DE1463238C - Numerisches Steuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein numerisches Steuersystem für eine Geschwindigkeitssteuerung einer dreidimensionalen Verschiebung eines Gegenstandes, wo ein Bezugsgeschwindigkeitsimpulsgenerator eine Bezugsgeschwindigkeitsimpulsfolge entsprechend der Sollverschiebungsgeschwindigkeit erzeugt und ein Befehlsverteiler auf Grund der Bezugsgeschwindigkeitsimpulsfolge und auf Grund von Verschiebungssignalen in drei Verschiebungsrichtungen drei Verschiebungsimpulsfolgen mit Impulszahlen proportional dem jeweiligen Verschiebungsbetrag abgibt.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die numerische Steuerung von Werkzeugmaschinen und sonstigen Fertigungsmaschinen.

Bei einem Steuersystem nach der USA.-Patentschrift 3 002 115 wird ein Werkzeug, nämlich ein Fräser nach Maßgabe von auf einem Informationsträger blockweise aufgezeichneten Ortssignalen für die verschiedenen Koordinaten und Zeitsignalen gesteuert. Die Ortssignale liegen dabei stützpunktweise die räumliche Bahnkurve des Werkzeuges fest und die Zeitsignale seine Vorschubgeschwindigkeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stützpunkten. Ortsund Zeitsignale des Informationsträgers werden durch eine Eingabeeinrichtung in- elektrische Signale umgesetzt und Zwischenspeichern zugeführt. Um die Lagesollwerte der Bahnkurve der WerKzeugbewegung entsprechend kontinuierlich vorzugeben, ist ein Befehlsverteiler vorgesehen, der die Ortssignale interpoliert und zeitgerecht auf die Maschinenkoordinaten verteilt. Auf Grund dieser Verteilung erhält man Verschiebungsimpulsfolgen für die verschiedenen Koordinatenrichtungen.

Auf Grund der Interpolation ergeben sich Schwankungen der resultierenden Geschwindigkeit des Werkzeuges. Diese Schwankungen sind nachteilig.

Die USA.-Patentschrift 2 537 427 beschreibt ein Steuersystem, womit ein digitaler Eingabewert in eine analoge Verschiebungsgröße umgesetzt werden soll. Aus dem Eingabewert wird hierbei eine Steuerimpulsfolge und aus der Istbewegung eine Vergleichsimpulsfolge abgeleitet, damit die beiden Impulsfolgen miteinander verglichen werden können. Hierbei handelt es sich um einen Regelkreis, eine Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Steuersystem der genannten Art die resultierende Verschiebungsgeschwindigkeit möglichst gleichmäßig und in Übereinstimmung mit der Bezugsgeschwindigkeit zu halten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator aus den drei Verschiebungsimpulsfolgen eine Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsfolge mit einer Wiederholungsfrequenz proportional der resultierenden Verschiebungsgeschwindigkeit bildet und daß eine dem Befehlsverteiler vorgeschaltete Geschwindigkeitssteuerschaltung die Bezugsgeschwindigkeitsimpulsfolge und die Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsfolge miteinander vergleicht und die Differenz zwischen diesen Impulsfolgen möglichst klein hält.

Die Rückführung der resultierenden Geschwindigkeit ermöglicht innerhalb des Steuersystems mit einem geringen Aufwand eine Einstellung der resultierenden Geschwindigkeit auf die Bezugsgeschwindigkeit oder Sollgeschwindigkeit für die Gesamtverschiebung. Für diese Einhaltung der resultierenden Geschwindigkeit sind keine zusätzlichen Eingangsgrößen erforderlich, sondern im wesentlichen nur ein Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator, der aus den. Verschiebungsimpulsfolgen für die verschiedenen Koordinatenrichtungen eine Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsfolge ableitet.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 und 2 sind Blockschaltbilder, die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuersystems zeigen;

Fig. 3 und 4 sind Impulsdiagramme, die die Betriebsweise des in F i g. 2 gezeigten Steuersy- . stems erläutern;

F i g. 5 und 6 sind Blockschaltbilder, die die Anordnung wesentlicher Teile des in F i g. 2 gezeigten Steuersystems darstellen.

Bei der dreidimensionalen Steuerung nach F i g. 1 wird an einen Eingang 101 ein Geschwindigkeitsbefehl V und Befehle für die Verschiebungsbeträge S₁, S₁, und Sm jeweils an die Eingänge 102, 103 und 104 gelegt. Der Geschwindigkeitsbefehl und die Verschiebungsbefehle werden in einem Geschwindigkeitssignalspeicher, der in einen Bezugsgeschwindigkeitsimpulsgenerator 2 eingebaut ist, bzw. in Abstandsignalspeichern ~t~il—und. III gespeichert. An einen Eingang 105 wird ein Startimpuls gelegt, der einen als Zeitgeber ausgebildeten Impulsgenerator 1 in Betrieb setzt.

Der Bezugsgeschwindigkeitsimpulsgenerator 2 erzeugt Ausgangsimpulse V mit einer Frequenz, die der Sollgeschwindigkeit V entspricht.

Eine Geschwindigkeitssteuerung 3 hält das Ausgangssignal V des Bezugsgeschwindigkeitsimpulsgenerators 2 und das Ausgangssignal . Is₁. eines Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerators 9 auf gleichem Wert. Die Ausgangsimpulse dieser Geschwindigkeitssteuerung werden an einen variable Längen registrierenden Zähler 4 gegeben. Der Zähler 4 zur Registrierung variabler Längen fragt die Zifferstellen ab, die in den drei Speichern I, II und III des Abstandsignalspeichers 5 mit den Eingabeimpulsen belegt wurden, und bestimmt entsprechend die Zifferstellen des Zählers 4, die mit den Ausgangsimpulsen der Geschwindigkeitssteuerung 3 belegt werden sollen.

Die maximale Zifferstellenanzahl des Zählers 4 muß natürlich gleich oder größer als die maximale Zifferstellenanzahl im Abstandsignalspeicher 5 sein, d. h., die Zahl der Zifferstellen im Zähler 4 wird durch den Inhalt im Abstandsignalspeicher 5 (das ist die Größe der befohlenen Verschiebung) variiert.

Auf diese Weise zählt der Variable-Längen-Zähler 4 das Ausgangssignal der Geschwindigkeitssteuerung 3 mit der ihm zur Verfügung stehenden Zifferstellenanzahl ab und erzeugt Nichtübertragsimpulse NC₂ in einer Anzahl, die gleich der ist, die mit der genannten Zifferstellenanzahl abgezählt werden kann. Nachdem alle Nichtübertragsimpulse NC erzeugt worden sind, wird aus der höherwertigen Zifferstelle im Zähler ein Ubertragsimpuls NC₂,, gebildet, worauf der Zeitgeber-Impulsgenerator 1 angehalten wird.

Die Nichtübertragsimpulse NC₂, die vom Variable-Längen-Zähler 4 erzeugt wurden, und die Ausgangssignale des Abstandsignalspeichers 5 werden drei Und-Torschaltungen 6 zugeführt, deren Ausgangssignale jeweils den Zahlen gleich werden, die im

Abstandsignalspeicher 5 gespeichert wurden. Die Ausgangssignale der Und-Torschaltungen 6 gelangen zu drei Taktgebern 7, wo sie mit einem passenden Taktimpuls zur Deckung gebracht werden, und dann an den Anschlüssen 106, 107 und 108 als Ausgangssignale Is₁, Is_n und Is₁₁₁ erscheinen. Die drei Verschiebungsimpulsfolgen, die den auf den Befehlsstreifen geschriebenen dreidimensionalen Komponenten des Verschiebungsbetrages und der Verschie-.bungsgeschwindigkeit entsprechen, werden an mindestens drei impulsgesteuerte Hilfsmechanismen geliefert, wodurch die gewünschte dreidimensionale relative Verschiebung des gesteuerten Objektes erreicht wird.

In dem erfindungsgemäßen System werden die Ausgangssignale Is₁, ,Is₁₁ und .Is_1n der Taktgeber? außerdem an drei Zeitwahlschaltungen 8 geliefert, wo sie um ein passendes Zeitintervall versetzt werden, und dann in einen Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator 9 eingeführt. In dieser Schaltung 9 wird die resultierende Geschwindigkeit

.Is₁.= ytlSrtf + tlSrnf + .dW²

. aus den Ausgangssignalen' I s,, I s„, . I S_1n, die in den Zeitwahlschaltungen 8 passend verzögert wurden, berechnet. Diese resultierende Geschwindigkeit wird in die Geschwindigkeitssteuerung rückgekoppelt.

Durch diese Anordnung wird es ermöglicht, daß in der Geschwindigkeitssteuerung 3 die vom" Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator 9 kommende resultierende Geschwindigkeit ls_t. immer gleich dem Ausgangssignal V des Bezugsgeschwindigkeits-Impuls generators 2 ist. Deshalb wird die Abweichung zwischen der Sollgeschwindigkeit und dem Befehlsstreifen und der tatsächlichen resultierenden Geschwindigkeit, die bei mehrdimensionaler Steuerung auftritt, in praktisch zulässigen Grenzen gehalten.

Um ein noch besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das sich der Zeitmultiplextechnik bedient. Nach Fig. 2 erscheinen die an die Anschlüsse 101, 102, 103 und 104 gelegten Eingangssignale alle in Serienform, und die Ausgangsgrößen an den Ausgängen eines Geschwindigkeitsspeichers 201 und eines Abstandspeichers 5 erscheinen ebenfalls alle in Serienform; die Periode, mit der sie auftreten, wird durch die maximale Zifferstellenanzahl des Eingangssignals bestimmt.

Wenn ein Zeitgeber-Startimpuls an den Anschluß 105 gelegt wird, um das System in Betrieb zu setzen, arbeitet zunächst ein Zeitgeber-Impulsgenerator 1 und sendet einen Zeitgeberbefehl an einen Zähler 202 eines Bezugsgeschwindigkeits- Impulsgenerators 2 und an eine Und-Torschaltung 401 eines Variable-Längen-Zählers 4.

Der Zeitgeberbefehl (1) am Ausgang 151 tritt als Einzelimpuls im ersten Zifferstellen Intervall einer jeden Taktperiode auf; der Zeitgeberbefehl (2) am Ausgang 152 tritt in allen Zifferstellenintervallen einer Taktperiode auf. Der Zähler 202 zählt diesen Zeitgeberbefehl (1) ab und erzeugt während einer Taktperiode jeweils nur einen Nichtübertragsimpuls für eine Zifferstelle. Das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssignalspeichers 201 ist so beschaffen, daß während einer Taktperiode alle gespeicherten Informationen erscheinen, wobei die höherwertige Zifferstelle zuerst erscheint. Wenn deshalb das Produkt aus dem Nichtübertragsimpuls JVC₁ und dem Ausgangssignal des Geschwindigkeitssignalspeichers 201 mit Hilfe einer Und-Torschaltung 203 gebildet wird, wird das Ausgangssignal der Und-Torschaltung 203 in der Zifferstelle erscheinen, die der gleichzeitigen Abgabe des Ausgangssignales des Geschwindigkeitssignalspeichers 201 und eines Nichtübertragsimpulses V entspricht. Vor einem vom Zähler 202 kommenden Ubertragsimpuls erscheinen also im Ausgangssignal der Und-Torschaltung 203 Impulse, deren Anzahl der im Geschwindigkeitssignalspeicher 201 enthaltenen Information entspricht.

In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel wird die Entfernung, um die das gesteuerte Objekt verschoben wird, durch einen Impuls bestimmt, und die Periode, mit der der Ubertragsimpuls des Zählers 202 erzeugt wird, wird als Zeiteinheit benutzt. Demgemäß besteht das Ausgangssignal der Und-Torschaltung 203 aus einer Zahl von Impulsen, die der während einer Zeiteinheit im Geschwindigkeitssignalspeicher 201 gesammelten Information und folglich der im Befehlsstreifen aufgeführten Geschwindigkeit gleich ist.

Das Ausgangssignal der Und-Torschaltung 203 wird durch einen Taktgeber 204 als erstes in einer Taktperiode angewandt und zum Ausgangssignal V des Bezugsgeschwindigkeits-Impulsgenerators 2.

Ein Umkehizähler 301 in einer Geschwindigkeitssteuerung 3 erzeugt an seinem Ausgang 351 nur dann ein Signal, wenn er sich in einem bestimmten Zustand (Zustand 1) befindet, und liefert dieses Ausgangssignal an die Und-Torschaltung 401 des Variable-Längen-Zählers 4. Zu dieser Zeit führt der Ausgang 352 kein Signal. Wenn der Zähler 301 sich in einem anderen Zustand (Zustand 2) befindet, erscheint an dem Ausgang 352 ein Signal, jedoch kein Signal am Ausgang 351. Das vom Ausgang der Und-Torschaltung 203 kommende Signal V soll den '.'.Omkehrzähler 301 in den genannten Zustand 1" ,versetzen, während das. vom Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator 9 kommende Signal I s_t. den Umkehrzähler 301 in den Zustand 2 versetzen soll. Da der Umkehrzähler 301 sich zuerst in dem Zustand 1 befindet, werden die Ausgangssignale Is₁, Is₁₁ und Is₁₁₁ in einem unten zu beschreibenden Vorgang erzeugt, womit das Ausgangssignal Is₁. des Resultierende - Geschwindigkeit - Impulsgenerators 9 gebildet wird. Da das Ausgangssignal des Ausgangs 351 an eine Und-Torschaltung 303 auf der Eingangsseite der Geschwindigkeitssteuerung 3 angelegt wird, passiert das Signal Is₁. die Und-Torschaltung 303 und versetzt den Umkehrzähler 301 in den Zustand 2. Wenn also in diesem Falle die Zahl der Impulse im Ausgangssignal ,Is₁. η ist, so kommt der Umkehrzähler 301 «-fach in den Zustand 2. Entsprechend erscheint das Ausgangssignal diesmal am Anschluß 352, und, da der Ausgang 352 mit einer Und-Torschaltung 302 auf der Eingangsseite des Umkehrzählers 301 verbunden ist, treten η Impulse des vom Bezugsgeschwindigkeits-Impulsgenerators kommenden Ausgangssignale V ein, um den Umkehrzähler 301 wieder in den Zustand 1 zu versetzen.

Damit das Ausgangssignal des Umkehrzählers 301 in den Variable-Längen-Zähler 4 gelangt und damit die Ausgangssignale Is₁, .Is_n und Is_1n erzeugt werden, müssen das Ausgangssignal . IS₁, des Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerators" 9 und das Ausgangssignal V des Bezugsgeschwindigkeits-Impulsgenerators 2 mit gleichen Impulszahlen in die

Geschwindigkeitssteuerung 3 eintreten. Da die Ausgangssignale Is₁, Is₁, und .Is_1n immer mit einer Zeitkonstanten V — Is₁. gebildet werden, heißt das, daß die tatsächliche resultierende Geschwindigkeit immer gleich der auf dem Befehlsstreifen angegebenen Geschwindigkeit wird. ■

Die Ausgangssignale der Speicher I, II und III des Abstandspeichers 5 sind so beschaffen, daß, ähnlich wie im Fall des Geschwindigkeitsspeichers 201, die ganze gespeicherte Information während eines Taktes ausgeliefert wird, und zwar in solcher Reihenfolge, daß die höherwertigen Zifferstellen zuerst erscheinen. Die Ausgangssignale dieser Abstandspeicher gelangen in eine Oder-Torschaltung 402 des Variable-Längen-Zählers 4, und eine Längen-Abfrage-Schaltung 403 spricht auf den während eines Taktes als erster auftretenden Impuls im Ausgangssighal der Oder-Torschaltung 402 an. Deshalb sendet die Schaltung 403 in jedem Takt einen Impuls mit der betreffenden Zifferstellenphase an die Und-Torschaltung401.

Da die Ausgangssignale der Geschwindigkeitssteuerung 3 und des Zeitgeber-Impulsgenerators 1 für alle Zifferstellen eines jeden Taktes abgegeben werden, wird die Phase des Ausgangssignals der Und-Torschaltung 401 gleich der des Ausgangssignals der Längen-Abfrage-Schaltung 403. Daher ändert-sich die Stellenzahl im Zähler 404 in Abhängigkeit von der Zifferstellenphase, mit der das Eingangssignal ankommt.

Im Zähler 404 erscheint das Eingangssignal mit der Phase der höchstwertigen belegten Zifferstelle der größten der drei in den Abstandspeichern I, II und III gespeicherten Zahlen. Folglich ist der Zifferumfang des Zählers 404 immer gleich dem maximalen Zifferumfang der in den Abstandspeichern I, II und III gespeicherten Zahlen. Der Zähler 404 zählt das Ausgangssignal der Und-Torschaltung 401 ab und schickt einen Nichtübertragsimpuls NC₂ an drei Und-Torschaltungen 6, in denen der Nichtübertragsimpuls NC₂ mit den Ausgangssignalen der Abstandspeicher I, II und III multipliziert wird. Zu dem Zeitpunkt, in dem der Ubertragsimpuls im Zähler 404 erzeugt wird, stellen die Ausgangssignale der drei Und-Torschaltungen 6 Zahlen dar, die gleich den in den entsprechenden Abstandspeichern I, II und III gespeicherten sind.

Die Ausgangssignale der, drei Und-Torschaltungen 6 werden durch drei Taktgeber mit einer bestimmten Taktfrequenz in Übereinstimmung gebracht, um so ihre endgültige Gestalt, nämlich die der oben beschriebenen Ausgangssignale Js₁, As_n und Js_n, anzunehmen. Man kann dann beobachten, daß die aus der Kombination der Ausgangssignale Js₁, Is₁₁ und Is₁₁₁ resultierende Geschwindigkeit der auf dem Befehlsstreifen angegebenen Geschwindigkeit gleich ist.

Die Ausgangssignale Js„ As_n und Js₁₁₁ passieren außerdem drei Zeitwahlschaltungen 8, wo sie in bestimmter Weise zeitlich gestaffelt und darauf an einen Resultierende - Geschwindigkeit - Impulsgenerator 9 gegeben werden. Der Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator 9 berechnet die Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate der Geschwindigkeiten . I s,.,,. I s_rll und . 1 s,._M1 in Richtung der Koordinatenachsen, d. h. die resultierende Geschwindigkeit

«Sr = ft '«γ.)²

Das berechnete Ergebnis wird an die Geschwindigkeitsregelung 3 geliefert.

Der obenerwähnte Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator 9 wird nun etwas ausführlicher beschrieben. Der Einfachheit halber wird zunächst eine Methode zur Berechnung von

K₀ = His,,?+ (As^f

betrachtet. . .

ίο Im folgenden wird angenommen, daß die Zeitwahlschaltungen VI und V so arbeiten, daß sich die

Impulsfolge As₁. und die Impulsfolge I s_r zeitlich

nicht überlappen. Zur einfacheren Darstellung wird das Ausgangssignal der Zeitwahlschaltung VI mit X bezeichnet und das Ausgangssignal der Zeitwahlschaltung V mit Y.

Nach F i g.' 5 werden X und.Y an die zwei Anschlüsse einer bistabilen Kippschaltung FF gelegt.

Wenn an den A"-Anschluß ein Impuls gelegt wird, wird am Ausgang Xa ein Ausgangssignal »1« und am Ausgang Ya ein Ausgangssignal »0« erzeugt. Dieser Zustand bleibt so lange aufrechterhalten, bis an den V-Anschluß ein Impuls gelegt wird. In analoger Weise wird an dem Ausgang Ya ein Ausgangssignal »1« und ein Ausgangssignal »0« am Ausgang Xa erzeugt, wenn aTrtierr y-Eingang ein Impuls gelegt wird. Dieser Zustand bleibt so lange aufrechterhalten, bis ein Impuls an den Eingang X gelegt wird.

Darüber hinaus werden die Anschlüsse X, Y, Xa und Ya durch die Und-Schaltungen zu den Größen XaX, XaY, YaX und YaY gekoppelt. Wenn zuerst an den Eingang X ein Impuls angelegt wird und dann, ohne daß ein Impuls an den Eingang Y angelegt wurde, wieder ein Impuls an den Eingang X gelegt wird, wird an dem Ausgang XaX ein Impuls erzeugt. Wenn zuerst an den Eingang X ein Impuls gelegt wird und dann ein Impuls an den Eingang Y, wird am Ausgang XaY ein Impuls erzeugt. Wenn analog zuerst ein Impuls an den Eingang Y und dann ein Impuls an den Eingang X gelegt wird, wird ein Impuls an dem Ausgang YaX erzeugt.

Die Ausgangssignale der Anschlüsse XaY und YaX werden in Oder-Schaltungen vereinigt, und dann an einen dreiwertigen Zähler weitergegeben, wodurch der Inhalt des dreiwertigen Zählers um 2 erhöht wird. Gleichzeitig werden diese Ausgangssignale Xa Y und YaX durch eine vom Inhalt des dreiwertigen Zählers kontrollierte Und-Schaltung hindurch in einer Oder-Torschaltung mit den Ausgangsimpulsen der Anschlüsse XaY und YaX vereinigt. /

Wenn der Inhalt des dreiwertigen Zählers vor dem Anlegen des genannten vereinigten Impulses »1« oder »2« ist, befindet er sich im Zustand »Ein« und wenn der genannte vereinigte Impuls »0« ist, befindet er sich im Zustand »Aus«, wobei ein Impuls dann durchgelassen wird, wenn der dreiwertige Zähler überläuft. Demgemäß fügen die Ausgangsimpulse der Anschlüsse Xa Y und YaX dem Inhalt des dreiwertigen Zählers zwei Einheiten hinzu und erzeugen so einen Impuls, der mit dem resultierenden überlauf übereinstimmt, wodurch die mittlere Dichte der Signale auf zwei Drittel reduziert wird.

Bezeichnet man die mittlere Dichte der von den Anschlüssen XaX, XaY, YaX und YaY kommenden Impulsfolgen entsprechend mit d(XaX), d(XaY), (HYaX) und d(YaY), so kann man die mittlere Dichte

des Ausgangssignals der vereinigten Impulsfolge wie folgt ausdrücken:

d(XaX) + d(YaY) + -^.

d(YaX)).

Bezeichnet man die mittlere Impulsdichte der an den Eingängen X und Y ankommenden Impulsfolgen entsprechend mit d(X) und. d(Y), und nimmt man an, daß d(X) größer oder gleich d(Y) ist, und berücksichtigt man, daß die einzelnen Impulse in jeder Impulsfolge zeitlich im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind, und berücksichtigt man ferner, daß ein zeitliches gegenseitiges überlappen der Impulsfolgen durch die obenerwähnte Zeitwahlschaltung vermieden wird, so kann man näherungsweise folgende Beziehung aufstellen: '.

<■)	V	β	V
(Grad)		(Grad)
0	1,000	45	0,043
, 5	1,025	50	0,980
10	1,043	55	1,010
15	1,052	60	1,033
20	1,054	65	. 1,047
25'	1,047	70	1,054
30	1,033	75	1,052
35	1,010	80	1,043
40	0,980	85	1,025
45	0,943	90	1,000

d(XaX) = d(X) - d(Y), d(XaY) = d(Y) d(YaX) = d(Y), d(YaY) = 0.

20 Aus der Beschreibung wird ersichtlich, daß die aus der Näherung

+ d(Yf

Form:

gewonnenen Werte für d(R) mit einem Fehler von etwa ±6% benutzt werden können.

Die Wirkungsweise der Schaltung wurde oben am

Entsprechend erhält die mittlere Dichte d(R) des 25 Beispiel zweier Impulsfolgen, nämlich einer X-Em-Ausgangssignals der vereinigten Impulsfolgen folgende gangsimpulsfelge aind einer Y-Eingangsimpulsfolge ~ erläutert, die Erfindung kann jedoch in derselben

Weise auch auf drei oder mehr Impulsfolgen angewandt werden. Zum Beispiel können in einer Anordnung, ähnlich der in F i g. 5 gezeigten, Schaltungen 9a im Hinblick auf eine dritte Impulsfolge (Z-Eingangsimpulsfolge As_vlu) und die genannte resultierende Ausgangsimpulsfolge benutzt werden, wie es in F i g. 6 gezeigt ist. Es ist dann möglich, eine resultierende Impulsfolge zu erzeugen mit einer Impulsdichte, die durch folgende Näherung ausgedrückt werden kann:

d(R) = d(X) + -j

Falls d(X) < (/(Y) ist, erhält die mittlere Dichte d(R) folgende Form:

d(R) =

Um die Beziehung zwischen d(R) und

d(Yf + d(Zf.

40

Vd(X)² + d(Yf

zu untersuchen, werden die Größen γ und Θ eingeführt, deren Bedeutung durch die folgenden Gleichungen gegeben ist:

d(R)

U(Xf+d(Yf

(HX) Vd(Xf+d(Yf

= Y

— cos. (■),

dann besteht zwischen γ und θ folgende Beziehung:

γ =

cos θ + — sin (-), 0 < θ < 4-

3 4

sin Θ + — cos Θ, -^- < Θ < -^-

J ^ Ζ·

Wählt man für (-) passende Werte und errechnet die entsprechenden Werte für γ aus der obenstehenden Beziehung, so erhält man die folgende Tabelle:

Der Resultierende-Geschwindigkeits-Impuls, der auf diese Weise gewonnen wird, wird an die Geschwindigkeitssteuerung 3 rückgekoppelt.

Erscheint ein Ubertragsimpuls C₂ als Aüsgangsimpuls des Zählers 404 innerhalb des Variable-Längen-Zählers, so bedeutet dies, daß an den Ausgangsanschlüssen 106, 107 und 108 Ausgangsimpulse As₁, Δ s„ und As_1n angekommen sind, deren Impulszahl dem Verschiebungsbetrag entspricht, wie er auf dem Befehlsstreifen angegeben ist. :

Entsprechend stoppt dieser Ubertragsimpuls C₂ den Zeitgeber-Impulsgenerator 1, und das ganze System wird angehalten.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Betriebsbeispiele der Geschwindigkeitssteuerung 3. F i g. 3 zeigt das Muster der Aüsgangsimpulse, wenn alle acht Zifferstellen mit Impulsen des Geschwindigkeitsspeichers 201 und die dritte bis zur achten Zifferstelle von Impulsen der Speicher I, II und III des Abstandsignal-Speichers belegt sind. Wenn das Ausgangssignal V des Bezugsgeschwindigkeits-Impulsgenerators 2 erzeugt ist, nimmt der Zähler 301 der Geschwindigkeitssteuerung 3 den Zustand »1« ein, und ein Ausgangssignal erscheint am Ausgangsanschluß 351. Da die Impulse des Ausgangssignalspeichers 5 den dritten und alle folgenden Takte belegt haben, wird in jeder Taktperiode von der Längenabtastschaltung 403 ein Ausgangssignal im dritten Zifferstcllenintervall abgegeben,

so daß ein Eingangsimpuls im dritten Zifferstellenintervall in den Zähler 404 gelangt, wo ein Nichtübertragsimpuls NC₂ mit einem der Intervalle von dritten bis zum achten erzeugt wird.

Da der Inhalt des Abstandsignalspeichers derart ist, daß Impulse erst in der dritten Zifferstelle und den folgenden vorhanden sind, erscheint von jedem der Ausgangsimpulse Is₁, Js₁, und /Is,,, jedesmal ein Impuls, wenn der Nichtübertragsimpuls NC₂ erscheint. Als Beispiel sei angenommen, daß drei Impulse des Signals /Is₁, zusammen mit dem ursprünglichen Nichtübertragsimpuls NC₁ erscheinen. Dementsprechend wird der Umkehrzähler 301 der Geschwindigkeitsregelung 3 dreifach geschlossen und nimmt den Zustand »2« an. Damit diese Schaltung wieder in den Zustand »1« gelangen kann, müssen deshalb drei Impulse des Ausgangssignals V des Bezugsgeschwindigkeits-Impulsgenerators 2 einlaufen. Wenn drei Impulse des Ausgangssignals V angekommen sind, kehrt der Umkehrzähler 301 in den Zustand »1« zurück.

Zu diesem Zeitpunkt läuft ein Eingangssignal in den Zähler 404 ein, und ein Signal NC₂ wird ausgeliefert. Es wird ein Impuls von jedem der Ausgangssignale Js₁, /Is₁₁ und As₁₁₁ ausgesendet, aber diesmal wird angenommen, daß ein Impuls des Ausgangssignals des Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerators ausgesendet worden ist. Folglich wiFd der Umkehrzähler 301 einmal geschlossen und nimmt den Zustand »2« an. Wenn dann ein Impuls des Ausgangssignals V des Bezugsgeschwindigkeits-Impülsgenerators.2 einläuft, kehrt der Umkehrzähler 301 wieder in den Zustand »1« zurück.

Ähnlich wie oben verläßt ein Nichtübertragsimpuls NC₂ den Zähler 404 und von jedem der Ausgangssignale A S₁, A S_n und /1 s_m wird ein Impuls ausgesendet, und es wird auch diesmal angenommen, daß z. B. ein Impuls des Ausgangssignals des Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerators 9 ausgesendet wird. Danach werden die oben beschriebenen drei Betriebszustände in einer ähnlichen Weise wiederholt.

Wie man aus Fi g. 3 entnehmen kann, werden dann, wenn fünf Impulse des Ausgangssignals V des Bezugsgeschwindigkeits-Impulsgenerators 2 ausgehefert worden sind, auch fünf Impulse des Ausgangssignals As_u des Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerators 9 ausgesendet, und die auf dem Befehlsstreifen angegebene Geschwindigkeit stimmt mit der tatsächlichen resultierenden Geschwindigkeit überein.

In dem in F i g. 4 dargestellten Fall ist die auf dem Befehlsstreifen angegebene Geschwindigkeit dieselbe wie die in dem in F i g. 3 dargestellten Fall, nur in dem Abstandsignalspeicher 1 sind das zweite Zifferstellenintervall und die folgenden mit Impulsen belegt. Da in diesem Fall die Steuerung eindimensional wird, stimmt die auf dem Befehlsstreifen angegebene Geschwindigkeit mit der tatsächlichen resultierenden Geschwindigkeit von selbst überein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Numerisches Steuersystem für eine Geschwindigkeitssteuerung einer dreidimensionalen Verschiebung eines Gegenstandes, wo ein Bezugsgeschwindigkeitsimpulsgenerator eine Bezugsgeschwindigkeitsimpulsfolge entsprechend der Sollverschiebungsgeschwindigkeit erzeugt und ein Befehlsverteiler auf Grund der Bezugsgeschwindigkeitsimpulsfolge und auf Grund von Verschiebungssignalen in drei Verschiebungsrichtungen drei Verschiebungsimpulsfolgen mit Impulszahlen proportional dem jeweiligen Verschiebungsbetrag abgibt, dadurch gekennzeichn et, daß ein Resultierende - Geschwindigkeit - Impulsgenerator (9) aus den drei Verschiebungsimpulsfolgen eine Resultieremie-~€jeschwindigkeit -.Impulsfolge mit einer Wiederholungsfrequenz proportional der resultierenden Verschiebungsgeschwindigkeit bildet und daß eine dem Befehlsverteiler (7) vorgeschaltete Geschwindigkeitssteuerschaltung (3) die Bezugsgeschwindigkeitsimpulsfolge und die Resultierende - Geschwindigkeit - Impulsfolge miteinander vergleicht und die Differenz zwischen diesen Impulsfolgen möglichst klein hält.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsgenerator (9) aus den drei Verschiebungsimpulsfolgen (.Is₁, Js_n, Js₁₁₁) zwei (Js₁, Js_n) auswählt, daß aus einer dieser Verschiebungsimpulsfolgen (Is₁) eine Impulsfolge mittlerer Dichte und aus der anderen Verschiebungsimpulsfolge (.-Is₁₁) eine Impulsfolge mit zwei Drittel der mittleren Dichte abgeleitet werden, daß die beiden Impulsfolgen zu einer Summenfolge zusammengefaßt werden und daß schließlich durch Summierung der Summenfolge und der dritten Verschiebungsimpulsfolge (Js_n,) eine Resultierende-Geschwindigkeit-Impulsfolge (Is₁.) gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen