DE1763438A1 - Elektronische Werkzeugmaschinensteuerung - Google Patents
Elektronische WerkzeugmaschinensteuerungInfo
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description
Elektronische Werkzeugmaschinensteuerün^
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Bewegungsbahn eines Gliedes, insbesondere
eines Werkzeuges nach auf einem Aufzeichnungsträger
wie einem Magnetband numerisch gespeicherten Eingangsdaten.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung für zwei in der Phase gegeneinander verschobene
'Signale, durch die der Unterschied zwischen der Ist-■w-ert-
und der Scllwertlage des Gliedes bestimnt ist, und sieht die Verwendung eines Ein-Aus-Servoantriebes
vor, anstelle eines sonst verwendeten proportionalen Servoantriebes.
Elektronische Schaltungnanordnungen zum Steuern der
Bewejuru.sbahn eines Maschinenelementes mit numerisch
gespeicherten Eingangsdaten haben im großen Ma3e zur
Steuerung automatischer Fräsmaschinen und ähnlicher
Maschinen Verbreitung gefunden. Solche Anordnungen
...,.' 109816/0884 BADORiGlNAL
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bedienen sich bisher proportional arbeitender Servoantriebe,
von denen das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die dem Unterschied zwischen der
Istwert- und der Sollwertlage proportional ist, wobei der Sollwert von der Schaltungsanordnung aus den numerischen
die Bewegungsbahn vorgebenden Daten erzeugt wird. Andere bekannte Einrichtungen zum Steuern von
A Präsmaschinen verwenden Schablonen oder Werkstücke, die mittels eines mechanisch mit dem Schneidwerkzeug
gekoppelten Fühlers abgetastet v/erden, so dai3 ein Steuersignal
dem Servoantrieb dann zugeführt wird, wenn die Fühlerlage gegenüber der Schablone bzw. der Kontur um
bestimmte Grenzwerte abweicht." Diese Maschinen verwenden oft einen Ein-Aus-Servoantrieb anstelle eines
proportionalen Antriebes, wobei sich eine tote Zone ergibt, in der vom Fühler zum Servoantrieb kein Steuersignal
geliefert wird, und zwar solange, als der Fühler innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegt. Diese
Totzone kann manchmal auch in zwei Bereichen umgeschaltet werden, so daß bei hoher Geschwindigkeit geschruppt und
bei niedriger Geschwindigkeit geschlichtet werden kann
Die vorliegende rlrfindung zielt auf eine Abänderung dec
mit numerisch gespeicherten Daten arbeitenden Systems ab,
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durch die es ermöglicht wird^ daß auch eine solche
Anordnung mit einem Ein-Aus-Servoantrieb versehen werden kann. Eine derart abgeänderte numerische
Steueranordnung ist dann in vorteilhafter Weise zur Umrüstung bereits bestehender und mit Schablonensteuerung arbeitender Maschinen geeignet. So kann
die Fühlersteuerung gegen eine numerische Steueranordnung ausgetauscht oder beide Steuerungsarten verwendet
vjerden, die dann abwechselnd, zur Speisung des Servoantriebes
dienen.
In der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist eine numerische Steueranordnung
vorgesehen, die einen phasenanalogen Ausgang in Form einer Rechteckbezugsschwingung und eines Rechtecksteuerschviingung
liefert, welche die gleiche Frequenz wie die Bezugsschwingung aufweist, jedoch gegenüber der
BeZugsschwingung um einen Abstand phasenverschoben ist.
der der gewünschten Lage des Werkzeuges in jedem Augenblick entsprechend dem vorgegebenen Sollwert proportional
ist. Diese Bezugsschwingung wird der Statorwicklung eines Resclvers zugeführt, dessen Welle mit den Werkzeug mechanisch verbunden ist. Der Resolverausgang wird
ε emit proportional zum Istwert des Werkzeuges verschoben.
'Bei bereits vorgeschlagenen numeric eher; Steuerancrdnungen
sind der Resolver und die Steuersehwingung
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verglichen worden, um daraus einen Fehlerwert. abzuleiten,
welcher dem Unterschied zwischen dem Sollwert und dem Istwert proportional ist, wobei der Fehlerwert zum Antrieb
eines proportional arbeitenden Servoantriebes, der mit dem Werkzeug verbunden ist, Verwendung findet."
Die Phasenverschiebung der Steuerschwingung gegenüber der
vom Ausgang des Resolversabgeleiteten Rechteckschwingung ist beim normalen Betrieb der Maschine auf einen Abstand
beschränkt, der kleiner als die Hälfte der Wellenlänge der Bezugsschwingung ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Impulsreihen vorgesehen,
die in einer Richtung Nulldurchgänge der Steuerschwingung und des Resolverausgangssignales darstellen. Liegt der
Nulldurchgang der Steuerschwingung in einer gegebenen Halb-periode vor der Resolverrechteekschwingung, so ist
der Fehler des Werkzeuges in der einen Richtung. Liegt P dagegen der Nulldurchgang am Resolver vor dem Nulldurchgang der Steuerschwingung so ist der Fehler in der anderen
Richtung. Dementsprechend wird beim Auftreten des ersten Nulldurchgangs eines von zwei Flip-Flops umge-schaltet.
Ferner beginnt eine Zeitverzögerung, CLe1^n,
Länge der Geschwindigkeit des gesteuerten Werkzeuges proportional ist. Dabei wird eine positive der,Werk- . ■
Zeuggeschwindigkeit proportionale Spannung zu einer im negativen Sinn ansteigenden Sägezahnspannung hinzu
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addiert, die beim Auftreten des ersten Nulldurchgangs
eingeschaltet wird. Der Nulldurchgang der Summe dieser beiden Spannungen bestimmt die Zeitverzögerung.
Geht die zweite Schwingung in der gewählten Richtung während der Zeitverzögerungsperiode durch NuIIj so
wird der vorher umgeschaltete Flip-Flop zurückgeschaltet und an dem Ein-Aus-Servoantrieb steht während dieser
Periode kein Steuersignal an. Geht jedoch die zweite Schwingung in der gewählten Richtung nach Beendigung
der Zeitverzögerung durch Null, so wird durch das NuIldurchgangssignal
ein Gatter aktiviert und das erste Flip-Flop
schaltet ein zweites Flip-Flop um, das ein Steuersignal für den Servoantrieb in der gewünschten Richtung
erzeugt. Dieses Steuersignal steht so lange an, bis die
näohstfolgende Zeitverzögerung beendet ist. Durch dieses
Systemvermittelt die numerische Steueranordnung ein einziges
gewertetes Steuersignal für den Servoantrieb in
der riahtigen Sichtung jnit einer Totzone zwischen dem
positiven und negativen Steuersignal, deren Breite der
Gesßliwindigkeit des Werkzeuges proportional ist. Dadurch
wird genau das von einer Fühlersteuerung erzeugte Signal
nachgeahmt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert-. Es zeigern
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Fig. 1 ein. Sehaltschema einer numerischen Steueranordnung
für einen Ein-Aus-Servoantrieb,
Pig. 2 ist ein Schaltschema einer Anordnung zur Erzeugung von Impulsen bei bestimmten Nulldurchgängen
der Ausgänge des SteuerZählers und Resolvers,
Fig. 3 ©in Schaltschema einer Wandlerstufe,
Fig. 4 ein Schaltschema der in der Wandlerstufe eingebauten
Zeitverzögerungseinrichtung,
Fig. 5 verschiedene an bestimmten Stellen der Anordnung
gemäß Fig. 2 auftretende Wellenformen und
Fig. 6 eine scheaatische Darstellung der Steuerausgangssignale
in Abhängigkeit von eier Istwert-Sollwertabweichung und in AbhMiigigkeit von
der Werkzeuggesehsrindigkeit.
In Fig. 1 ist 10 das in seiner Bewegungsbahn zu steuernde Glied, nämlich der Fräser einer Dreiachsenfräsmaschine.
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ι ■ .:-
Die Bewegungsbahn und die Bewegungsgeschwindigkeit sind in numerischer Form auf dem Magnetband 12 gespeichert.
Das Lesegerät 14 erzeugt aus der kodierten Information nacheinander elektrische Steuerwerte,
die dem Steuergerät und Interpolator 16 zugeführt werden.
Der Aufbau des Steuergerätes und Interpolators 16 sowie
der Aufbau anderer zugehöriger Einheiten ist beispielsweise in der USA Patentschrift 3.204.132 beschrieben.
Der Interpolator 16 ist von dem Taktgenerator 18 taktgesteuert, dessen Taktimpulse auch anderen
Einheiten der Anordnung zugeführt werden, obwohl nur wenige wichtige Verbindungen dargestellt sind.
Auf den Ausgangsleitungen 20, 22 und 24 des Interpolators 16 erscheinen entsprechende Impulszüge zur
Steuerung der Bewegung und Geschwindigkeit des Werkzeuges längs der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse
bei der hier beschriebenen Fräsmaschine, bei der der
Fräser in drei zueinander rechtwinklig liegenden Achsen verschiebbar ist. Diese Steuerimpulse stellen Bewegungsinkremente
des Werkzeuges längs den drei Achsen dar, wobei beispielsweise jeder Impuls eine Bewegung *
von 2,5/100 mm sein kann- Da ein Impuls eine Bewegung
in einer von jeweils zwei Richtungen darstellt sind die
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Vorzeichenleitungen 26, 28 und j50 den Ausgangsleitungen
20, 22 und 24 zugeordnet. Die Impulsfrequenzen auf den
Leitungen für die X, Y und Z-Achsen sind gegenseitig so abgestimmt, daß das Werkzeug 10 längs der drei Achsen
mit den entsprechenden Komponenten verschoben wird. In Pig. 1 ist die Steuereinrichtung nur für die X-Achse
dargestellt, während die Einrichtungen für Y- und Z-Achsen von gleicher Ausführung sind.
Die Taktimpulse vom Taktgenerator 18 werden ferner einem Bezugszähler 354 und einem Steuerzähler ;56 zugeführt. Diese
Zähler bilden Flip-Flop-Ketten deren Rechteckimpulse auf den Leitungen 38 und 40 ihren Zustand wechseln, nachdem
eine vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen empfangen worden ist. Der Steuerzähler 36 unterscheidet sich vom Be- .
zugszähler J4 darin-, daß er Mittel aufweist, die sein
Zählergebnis um die Ziffer 1 voreilen oder nacheilen
lassen indem ein einziger Taktimpuls für jeden auf der Leitung 20 auftretenden Steuerimpuls addiert oder subtrahiert wird, je nachdem Vorzeichen des auf der Leitung 26 anstehenden Impulses. Der Aufbau des Bezugs^;.·.■-., und
Steuerzählers zur Umwandlung der Steueritnpulgg^-auf■ ,
der Leitung 20>in eine Phasenverschiebung des Ausgangssignales
des Steuerzählers gegenüber dem Ausgang des Be-
- 8 - 109816/0884
ORIGINAL
zugszählers ist in der Patentanmeldung B 49 054 XIIIb/21c
erläutert.
Der Ausgang des Bezugs Zählers auf der Leitung j58 weist
somit eine konstante Frequenz und der Ausgang des Steuer-. Zählers auf der Leitung 4o die gleiche Frequenz auf. Die
Nulldurchgänge (bzw. Vorder- und Hinterflanken) der Rechteekimpulse
werden gegenüber den Reehteckbezugsimpulsen um einen Abstand phasenverschoben,, der der algebraischen
Summe der auf der Leitung 30 empfangenen Impulse proportional
ist. Wechseln beispielsweise die letzten Stufen des Bezugs- und Steuerzählers ihren Schaltzustand nach
1,,©24 Elmgangs'impulsen (was sie tatsächlich tun, wenn
sie ©iEte Kette von W Flip-Flops aufweisen) so "verursacht ,leder Steueriropulg, der den Steuer zähler 3β von
der Äeitmig SO zugeführt wird eine Verschiebung des Äus-
vom S-teuerzähier auf öei*1 Leitung 40 um 1/1
den Ktaildurchgängen der Rechteckbe
des leziag^izäliiers auf der· Leitung; 38 wird
einem Filter 50 ztigefifeFt und dadurch to eine Sinuss'ehwingung
umgefoimtg die hierauf, zwei Phaseriverschiebei?w
52 und 54; zageftfeiit wird. Der Phasenversahieber 52
versehiebt die Sinusschwingung des Filters 50 um 45° in
NSPECTED
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einer ersten Richtung. Sein verstärkter Ausgang wird auf die eine Statorwicklung 56 eines Resolvers 58 geführt.
Der Phasenschieber 54 verschiebt die Sinusschwingung
vom Filter 50 um 45 in der entgegengesetzten Richtung.
Sein verstärkter Ausgang wird auf die zweite Statorwicklung 60 geführt. Somit erhalten die Statorwicklungen
56 und 6o identische vom Steuerzähler 34 abgeleitete
und anschließend gegeneinander um 90° verschobene Schwingungen. Der Rotor 62 des Resolvers 58 ist
mechanisch mit dem Werkzeug 10 verbunden, so daß die
Lage des Rotors gegenüber dem Stator eine Phasenverschiebung
des Bezugssignals erzeugt, die der Lage des Werkzeuges proportional ist.
Der Rotor ist mit einer Wanölerstufe 66 verbunden, der
außerdem mit dem Rechteckimpulsausgang des Steuerzahlers über die Leitung 40 verbunden ist- Somit ©rhält die Wandlergtwfe
Signale,, die de» Jeweiligen Istwert u»d Sollwert
des Werkzeugen IO antrat©llep,.
Die Wandletstufe 66 weist auQmram ein©
68 mit, die ©it dem Anker eines Motors 64 v^rfeUBäen ist,
dessen Ausgangs spannung proportional der Motorörehzahl
- IO -
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Die Punktion der Wandlerstufe besteht darin, daß aufgrund
der auf den Eingangsleitungen anstehenden Signale
Ausgangsspannungen auf den Leitungen 70 und 72 entsprechend
der schema tischen Darstellung in Fig. 6 erzeugt werden. Die Ausgangsspannungen auf den Leitungen 70 und
72 sind einander stets gleich. Steigt die Drehzahl des
Motors 64 über einen bestimmten Wert, so werden die Ausgangsspannungen
nicht eingeschaltet bis ein verhältnismäßig vergrößerter Fehler zwischen dem Istwert und dem
Sollwert festgestellt wird. Die Äusgangsspannung auf der
Leitung 70 tritt dann auf, wenn ein ausreichend großer
Fehler in der positiven Richtung auftritt, während die
Ausgangsspannung auf der Leitung 72 dann eingeschaltet
wird, wenn ein ausreichender Fehler in der negativen ■
Richtung auftritt. Bis zu einer bestimmten Motordrehzahl
bleibt außerdem der im Toleranzbereich befindli-ehe
Fehler oder die "Totzone" konstant. Steigt -jedoch die Geschwindigkeit des Werkzeuges über diesen Viert,
so vergrößert sich der Fehler, der im Toleranzbereich liegt"bevor ein Steuersignal dem Ausgang auf der Lei- '
•tung 70 oder 72 zugeführt wird. · .
Die Wandlerstufe 66 ist nachstehend näher erläutert.:
Die Sinuswellenausgangsschwingung des Rotors 62 des
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·:...·. 176343C
Resolvers wird für die Wandlerstufe 66 in dem in Fig.2
gezeigten Schaltkreis aufbereitet. Die Sinuswelle wird erst einem Nulldurchgangsdetektor 80 bekannter Bauweise
zugeführt. Dieser Detektor liefert ein Ausgangssignal, •dessen Zustand sich in dem Augenblick ändert, Indem die
Sinuswelle die Abszisse bei Nullspannung kreuzt. Dies ISt1In Flg. 5 dargestellt. Der Ausgang des Nulldurchgangsdetektors
80 wird dem Umschalteingang eines Flip-Flops 82 und dem Zurückschalteingang des Flip-Flops
über den. Inverter 84 zugeführt. Das Flip-Flop 82 wie
auch die anderen im folgenden erwähnten Flip-Flops werden durch die Taktimpulse 80 konditioniert, so daß ihr ,
Schaltzustand beim Auftreten des nächsten Taktimpulses wechselt nachdem die Eingänge für diesen Wechsel entsprechend
vorbereitet worden sind. Somit wird in der dem Nulldurchgang der Sinuswelle vom Rotor 62 ,folgenden
Taktzeit das vorher zurückgeschaltete Flip-Flop 82 umgeschaltet. Der Umschaltausgang des Flip-Flops 82
liegt an'einem UND-Gatter 86 und am Umschalteingang
eines, zweiten taktgesteuerten Flip-Flops 88. Somit wird das Flip-Flop ,88 beim Auftreten des nächsten Taktimpulses
umgeschaltet. Das UND-Gatter 86 wird^,durch.,den.Vr
Zurückschal tausgang des Fli,p-Flops 88 konditioniert So-r
mit. wird gemäß Fig.. 5 ein Impuls am Ausgang des.j.UND-Gatters
86 in der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden
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Taktzeiten erzeugt, in denen das Flip-Flop· 82 unojdas
Flip-Flop 88 umgeschaltet sind.
Eine ähnliche Impulsreihe mit dem Bezugszeichen 90 in
Fig. 5 wird für eine Impulszeit entwickelt, die dem ins negative gehenden Änderungen des Schaltzustandes
des Steuerzählerausgangs vorangeht. Diese Impulse werden vom Eingang zur letzten Stufe des Steuerzählers abgenommen.
Die Steuer- und Lageimpulse 86 und 90 auf den gleichbezifferten
Leitungen in Fig. J5 werden zwei UND-Gatter ι ν
IQO und 102 zugeführt. Das UND-Gatter 100 wird beim Auftreten eines Impulses auf der Leitung 90 aktiviert,
wodurch eine Änderung im Schaltzustand des Steuerzählerausgangs angezeigt wird, und zwar zu der Zeit, in der der
Rotor 62 des Resolvers entsprechend dem Ausgang des NuIldurehgarigs
des Detektors 80 positiv und nicht negativ ist.
Entsprechend wird das UND-Gatter 102 von einem Impuls auf
der^eitung 86 aktiviert;, der auftritt, während der Ausgang
des Steuerzahlers 36 positiv und niojit negativ ist. Siomlt
liefert das UND-Gatter IQO ein Ausgangssignal>
wenn, der Rechtecksteuerimpuls vor dem Rechteckbezugsimpuls negativ.wird, und das UND-Gatter 102 liefert einen Ausgang,
wenn der Resolverausgang vor dem Steuerausgang negativ wird.
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Durch das Ausgangssignal des UND-Gatters 100 wird ein
Flip-Flop 104 umgeschaltet, während vom Ausgang des UND-Gatters 102 ein Flip-Flop 106 umgeschaltet wird. Beide
Ausgangssignale werden ferner einem ODER-Gatter 108 zugeführt, so daß von einem der beiden Signale ein Flip-Flop
110 umgeschaltet wird. Der Ausgang des Flip-Flops 110 ist mit einer Zeitverzögerungseinriehtung 112 verbunden,
der auf der Leitung 68 eine der Drehzahl des Motors proportionale Spannung zugeführt wird. Die Zeitverzögerungseinriehtung
112 ist im näheren anhand der Beschreibung der Fig. 4 erläutert und liefert ein Ausgangssignal
zu einer Zeit nach dem Umsehalten des Flip-Flops 110, die von der Geschwindigkeit des Werkzeuges
abhängig ist. Dieses Signal wird über einen Inverter 114 zu einem UND-Gatter 116 geführt. Das UND-Gatter
11β ist ferner mit dem üasohaltausgang des Flip-Flops
110 verbunden, so daß das UlfD-Gatter einen Äusgangsimpuls
liefert, dessen Dauer gleich der Zeitverzögerung nach dem Umschalten des Flip-Flops 110 ist.
Diesesvom Ausgang des UND-Gatters 116 gelieferte Signal
wird den beiden UND-Gattern Il8 und 120 zugeführt. Das
UND-Gatter 118 erhält außerdem das Äusgangsslgnal vop
UND-Gatter 86, und liefert somit einen Ausgangsimpuls,
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wenn das Re solver signal während der Dauer der Taktimpulszeit ins Negative wechselt. Das Flip-Flop 120
wird durch den Steuerzählerimpuls 90 aktiviert und
liefert somit einen Ausgangsimpuls, wenn der Ausgang des Steuerzählers während der Dauer der Taktimpulszeit negativ ist.
Das UND-Gatter 118 dient zum Zurückschalten des Flip-Flops
104, während das UND-Gatter 120 zum Zurückschalten des Flip-Flops 106 dient/Beide Flip-Flops sind von
den Ausgangsimpulsen der UND-Gatter 100 und 102 umgeschaltet worden.
Der Umschaltausgang des Flip-Flops 104 ist mit einem
UND-Gatter 122 und sein Zurückschaltausgang mit einem
UND-Gatter 124 verbunden. Entsprechend ist der Umschaltausgang
des Fl'ip-Flops 106 mit einem UND-Gatter 126 und
der Zurückschaltausgang mit einem UND-Gatter 128 verbunden. Die UND-Gatter 122 bis 128 sind mit ihrem zweiten
Eingang mit einem Inverter I30 verbunden, der seinerseits
mit dem Ausgang des UND-Gatters 116 verbunden ist. Somit liefern die Gatter 122 bis 128 während des Zeitimpulses vom UND-Gatter II6, der gleich der von der
Einrichtung 112 erzeugten Zeitverzögerung ist, keinen
- in .109816/0884
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Ausgang. Nach Ende des Zeitimpulses werden sie aktiviert und bringen zwei Flip-Flops 1^4 und 136 in Übereinstimmung
mit den Flip-Flops 104 und 1Ö6. Dieser folgt dadurch, daß das UND-Gatter 122 mit dem Umschalteingang
• des Flip-Flops Γ54, das UND-Gatter 124 mit dem Zurückschal teingang, das UND-Gatter 126 mit dem Umschalteingang
des Flip-Flops I56 und das UND-Gatter 128 mit dem
Zurückschalteingang verbunden wird. Der Ausgang des Umschalteingangs
des Flip-Flops 1J54 liefert eine positive Spannung auf der Leitung 70 und der Umschaltausgang des
. Flip-Flops 136 eine negative Spannung aufper Leitung 72.
Beide Spannungen werden einer Kupplung l4o zugeführt, die den ständig laufenden Motor mit dem Werkzeug 10
kuppelt. Die Antriebsrichtung des Werkzeuges 10 ist von cW S^ö/Tiinung auf der Leitung 70 bzw. 72 abhängig.
Angenommen, daß die Flip-Flops 1>4 und I36 anfänglich
in ihrem zurückgeschalteten Schaltzustand sind, so daß der Kupplung l4o keine Spannungen zugeführt werden,dann
treten die Impulse auf den Leitunen 86 und 90 mit einer
.. . . , r . . · . . . - · . · .·'.· ··-..·,
zeitlichen ^enhung auf, die größer als die Zeitverzöge-
rung ist, die von der Einrichtung 112 bei der augenglickllchen
Geschwindigkeit des Werkzeuges erzeugt wird. Dies heißt, daß der von dem Unterschied zwischen
l6 Ί09816/0884
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dem Istwert und dem Sollwert bestimmte Fehler inner-,
halb der in Fig. 6 dargestellten Totzone liegt. .
Nun sei angenommen, daß der Rechtecksteuerimpuls auf .
der Leitung 40 zunächst von einem positiven auf einen negativen Wert wechselt. Der resultierende Impuls auf
der Leitung 90 schaltet dann die Flip-Flops 104 und , 110 um, während der Ausgang des Nulldurchgangsdetektors
80 noch positiv ist/ und leitet den Ausgang vom UND-Qatter 116 ein. Wechselt der Resolverausgang innerhalb
der Zeitverzögerung ins Negative, so veranlaßt das UND-Gatter 118 das Zurückschalten des Flip-Flops
104, so daS dementsprechend das Flip-Flop 1J4 nach Beendigung der Zeitverzögerung vom UND-Gatter
"11β umgeschaltet bleibt* Ist auf der anderen Seite
die Naoheilung des Resolverausgangs bezüglich des
Rechteeksteuerlmpulses derart, daß während der Zeitverzögerungsperioäe
vom UND-Öatter 118 kein Signal geliefert.wird, so bleibt das Flip-Flop 104 umge-
■ . ,'.·■-■■" ■"■■..""
schaltet und wird nach Beendigung der Zeitverzögerung das Flip-Flop 134 umgeschaltet, so daß auf der
Leitung TO eine positive Spannung entsteht. Diese Spannung bewirkt dann einen Antrieb in einer solchen
Richtung, daß der Resolver und der Rechtecksteuerimpuls zurück in die Totzone gebracht wird. In ent-
ä Jl7OgB 16/088 4 bad original.
sprechender Weise wirkt die Schaltung auch im umgekehrten Sinne.
Ein Schaltschema der Zeitverzögerungseinrichtung 112 ist in Pig, 4 dargestellt. Im wesentlichen besteht
sie aus einem Miller Integrator-Sägezahngenerator, dessen Ausgang mit der drehzahlabhängigen Spannung
vom Motor 64 summiert wird und einem Nulldurchgangsdetektor zugeführt wird. Der Impuls vom Flip-Flop
wird einem Kondensator I50 über einen Widerstand 152
zugeführt. Am Kondensator liegt der Basis-Kollektorpfad des Transistors 154, dessen Emitter geerdet ist.
Der Basis wird eine positive Spannung über den Widerstand 156 und dem Kollektor eine negative Spannung
über den Widerstand I58 zugeführt. Der Ausgang dieser
Integrierstufe stellt eine ira negativen Sinn anwachsende Sägezahnsparanang dar, die von Null ausgeht, wenn
vom FlipFlop 110 Spannung herangeführt wird. Diese Sägezahnspannung
wird einem Widerstand I60 zugeführt und
zu einer zweiten Spannung am Widerstand 162 addiert.
Der Widerstand ΐβ2 wird von einer positiven Spannung gespeist» die am Widerstand 161 eingeführt wird und
der Spannung auf der Leitung 68 Über zwei Dioden 165
und 165 hinzu addiert wird. Somit ist die Spannung am
- 18 -
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436 V* S-S
Widerstand l62 niemals kleiner als die durch die positive
Spannung bewirkte Basis und folgt der Spannung auf der Leitung 68 wenn sie diesen Wert überschreitet.
Dementsprechend fängt der Wert der Suramenspannung mit
einer positiven Spannung an, die der Spannung vom Mo- ' tor oder wenigstens der Spannung am Widerstand Ιβΐ
proportional ist und fällt dann gegen Null mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Diese Summenspannung wird
einem Nulldurchgangsdetektor 164 zugeführt, der einen
Ausgang in dem Augenblick liefert, indem die Spannung
durch den Nullpunkt geht. Die Zeitverzögerung zwischen
dem Eingangssignal und der Ausgangsspannung ist somit
proportional zur Motorspannung.
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BAD ORIGINAL
Claims (1)
- PatentansprücheSchaltungsanordnung zum Steuern der Bewegungsbahn eines Gliedes über einen Motorantrieb gemäß den numerischen Eingangsdaten eines Aufzeichnungsträgers, bei der eine Steuerimpulsreihe zur Steuerung des Ausgangsgliedes in jeweils einer Achse erzeugt wird, die Steuerimpulsreihe zur Phasenverschiebung der Ausgangsimpulse eines Steuerzählers gegenüber den Ausgangsimpulsen eines Bezugszählers dient, und die Ausgangsimpulse des Steuerzählers oder des Bezugszählers einem mit dem Ausgangsglied verbundenen Resolver zugeführt werden, bei der ferner der Ausgang des Resolvers und der Ausgang des nicht den Resolver speisenden Steuer- oder BezugsZählers mit einer Wandlerstufe verbunden ist, die ein Ein-Aus-Signal mit positiven oder negativen Vorzeichen liefert,, und bei der eine einen im Toleranzbereich liegenden Fehler zwischen dem Istwert und dem Sollwert entsprechende Totzone vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine E.ingangsleitung (68) der Wandlerstufe (66) mit dem Antriebsmo-109816/0884BAD ORIGINAL176343Ctor (64) verbunden ist der eine der Motordrehzahl proportionale Spannung liefert, und eine Zeitverzögerungseinrichtung (112). vorgesehen ist, die eine der Drehzahl proportionale Zeitverzögerung im Augenblick des NuIldurchgangs eines der Ausgangssignale vom Resolver (58) oder beim Nulldurchgang des Ausgangssignals von dem nicht den Resolver speisenden Steuerzähler (36) oder Bezugszähler (j54) auslöst, und daß mehrere Flip-Flops (104,106,118,120,122 bis 128, 134,136) zum Durchschalten der Speisespannung an den Motorantrieb vorgesehen sind, wenn der Ausgang des anderen der beiden Signale keinen Nulldurchgang vor Beendigung der Zeitverzögerung aufweist.2, Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ·#βΝβ» durch den Nulldurchgang des ersten der beiden Signale ein erstes Flip-Flop (lO4,106) umgeschaltet wird, und daß das Flip-Flop durch ein weiteres Flip-Flop (118 bis 120) beim Nulldurchgang des anderenjder beiden Signale zurückgeschaltet und ein zweites Flip-Flop (134,1^6) durch das erste Flip-Flop umgeschaltet wird, wenn das erste Flip-Flop am Ende der Zeitverzögerung umgeschaltet bleibt.'109816/0884BAD ORIGINAL3« Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Flip-Flop von zwei Flip-Flops (1O4,1O6) durch das erste durch Null gehende Signal von zwei Signalen umgeschaltet wird, daß ein zweites Paar Flip-Flops s(l~$k, 136) mit den entsprechenden Ausgängen des ersten Paares verbunden ist, und daß ein Flip-Flop des zweiten Paares dadurch umgeschaltet wird, daß sein entsprechendes Flip-Flop im ersten Paar am Ende der Zeitverzögerung umgeschaltet bleibt, so daß es eine Ausgangsspannung auf der Leitung (70 bzw. 72) von bestimmtem Vorzeichen liefert, wobei die Leitungen mit dem Antriebsmotor (10)bzw. mit einem Antriebssystem (64, l40) verbunden sind.4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzö'gerungseinrichtung (112) einen Generator (151O fü** linear ansteigende Spannung aufweist, deren Erzeugung zu Beginn der Zeitverzögerung ausgelöst wird, das ferner eine Summierstufe (l60, l62) zur algebraischen Summenbildung der linear ansteigenden Spannung und der der Motordrehzahl (64) proportionalen Spannung (68) und ein Detektor (l64) vorgesehen ist, der mit dem Ausgang der Zeitverzögerungseinrichtung verbunden ist und durch den die Zeilverzögerung beendet wird, wenn die Summenspannung einen bestimmten Spannungs-pegel erreicht. 109816/0884BAD ORIGINAL5- Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungseinrichtung (112) eine Integrierstufe (154) mit einer Konstantspannungsversorgung (l6l) aufweist, von der der Beginn der Zeitverzögerung durch das Umschalten eines Flip-Flops (HO) ausgelöst wird.6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung (68) eine bestimmte Polarität aufweist und die linear ansteigende Spannung eine entgegengesetzte Polarität.7- Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen J und 4, dadurch gekennzeichnet., daß mehrere Flip-Flops (122 bis 128) zwischen dem ersten Paar Flip-Flops (ΐθ4, 106) und dem zweiten Paar Flip-Flops (134,156) angeordnet sind und mit einem Eingang über einen Inverter (13O) mit dem Ausgang (116) der Zeitverzögerungseinrichtung (122) verbunden sind, so daß während des Zeitimpulses von der Zeitverzögerungseinrichtung die Flip-Flops (122 bis 128) keinenAusgangsimpuls aufweisen.109816/0884Leerseite
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