DE1538607A1 - Numerische Werkzeugmaschinen-Steuerung - Google Patents

Description

Aktenzeichen d. Anmelderin

Docket 7937

Numerische Werkzeugmaschinen-Steuerung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur genauen Einstellung eines Maschinenteils in eine vorbestimmte Lage, vorzugsweise eine numerische Werkzeugmaschinen-Steuerung.

Derartigen Steuerungen werden numerische Eingangsdaten zugeführt, auf Grund deren der Weg und die Geschwindigkeit eines Maschinen-Werkzeugs gegenüber einem Werkstück oder eines das Werkstück tragenden Werkzeugmaschinentisches gegenüber dem Werkzeug genau gesteuert werden. Jeder Impuls in einer Folge von Steuerimpulsen entspricht dabei einem bestimmten Zuwachs der relativen Bewegung des Werkstücks gegenüber dem Werkzeug. Wenn die Steuerung z. B. 10 Impulse erzeugt, so bewegt sich das diesem Befehl gehorchende Werkzeug um eine Wegstrecke, die 10 mal so groß ist wie die durch einen Impuls definierte Zuwachsstrecke. Die Frequenz dieser Steuerimpulse bestimmt die Geschwindigkeit, was zur Steuerung der Geschwindigkeit des Maschinenwerkzeugs oder des Werkzeugmaschinen-Ti sehe β ausgenutzt werden kann.

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Die Weglängen- und Geschwindigkeits-Befehle der Steuereinrichtung werden dargestellt durch die Phase und die Phasenänderung eines (Soll-) Stellung s-B efehls signals, das einer Servo-Vorrichtung zugeführt wird, die ihrerseits den Werkzeugmaschinentisch (oder das Werkzeug) antreibt. Eine mit diesem Tisch verbundene Abfühleinrichtung erzeugt ein Rückführ-Signal, dessen Phase die augenblickliche wirkliche (Ist-) Stellung des Maschinentisches angibt. Die Phase des Sellstellungs-Befehlssignals wird mit der Phase des Iststellungs Rückführ signal s verglichen und dabei ein der Phasendifferenz direkt proportionales Fehlersignal erzeugt. Abhängig davon, ob das Sollslelungs-Signal in der Phase dem Iststellungs-Signal vor- oder nacheilt, also vom Vorzeichen des _fc Fehlersignals wird der Maschinentisch zusätzlich in solcher Richtung bewegt, daß dadurch das Fehlersignal in seinem Betrag verkleinert wird.

Bei bekannten numerischen Steuerungen der genannten Art (z.B. nach USA-Patenten 3 173 001 und 3 189 805) wird die Phase der beiden Signale mittels eines umsteuerbaren Zählers verglichen, der die auf Grund des Befehls signals durchgelassenen Taktimpulse in der einen Richtung und die infolge des Rückführsignals durchgelassenen Taktimpulse in der an deren Richtung zählt. Ein Ziffern-Analog -Umsetzer wandelt den Ausgang dieses Zählers in ein Analogsignal um, dessen Größe der Anzahl von im Zähler registrierten Einheiten der Differenz zwischen der Sollstellung und der Iststellung proportional ist. Wenn beispielsweise die Iststellung des Werkzeugmaschinentisches hinter der befohlenen Sollstellung um einen Betrag zurückbleibt, der größer als 180 Phasendifferenz ist, so registriert der umsteuerbare Zähler dieselbe.

Diese bekannten Steuerungen sind daher nur bis auf eine bestimmte Fehler-Einheit genau, die von der Frequenz der den Zähler schrittweise fortschaltenden und somit das Fehlersignal quantelnden Taktimpulse abhängt. Das von diesen bekannten Einrichtungen gelieferte Fehlersignal ist demnach dem Stellungsfehler nicht genau proportional, sondern durch die dem Fehlerwert nächstgelegene, vom umsteuerbaren Zähler registrierbare ganze Zahl gegeben, wenn die Differenz zwischen Ist- und Sollstellung unter den durch die TaktimpulsfrequeriE

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bestimmten Abstand benachbarter Taktimpulse abfällt.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine numerische Werkzeugmaschinen-Steuerung zu schaffen, die ein Fehlersignal liefert, das dem Stellungsfehler zumindest zwischen dem Wert Null und einem vorbestimmten Wert des Stellungsfehlers proportional ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durch eine Impulsquelle mittels logischer Kreise quantisierten Soll- und Ist- Stellunge signale je einen von der Impulsquelle weitergeschalteten Ringzähler starten, die bei synchroner Fortschaltung eine Sperreinrichtung für die Eingänge des Fehlerzählers und gleichzeitig mittels Einschaltkreisen eine Analog-Meleinrichtung für unterhalb der kleinsten numerischen Zähleinkeit (1 Impuls-Periode) liegende Lagefehler-Differenzen zwischen dem nicht quantisierten Ist-Stellung ssignal und dem Soll-Stellungssignal bzw. zwischen gegenüber denselben gleich verzögerten Signalen zwecks Steuerung einer Verstelleinrichtung wirksam machen.

Die analoge Messung des Lagefehlers erfolgt durch zeitlineare Aufladung eines Kondensators über einen von zwei Transistoren mit verschiedener Polarität, wobei Anfang sowie Polarität der Aufladung vom jeweils früheren der beiden Ist- bzw. Soll-Stellungs-Signale, das Ende der Aufladung vom jeweils späteren Signal durch Parallelschaltung des zweiten, die Wirkung des ersten aufhebenden Transistors bestimmt werden.

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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen numerischen Werkzeug- . maschinen-Steuerung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen genauer beschrieben. Von letzteren sind :

Fig. 1 : Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen-Steuerung;

Fig. 2 : Zeitdiagramm der an verschiedenen Stellen der Schaltung nach Fig. 1 herrschenden Spannungen.

Nach Fig. 1 enthält die erfindungsgemäße Steuereinrichtung für alle Bewegungs-Ik richtungen (-Achsen) beispielsweise einesWerkzeugmaschinen-Tisches gemeinsam einen von einem hochfrequenten Rechteck-Oszillator 12 (mit einer Frequenz von z.B. 1 MHz) gesteuerten Zeitmaßstab-Zähler 10 , der ständig eine bestimmte Anzahl von Oszillator-Taktimpulsen (z. B. 10 bei der nach Fig. 2 gewählten Taktlänge 0 bis 9) zählt, auf Null zurückgeht und wieder von vorn zu zählen beginnt. Dieser Zeitbasis entsprechend wird der vom Maschinentisch zurückzulegende Weg in zugeordnete genaue Zeitanteile unterteilt.

Die letzte Stufe dieses Zeit-Zählers 10 steuert einen Kurvenformer 14, der den Ziffernausgang in eine Sinuskurve umformt und diese einer am beweglichen Maschinentisch 18 befestigten Spule 16 eines elektrischen Maßstabs bekannter ^ Art zuführt. Der Sinus-Ausgang des Kurvenformers speist ferner nach einer

90 -Phasenverschiebung durch einen 90 -Phasenverschieber 20 eine auch am Maschinentisch 18 befestigte zweite Spvile 17 des elektrischen Maßstabs. Dadurch werden in einer am feststehenden Maschinengestell befestigten dritten Spule 22 dieses Maßstabs Impulse induziert und im nachfolgenden Verstärker 24 verstärkt. Die verstärkten Impulse an seinem Ausgang 26 sind also zeitlich durch den Zeitzähler 10 bestimmt und bezeichnen somit die augenblickliche Ist-Stellung des Maschinentisches 18. Dieser erste Rückführ-Impuls 26 beginnt laut Fig. 2 im Zeitpunkt 0 der 1. Zehner-Zählperiode des Zeitzählers 10.

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Die für jede Bewegungsrichtung bzw. Koordinatenachse gewünschte Lage des Maschinentisches wird in je einem zugeordneten Lage-Zähler 28 gespeichert, von denen der Einfachheit halber in Fig. 1 nur einer gezeichnet ist. Die in diesem Zähler 28 gespeicherte Lage-Adresse kann je nach der gewünschten Bewegungsrichtung des Maschinentisches durch Additions- oder Subtractions-Impulse aus einer nicht dargestellten Impulsquelle über die Eingangsleitung 30 oder 32 geändert werden. Die Frequenz dieser Impulse bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Bewegung des Maschinentisches erfolgt. ..-■·■■

Der vorbestimmte Inhalt des Lage-Zählers 28 wird laufend mit dem sich stetig ändernden Inhalt des Zeit-Zählers 10 durch den Vergleicher 34 verglichen, der bei Übereinstimmung an seinem Ausgang 36 einen Impuls liefert. Dieser wird mittels eines UND-Kreises 38 durch einen Oszillator -Taktimpuls abgetastet. Ein Ausgangsimpuls dieses UND-Kreises gibt durch seinen Zeitpunkt zugleich die gewünschte Stellung des Maschinentisches auf der betreffenden Koordinatenachse an.

Nach Fig. 2 ist nun 4 als erste im Lage-Zähler 28 gespeicherte Lage-Adresse angenommen. Demnach erreicht im Zeitpunkt 4 der 1. Zähl-Periode der Inhalt des Zeit-Zählers 10 den im Lage-Zähler 28 gespeicherten Wert 4 und g erzeugt somit der Vergleicher 34 über den UND-Kreis 38 einen Gleichheits-Impuls. Solange, wie die Lage-Adresse im Lage-Zähler 28 nicht geändert wird, entsteht auch während der folgenden Takte jeweils im Zeitpunkt 4 des Zeit-Zählers 10 ein gleicher Ausgangsimpuls des UND-Kreises 38.

Der Vergleichsimpuls am Ausgang des UND-Kreises 38 schaltet die erste Stufe Al eines Ringzählers 40 mit drei wirksamen Stufen Al-A3 ein, woraufhin die folgenden Taktimpulse aus dem Oszillator 12 die nächsten Zählerstufen A2-A4 nacheinander in den Arbeitszustand versetzen. ■.

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Ähnlich wird der beschriebene Rückführimpuls am Verstärker-Aus gang 26 durch den nächsten Taktimpuls mittels des UND-Kreises 74 abgefühlt und dessen Ausgang 76 der ersten Stufe Bl eines weiteren vierstufigen Ringzählers 42 zugeführt, dessen folgende Stufen B2-B4 ebenfalls durch die nächsten Taktimpulse nacheinander eingeschaltet werden.

Da in der 1. Zählperiode nach Fig. 2 die Einschaltung des Ringzählers 42 (B) vor der des Zählers 40 (A) erfolgt, wird zuerst der Ausgang der Zählerstufe Bl positiv und dem UND-Kreis 81 zugeführt. Da auch der zweite Eingang des letzteren positiv ist, weil der noch zu beschreibende Zähler 60 im Ruhezustand P einen negativen Ausgang des ODER-Kreises 63 und somit positiven Ausgang des nachfolgenden Inverters 71 sowie ODER-Kreises 82 bedingt, so werden die Ausgänge des UND-Kreises und des ODER-Kreises 83 positiv. Dadurch wird auch die Basis des NPN-Transistors T3 positiv bzw. über den Inverter 87 die Basis des PNP-Transistors T3' negativ, wodurch beide parallel geschalteten Transistoren leitend werden und einer von ihnen (je nach Ladungs-Vorzeichen) den zu ihnen parallelen Kondensator C vorbereitend entladet.

Wenn dagegen, wie in Fig. 2 bei der 3. Zählperiode gezeigt ist, der Ringzähler 40 (A) zuerst eingeschaltet wird, so macht dessen erste Stufe Al sofort einen Eingang des UND-Kreises 84 positiv, dessen anderer Eingang vcam Zähler 60 über ODER-Kreis 63, Inverter 71 und ODER-Kreis 85 ebenfalls positive Spannung erhält. Dadurch macht in diesem Fall der UND-Kreis 84 über den ODER-Kreis 83 die Transistoren T3 und T3' leitend, von denen in diesem Fall der Transistor T3' die negative Ladung des Kondensators C kurzschließt, diesen also vorbereitend entladet.

Nach Fig. 2 schaltet in der 1. Zählperiode auf die beschriebene "Weise der Rückführimpuls 26 den Ringzähler 42 (B) beim Taktimpuls 0 ein und der Vergleicherimpuls 36 den Ringzähler 40 (A) erst beim Taktimpuls 4, also mit einer Zeitdifferenz von 4 Täktimpulsen bzw. 4 »us ein. Um eine dieser Zeit-Docket 7937

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"π —

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differenz entsprechende Fehler-Strecke weicht demnach die Ist-Stellung des Werkzeugmaschinen-Tisches von der Soll-Stellung ab und muß dementsprechend korrigiert werden.'

Da also beim Taktimpuls 0 nur die Ringzähler-Stufe Bl einen positiven Impuls an den UND-Kreis 48 liefert, bleibt dessen Ausgang über den ODER-Kreis 46 und somit auch der des UND-Kreises 49 negativ. Der Ausgang des Inverters und der entsprechende Eingang des UND-Kreises 52 sind demnach positiv als Kriterium für das nicht gleichzeitige Einschalten der beiden Ringzähler 40, (A, B). Dadurch kann beim folgenden Taktimpuls 1 die Zählerstufe B2 mit ihrem positiven Ausgang über den ODER-Kreis 47 den UND-Kreis 52 und gleichzeitig einen monostabilen Kippkreis 54 mit einer Kippzeit von 3 ais wirksam machen. Der Kippkreis 54 bereitet zwei UND-Kreise 57 und 58 vor, von denen der letztere beim nachfolgenden Taktimpuls 2 durch die Zählerstufe B3 wirksam gemacht wird und mit einem positiven Impuls über Leitung 62 am Subtraktionseingang - eines vor-und rückwärts zählenden Fehler-Zählers 60 dessen Vorzeichenstufe -und- + sowie binäre Zählstufen 1, 2 und 4 einschaltet. Dieser Fehler-Zähler 60 kann also nur bei nicht synchronem Arbeiten der Ringzähler 40 und 42 wirksam werden.

Der positive Ausgang der Vorzeichenstufe - des Zählers 60 macht über den ODER-Kreis 80 und Inverter 86 den Transistor T2 leitend, der negative Gleichs pannung an den Kondensator C legt und diesen linear mit der Zeit negativ aufladet, wie es die unterste Kondensatorspannungs-Kurve in Fig. 2 zeigt. Diese linear wachsende negative Kondensatorspannung wird über Leitung 67 einem Gleichstromverstärker 68 zugeführt. Dieser steuert eine der Einschaltdauer des Transistors T2 und somit dem Abfall der Kondensator spannung proportionalen Drehung eines Stellmotors M, der demzufolge mittels der Transportspindel 69 den Maschinentisch 18 in Richtung auf die im Lage-Zähler 28 festgelegte Soll-Stellung bewegt.

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Da der erforderliche Verstellweg des Maschinentisches der Fehler-Differenz von 4 Taktimpulsen zwischen der durch den Rückführ impuls 26 ermittelten Ist-Stellung 0 am Anfang der 1. Zählperiode und der durch den Vergleicherimpuls 36 festgelegten Soll-Stellung 4 entsprechen muß und der Anfang der Tischbewegung durch die Stufe B2 des Ringzählers 42 beim Taktimpuls 1 vorbereitet wurde, wird.entsprechend das Ende der Tisch-Verstellung nach 4 Taktimpulsen beim T-eanti Taktimpuls 5 vorbereitet. Zu diesem Zeitpunkt wird aber nach Fig. 2 die entsprechende Stufe A2 des Ringzähler β 40 eingeschaltet, die daher zur Beendigung der Tischbewegung wie folgt herangezogen wird. Der Ausgang der Ringzähler stufe A2 macht über den ODER-Kreis 47 einen Ein-

ψ gang des UND-Kreises 52 positiv, dessen anderer Eingang noch immer vom Inverter 50 positive Spannung erhält. Der UND-Kreis 52 macht also beim Taktimpuls 5 erneut den monostabilen Kippkreis 54 für die Dauer von 3 Taktimpulsen (,us) wirksam. Der von letzterem vorbereitete UND-Kreis 57 läßt dann beim nächsten Taktimpuls 6 den Ausgang der folgenden Ringzähler stufe A3 hindurch über Leitung 61 zum Additionseingang des Fehler -Zähler s 60. Letzterer wird dadurch wieder um 1 Schritt zurückgeschaltet in den Ruhezustand seiner sämtlichen Stufen. Dadurch hört der positive Ausgang der Vorzeichenstufe I auf, so daß über ODER-Kreis 80 und Inverter 86 der Transistor T2 jetzt wieder gesperrt, also der Verstellmotor M und somit auch der Maschinentisch 18 nach einem dem festgestellten Lagefehler von 4 Taktimpulsen entsprechenden Weg stillgesetzt wird.

Gemäß Fig. 2 wird angenommen, daß nach Beendigung der Stellungskorrektur des Maschinentisches eine Änderung der im Lage-Zähler 28 noch gespeicherten Lage-Adresse 4 erfolgt, und zwar durch einen additiven Befehlsimpuls am Zählereingang 30 während des Taktimpulses 8 in der 1. Zählperiode. Dadurch enthält der Lage-Zähler 28 nun den neuen Soll-Stellungswert 5. Ferner wird angenommen, daß der Maschinentisch 18 nicht genau an den Anfang der Taktstellung 4, sondern bis in deren Mitte, also um l/2 Taktbreite (l/2 ,us) zu Docket 7937

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weit bewegt wurde. Demnach erzeugt der elektrische Maßstab des Maschinentisches 18 erst am Ende des Oszillator-Taktimpulses 4 in der 2. Zählperiode einen Rückführimpuls 26, der den UND-Kreis 74 jedoch erst beim nächsten Taktimpuls 5 wirksam machen und dadurch die Stufe Bl des Ringzählers 42 einschalten kann. Zu diesem Zeitpunkt stimmt aber auch der neue Sollwert 5 in dem Lage-Zähler 28 mit dem Inhalt des Zeit-Zählers 10 über ein, so daß der Vergleicher 34 einen Ausgangsimpuls 36 erzeugt und über den UND-Kreis 38 die Stufe Al des Ringzählers 40 einschaltet. Beide Ringzähler werden somit genau synchron fortgeschaltet, zeigen also die Fehlerdifferenz von l/2 Oszillator-(Takt)-Periode nicht mehr an, da diese kleiner als die kleinste von den Ringzählern registrierbare Einheit von 1 vollen Periode (1 /us) ist. j

Der Einschaltimpuls für die Ringzähler stufe wird vom UND-Kreis 74 auch dann zum gleichen Taktzeitpunkt 5 erzeugt, wenn der Ist-Stellung-Rückführimpuls statt etwa l/2 Oszillatortakt vor dem Soll-Stellung-Vergleicherimpuls 36 noch fast 1/2 Takt nach dessen Beginn einsetzen würde.

Dieser von den beiden Ringzählern 40, 42 und dem Fehlerzähler 60 nicht mehr erfaßbare Stellungsfehler von maximal - 1/2 Oszillatortakt (f l/2 /Us) wird nun erfindungsgemäß folgendermaßen berücksichtigt, während gleichzeitig der Fehlerzähler 60 gesperrt wird, indem die gleichzeitig eingeschalteten Ringzählerstufen Al und Bl über den UND-Kreis 48 sowie die anschließend zugleich wirksamen Zählerstufen A2 und B2 über den UND-Kreis 44 und dann über den beiden Stufen-Paaren gemeinsam zugeordneten ODER-Kreis 46, UND-Kreis sowie Inverter 50 den UND-Kreis 52 und somit die von ihm gesteuerten UND-Kreise vor den Eingängen des Fehlerzählers 60, d.h. auch diesen selbst blockiert.

Zugleich machen dieselben Ringzähler stufen Al und Bl die vom gesperrten Fehlerzähler 60 über ODER-Kreis 63, Inverter 71 und ODER-Kreise 82,85 Docket 7937

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vorbereiteten UND-Kreise 81 und 84 wirksam, die über den ODER-Kreis 83 den Transistor T3 sowie zusätzlich über Inverter 87 auch den Transistor T3' kurzzeitig entsperren, von denen letzterer die negative Ladung des Kondensators C kurzschließt und vernichtet.

Der vom elektrischen Maßstab des Maschinentisches nach Fig. 2 am Ende des Taktimpulses 4 in der 2. Zählperiode erzeugte Rückführimpuls 26 des Verstärkers 24 gelangt sofort an einen Verzögerungskreis 70 mit einer Verzögerungszeit von 2 Oszillatortakten ( 2 ,us) , so daß der Beginn von dessen verzögertem Ausgang 72 mitten in den Ausgangsimpuls der Ringzähler stufe A2 bzw. m B2 fällt. In dem vorstehend ebenfalls erörterten anderen Grenzfall für den Einsatzpunkt des Rückführ impulses kurz vor dem Ende des Taktimpulses 5, der dasselbe gleichzeitige Arbeiten der beiden Ringzähler 40, 42 zur Folge hätte, würde der Ausgangsimpuls 72 des Verzögerungskreises 70 während des Ausgangsimpulses der Ringzähler stufe A3 bzw. B3 beginnen. Die Kriterien dafür, daß der Lagefehler des Maschinentisches innerhalb der Toleranz von - l/2 Oszillatortakt (- l/2 ,us) der Ringzähler und des Fehlerzählers 60 liegt und der erfindungsgemäßen getrennten Ermittlung bedarf, sind somit die Tatsachen des synchronem Arbeitens der Ringzähler 40, 42 und dassder Ausgangsimpuls des Verzögerungskreises 70 während des Ausgangsimpulses der Ringzählerstufen A2, B2 oder A3, B3 beginnt.

Das synchrone Arbeiten der beiden Ringzähler bedingt, wie vorstehend beschrieben wurde, die Sperrung des Fehlerzählers 60 im Ruhezustand und somit negativen Ausgang des ODER-Kreises 63 und positiven Ausgang des nachfolgenden Inverters 71, der je einen Eingang der UND-Kreise 78 und 79 steuert. Gleichzeitige Ausgänge der Ringzähler stufe A2 und B2 werden nun durch einen UND-Kreis 43, solche der Stufen A3 und B3 durch einen UND-Kreis 45 erfaßt. Die Wirkung beider UND-Kreise wird durch einen ODER-Kreis 77 zusammengefaßt und je einem weiteren Eingang der UND-Kreise 78, 79 zugeführt. Für den Docket 7937

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-limit dem dritten Eingang des UND-Kreises 78 verbundenen Ausgang 72 des Verzögerungskreises 70 realisiert demnach dieser UND-Kreis 78 alle genannten Bedingungen. Wenn also im vorliegenden Fall der verzögerte Ist-Stellung-Rückführ impuls 72 während der gleichzeitigen Ausgangsimpulse der Ringzählerstufen A2 und B2 beginnt, macht er den UND-Kreis 78 wirksam und somit über den ODER-Kreis 80 und den Inverter 86 den Transistor T2 leitend, der die negative Aufladung des Kondensators C und eine entsprechende Steuerung des Motors M also am Ende des Taktimpulses 6 in der 2. Zähleperiode beginnt.

Gegenüber dem Beginn des Soll-Stellung«- Vergleicherimpulses 36 (gleichzeitig mit dem Taktimpuls 5) ist nun der Anfang des Auegangsimpulses der Ringzählerstufe A3 auch genau um die Verzögerungszeit (2 Oszillatortakte) des Verzögerungskreises 70 verzögert. Dieser Impuls A3 macht zu Beginn des Taktimpulses 7 den UND-Kreis 79 und über den ODER-Kreis 66 auch den den Kondensator C positiv aufladenden Transistor Tl leitend, der also zu diesem Zeitpunkt die Wirkung des Transistors T2 aufhebt, d.h. , die negative Aufladung des Kondensators beendet. Die Dauer dieser Kondensatoraufladung und die ihr entsprechende Bewegung des Motors M und des Maschinentisches 18 entspricht demnach genau der Differenz zwischen Ist- Stellung -RückfUhr -impuls 26 und Soll-Stellung-Vergleicherimpuls 36, also dem von Ring- und Fehler-Zählern nicht mehr erfaßbaren Stellungsfehler von 1/2 Oszillatortakt (l/2 /Us) des Maschinentisches.

Gemäß Fig. 2 wird nach dieser Einstellung des Maschinentisches 18 in der 2. Zählperiode der Soll-Stellungswert im Lage-Zähler 28 erneut geändert vom Wert 5 auf 4 durch einen Subtraktionsimpuls am Zählereingang 32 zum Zeitpunkt des Taktimpulses 8. Nach 1 1/2 Taktperiode (am Ende des Taktinapulses 9) verringert ein weiterer Subtraktionsimpuls den Sollwert auf 3 und schließlich nach weiteren 2 l/2 Taktperioden (beim Taktimpuls 2 in der 3. Zählperiode) ein dritter Subtraktionsimpuls auf den Sollwert 2. Die Verwendung des Lagezählers 28 zur Speicherung des Lage-Sollwertes ermöglicht also dessen Änderung zwischen den Vergleicherimpulsen ohne Beeinträchtigung der Maschinen-Docket 7937

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steuerung.

Da der neue Sollwert schon bei seiner Einstellung mit dem Zählimpuls übereinstimmt, erzeugt der Vergleicher 34 gleichzeitig einen Vergleicherimpuls 36, der sofort, wie beschrieben, den Ringzähler A startet, dessen Stufe Al sofort wieder eine Entladung des Kondensators C einleitet. Der Maschinentisch wurde

2.

in der vorigen Zählperiode in Stellung 5 bewegt, so daß nun in der 3. Zählperiode der Ist-Stellung-Rückführimpuls 26 erst beim Taktimpuls 5 beginnt und den Ringzähler B startet.

Weil also beide Ringzähler nicht synchron laufen und dem nach der Lagefehler größer als 1 Taktperiode (1 /us), nämlich gleich 3 Taktperioden ist, wird der Fehler-Zähler 60 (über die logischen Schaltkreise 48, 44, 46, 49, 50 und 52) nicht gesperrt. Vielmehr wird durch den Ringzähler-Ausgangsimpuls A2 beim Taktimpuls 3 der 3. Zählperiode (über die logischen Kreise 47, 52 und den monostabilen Kippkreis 54) der UND-Kreis 57 vorbereitet, der dann beim nächsten Taktimpuls 4 durch den Ringzählerimpuls A3 wirksam wird und den Fehlerzähler 60 über dessen Addition seingang 61 einen Schritt vorwärts schaltet. Infolgedessen wird der Ausgang Dl, von dessen Zähler stufe 1 positiv, während der Ausgang der Vorzeichenstufe I negativ bleibt. Beide Stufen machen über den ODER-Kreis 64 bzw. den Inverter 88 den UND-Kreis 65 wirksam und über den ODER-Kreis 66 den Transistor Tl leitend, der eine lineare positive Aufladung des Kondensators C nach Fig. 2 und eine entsprechende Bewegung von Motor M und Maschinentisch 18 einleitet. Nach 3 dem anfänglichen Lagefehler-entsprechenden Oszillatortakten schaltet beim Taktimpuls 6 der Ausgangsimpuls der Ringzähler stufe B3 mittels des UND-Kreises 58 über den Subtraktionseingang 62 den Fehlerzähler 60 wieder einen Schritt rückwärts in den Ruhezustand, wodurch der -Transistor Tl wieder gesperrt und somit die Kondensatoraufladung sowie die Motor- und Tischbewegung beendet wird, nachdem der Maschinentisch 18 von der Taktstellung 5 aus die Taktstellung 2 erreicht hat. Docket 7937

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Da laut Fig. 2 nach dieser Bewegung der letzte Soll-Stellungswert 2 im Lagezähler 28 nicht mehr geändert wird, erzeugt in der 4, Zählperiode der Vergleicher 34 beim Taktimpuls 2 einen Vergleicher impuls 36, der den Ringzähler A startet. Im gleichen Zeitpunkt entsteht der Ist-Stellungs-Rückführimpuls 26, der den Ringzähler B also gleichzeitig startet. Die synchron ein- und weiter geschalteten Ringzähler verursachen zunächst eine neue Entladung des Kondensators C, diesmal über den Transistor T3. Ferner sperren sie den Fehler zähler 60 und bereiten gleichzeitig die Einschaltung der Transistoren Tl und T 2 für eine mögliche Kur ζ-Aufladung des Kondensators C vor. Da aber nach Fig. 2 angenommen ist, daß der Maschinentisch seine Soll-Stellung genau erreicht hat, fallen die Anfänge des durch den Verzögerungskreis 70 verzögerten i Ist-Stellungs-Rückführimpuls 26, d.h. von dessen Ausgangsimpuls 72, und des Ausgangsimpulses der Ringzähler stufe A3 genau zusammen. Dadurch werden beide Transistoren Tl und T2 gleichzeitig leitend und heben sich in ihrer Wirkung auf den Kondensator C auf, der infolgedessen ebenso wie der Motor M und der Maschinentisch 18 unverändert bleibt.

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00382170406

Claims (7)

1. -14-PAT EN TANSPRÜCHE

   / 1. fifumerische Werkzeugmaschinen-Steuerung mit einem durch Soll- und Ist-Stellungswert gesteuerten vor- und rückwärts zählenden Zähler für den Lagefehler, dadurch gekennzeichnet, daß die durch eine Impulsquelle (12) mittels logischer Kreise (38,74) quantisierten Soll- und Ist-Stellungssignale (36, 26) je einen von der Impulsquelle (12) weitergeschalteten Ringzähler (40, 42) starten, die bei synchroner Fortschaltung eine Sperreinrichtung (44, 48, 46, 49, 50, 52) für die Eingänge (57, 61 bzw. 58, 62) des Fehlerzählers (60) und gleichzeitig mittels Einschaltkreisen (43, 45, 77; 63, 71; 78, 79) eine Analog-Meßeinrichtung (Tl, T2, C) für unterhalb der kleinsten numerischen Zähleinheit (1 Impuls-Periode) liegende Lagefehler-Differenzen zwischen dem nicht quantisierten Ist-Stellungssignal (26) und dem Soll-Stellungs signal (36) bzw. zwischen gegenüber denselben gleich verzögerten Signalen (72, A3) zwecks Steuerung einer Verstelleinrichtung (68, M, 69, 18) wirksam machen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Messung des Lagefehlers durch zeitlineare Aufladung eines Kondensators (C) über einen von zwei Transistoren (Tl, T2) mit verschiedener Polarität erfolgt, und Anfang sowie Polarität der Aufladung vom jeweils früheren der beiden Ist- bzw. Soll-Stellungs signale (26, 72 bzw. 36, A3) das Ende der Aufladung vom jeweils späteren Signal durch Parallelschaltung des zweiten, die Wirkung des ersten aufhebenden Transistors bestimmt werden.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Transistor (Tl, T2) der Analog-Meßeinrichtung (Tl, T2,C) bei nicht synchroner Fortschaltung der Ringzähler 6 (40, 42) von dem Fehlerzähler (60) während seines Arbeitszustandes mittels getrennter Einschaltkreise (64, 88, 65, 66; 80, 86) wirksam gemacht wird, der vom jeweils zuerst gestarteten Ringzähler (40, 42) in der zugeordneten Richtung(+, -) Docket 7937

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   eingeschaltet und vom zuletzt gestarteten Ringzähler wieder ausgeschaltet wird.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe (Al, Bl) jedes Ringzählers (40, 42) die Entladung des Kondensators C mittels paralleler Transistoren (T3, T3') z.B. über besondere Einschaltkreise (82,81; 85,84; 83; 87) steuert.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Spannung des Kondensators die Lage der Verstelleinrichtung

   (M, 69» 18) proportional steuert. A
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der numerische Soll-Stellungswert in einem Lagezähler (28) gespeichert und zwischen den Verstellungen veränderbar ist und daß das Soll-Stellung ssignal (36) durch einen Vergleicher (34) bei Koinzidenz mit einem Zeitzähler (10) zur Abgrenzung gleicher Zählperioden erzeugt wird.
7. 7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ist-Stellungssignal (26) durch einen elektrischen, vorzugsweise induktiven Maßstab (16, 17, 22) bekannter Art erzeugt wird.

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