bereits in A b b. 1 und 2 erläuterten Komponenten entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Allerdings sind in A b b. 3 die Motoren 17 und 20 hydraulische Motoren, die mit den Wellen 21 und 18 entweder direkt oder über einfache, in den Zeichnungen nicht weiter dargestellte Reduktionsgetriebekästen gekoppelt sind.In the embodiment of A b b. 3 is the expensive and complex precision gear block 23 of the embodiment according to A b b. I and 2 no longer exist, so that as a result there is no longer any mechanical connection between the shaft 18 of the worm cutter and the shaft 21 of the worm wheel. The motors 17 and 20 are in the example of A b b. 3 strong enough to bring the shafts 18 and 21 into the respective position. In addition, in A b b. 3 those components that have already been mentioned in A b b. 1 and 2 correspond to components explained, provided with the same reference numerals. However, in A b b. 3 the motors 17 and 20 are hydraulic motors which are coupled to the shafts 21 and 18 either directly or via simple reduction gear boxes not shown in any further detail in the drawings.

Die Rotationsgeschwindigkeit des Schneckenfräsers 19 und seiner Welle 18 wird durch eine einfache Geschwindigkeits-Servoeinrichtung bestimmt, die von einem Tachogenerator 25 ausgeht. Der Tachogenerator 25 wird durch die Welle 18 angetrieben, und sein Ausgang wird in einem Verstärker 26 mit einem Befehlsgeschwindigkeitssignal verglichen, das von einem durch die Quelle 28 gespeisten Potentiometer 27 abgenommen wird. Der Ausgang aus dem Verstärker 26, der natürlich die verstärkte Differenz zwischen den beiden dem Verstärker zugeführten Signalen darstellt, dient zur Betätigung eines hydraulischen Ventils 20 A, das den Zutritt von hydraulischem Druck aus einer Quelle P zum Motor 20 regelt.The speed of rotation of the worm milling cutter 19 and its shaft 18 is determined by a simple speed servo device which starts from a tachometer generator 25. The tachometer generator 25 is driven by the shaft 18 and its output is compared in an amplifier 26 with a command speed signal taken from a potentiometer 27 fed by the source 28. The output from the amplifier 26, which of course represents the amplified difference between the two signals fed to the amplifier, is used to actuate a hydraulic valve 20 A which regulates the admission of hydraulic pressure from a source P to the motor 20.

Die Rotation der Welle 21 und damit des Rohlings 22 findet statt nach Maßgabe des durch den Verstärker 16 verstärkten Fehlersignals aus dem phasenempfindlichen Phasenvergleichskreis 15. Der Ausgang des Verstärkers 16 steuert ein hydraulisches Ventil 17A, das den Zutritt von hydraulischem Druck aus einer Quelle P zum Motor 17 regelt, um die Welle 21 in der benötigten Weise anzutreiben. Da die Welle 21 ihrerseits die Resolver 6 und 10 antreibt, wird das Einstellen der Welle 21 mithin bewirkt durch eine Rückkopplung nach Maßgabe bekannter servomechanischer Grundsätze. Eine Stabilisation in Form einer Geschwindigkeitsrückkopplung von der Welle 21 zum Motor 17 kann vorteilhaft sein, um Oszillationen der Welle 21 zu verhindern.The rotation of the shaft 21 and thus of the blank 22 takes place in accordance with the error signal amplified by the amplifier 16 from the phase-sensitive phase comparison circuit 15. The output of the amplifier 16 controls a hydraulic valve 17A, which allows hydraulic pressure from a source P to be admitted to the motor 17 regulates to drive the shaft 21 in the required manner. Since the shaft 21 in turn drives the resolvers 6 and 10, the adjustment of the shaft 21 is therefore effected by a feedback based on known servomechanical principles. A stabilization in the form of a speed feedback from the shaft 21 to the motor 17 can be advantageous in order to prevent oscillations of the shaft 21 .

Die Motoren 17 und 20 können beispielsweise mit Flügelrädern ausgerüstete Drehmotoren sein, bei denen eine Umkehr der Drehrichtung einfach durch Umkehr der Strömung durch den Motor bewirkt wird. Aus Gründen der Vereinfachung ist in der Darstellung der A b b. 3 der Abfiuß von den Motoren nicht mehr eingezeichnet worden. Dieser Abfluß kann zweckmäßig durch das jeweils zugeordnete Ventil zu einem Behälter geleitet werden.The motors 17 and 20 can, for example, be rotary motors equipped with impellers, in which a reversal of the direction of rotation is effected simply by reversing the flow through the motor. For the sake of simplicity, A b b. 3 the outflow from the engines is no longer shown. This drain can expediently be passed through the respectively assigned valve to a container.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend erläuterten Anwendungsbeispiele der Herstellung eines Schneckenrades beschränkt, sondern läßt sich generell überall dort anwenden, wo in wenig aufwendiger Weise mit Resolvern die relative Position zweier Teile geregelt werden soll. Die im . mechanischen Teil jeweils zu treffenden Ausgestaltungen ergeben sich dabei - wie auch bei den vorangehend erläuterten Ausführungsbeispielen - ohne weiteres aus der gerade vorliegenden Aufgabenstellung und brauchen daher an dieser Stelle nicht nochmals gesondert erläutert zu werden.The invention is not limited to the application examples explained above limited to the manufacture of a worm wheel, but can generally be used anywhere Use wherever the relative position is less complex with resolvers two parts should be regulated. The in. mechanical part to be met in each case Refinements result here - as in the exemplary embodiments explained above - without further ado from the task at hand and therefore need not to be explained again separately at this point.

Claims (11)

Patentansprüche: 1. Elektrische Regeleinrichtung zur Regelung der Lage zweier beweglicher Teile relativ zueinander, bei der die Teile, zur Umsetzung der Lage in elektrische Signale bestimmter Phasenlage, mit Resolvern verbunden sind, die je mit einer Wechselspannung gespeist sind und an deren Ausgang in Abhängigkeit der Bewegung des zugehörigen Teils phasenmodulierte Wechselspannungen anstehen, die zur Ermittlung der einer Nachlaufeinrichtung für ein erstes Teil zugeführten Lageabweichung dienen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die die Resolver (4, 10) speisenden Wechselspannungen voneinander unterschiedliche Frequenzen haben, die sich zueinander verhalten wie die Geschwindigkeiten der Teile (19, 20), daß ferner den Resolvern Frequenzvervielfacher oder -teiler (9, 14) nachgeschaltet sind, die derart bemessen sind, daß die phasenmodulierten Ausgangsspannungen der Resolver auf die gleiche Frequenz gebracht werden und daß die Ausgangssignale der Frequenzvervielfacher oder -teiler einem in der Nachlaufeinrichtung (15, 16, 17, 24) vorgesehenen Phasenvergleichskreis (15) zugeführt sind. Claims: 1. Electrical control device for regulating the position of two moving parts relative to each other, in which the parts are connected to resolvers for converting the position into electrical signals of certain phase positions, which are each fed with an alternating voltage and at their output depending on the Movement of the associated part phase-modulated alternating voltages are present, which are used to determine the positional deviation fed to a follow-up device for a first part, characterized in that the alternating voltages feeding the resolver (4, 10) have mutually different frequencies that are related to each other like the speeds of the Parts (19, 20) that furthermore the resolvers frequency multipliers or dividers (9, 14) are connected downstream, which are dimensioned such that the phase-modulated output voltages of the resolver are brought to the same frequency and that the output signals of the frequency multiplier or divider a in the r tracking device (15, 16, 17, 24) provided phase comparison circuit (15) are supplied. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekenn= zeichnet durch einen Motor (17), der auf das Ausgangssignal des Phasenvergleichskreises (15) anspricht und den ersten Resolver (4) einstellt. 2. Control device according to claim 1, marked = characterized by a motor (17) which responds to the output signal of the phase comparison circuit (15) and sets the first resolver (4). 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Resolver (4, 10) speisenden Wechselspannungen von ein und demselben Oszillator (1) über Frequenzteiler (2, 3) abgeleitet sind, die die Frequenz des Oszillators (1) jeweils auf die unterschiedlichen Frequenzen zur Speisung der Resolver (4, 10) herabteilen. 3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the resolver (4, 10) feeding AC voltages from one and the same oscillator (1) via frequency divider (2, 3) are derived, which the frequency of the oscillator (1) each down to the different frequencies for supplying the resolver (4, 10) . 4. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die speisenden Wechselspannungen den Statoren der Resolver (4, 10) jeweils über Netze (5, 11) zur Phasenverschiebung um 90° zugeführt sind, während die Rotoren der Resolver (4, 10) die Ausgangsspannungen der Resolver liefern. 4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the feeding alternating voltages are fed to the stators of the resolvers (4, 10) in each case via networks (5, 11) for phase shifting by 90 °, while the rotors of the resolvers (4, 10 ) supply the output voltages of the resolver. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Netze (5, 11) zur Phasenverschiebung um 90° jeweils Zähler (C) sind, die die Zahl der Schwingungen zählen und die mit einer Anzahl von Schaltern (S) verbunden sind, deren eine Klemmen sämtlich mit einer Bezugsspannungsquelle (E0) verbunden sind und zwischen deren anderen Klemmen und einem oder einem zweiten gemeinsamen Punkt sich jeweils ein Widerstand befindet, wobei die Widerstände so bemessen sind, daß sich bei fortschreitender Zählung sinusförmig ändernde Ströme an den beiden gemeinsamen Punkten ergeben, die im Phasenverhältnis von 90° zueinander stehen. 5. Control device according to claim 4, characterized in that the networks (5, 11) for phase shifting by 90 ° are each counter (C) which count the number of oscillations and which are connected to a number of switches (S) whose one of the terminals are all connected to a reference voltage source (E0) and between the other terminals and one or a second common point there is a resistor, the resistors being dimensioned so that sinusoidally changing currents result at the two common points as the counting progresses that are in a phase relationship of 90 ° to each other. 6. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Resolver (4, 10) ein Multipol-Resolver ist. 6. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the resolvers (4, 10) is a multipole resolver. 7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Multipol-Resolver ein planarer Zickzack-Resolver (10) ist. B. 7. Control device according to claim 6, characterized in that the multipole resolver is a planar zigzag resolver (10) . B. Regeleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Multipol-Resolver (10) ein dritter Resolver (6) gekoppelt ist, der in einen der beiden Kanäle (2 bis 9) eingeschaltet ist und die in diesem Kanal übertragene Wechselspannung in der Phase moduliert. Control device according to Claim 6 or 7, characterized in that a third resolver (6) is coupled to the multipole resolver (10) , which is switched into one of the two channels (2 to 9) and the alternating voltage transmitted in this channel in the Phase modulated. 9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Resolver (4) ein erstes bewegliches Teil (19) und mit dem zweiten Resolver (10) ein zweites bewegliches Teil (22) gekoppelt ist und daß für das zweite bewegliche Teil (22) eine Verstelleinrichtung (24) vorgesehen ist, während der Motor (17) seinerseits eine Verschiebung des ersten beweglichen Teils (19) um einen Betrag verursacht, der proportional ist der Verschiebung des zweiten beweglichen Teiles (22). 9. Control device according to one of claims 2 to 8, characterized in that with the first resolver (4) a first movable part (19) and with the second resolver (10) a second movable part (22) is coupled and that for the second movable part (22) an adjusting device (24) is provided, while the motor (17) in turn causes a displacement of the first movable part (19) by an amount which is proportional to the displacement of the second movable part (22). 10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden beweglichen Teilen (19, 22) eine mechanische Verbindung (18, 20, 24, 23, 21) vorgesehen ist, die ein Differentialgetriebe (24) enthält, und daß der Motor (17) das Differentialgetriebe (24) antreibt. 10. Control device according to claim 9, characterized in that a mechanical connection (18, 20, 24, 23, 21) is provided between the two moving parts (19, 22) which contains a differential gear (24) , and that the motor (17 ) drives the differential gear (24). 11. Regeleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste bewegliche Teil (22) ein Rohling für ein Zahnrad und das zweite bewegliche Teil (19) der Fräser einer Zahnradfräsmaschine ist.11. Control device according to claim 9 or 10, characterized in that the first movable part (22) is a blank for a Gear and the second movable part (19) of the milling cutter of a gear milling machine is.