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Verfahren zur Speicherung von uln einen konstanten Stellenwert schwankenden
digitalen Meßwerten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung von digitalen
Meßwerten, die um einen konstanten Stellenwert innerhalb eines Zahlenbereiches schwanken.
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Bei Wegmeßsystemen mit Spiralscheibeninterpolation kommt es trotz
stehenden Wegmeßsystem zu einem Schwanken des Meßwertes. Diese Schwankungen entstehen
durch die dem Wegmeßsystem behafteten Toleranzen und damit ungenau auftretenden
Start-Stop-Impulsen für die Interpolationswerte. Befindet sich der Meßkopf in einem
Bereich zwischen zwei Markierungen auf dem Maßstab, steht der Meßwert durch das
Schwanken bedingt, nur sehr kurze Zeit für die Weiterverarbeitung zur Verfügung.
Das Schwanken des Meßwertes hat außerdem an den Koinzidenzpunkten einen Richtungswechsel
zur Folge, so daß in beiden Positionierrichtungen falsche Werte ausgegeben werden.
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Es ist allgemein üblich, eine Koinzidenzspeicherung im Anpaßteil zwischen
der numerischen Steuerung und der zugehörigen De- oder Verarbeitungsmaschine mit
dem Wegmeßsystem zu verwenden bzw. die Koinzidenz so viel zu fälschen, daß der Koinzidenzpunkt
nicht erreicht wird.
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Der Itachteil hierbei besteht darin, daß durch die Koinzidenzspeicherung
die Antriebsdrift sowie der Maschinenliberlauf nicht ausgeregelt werden und daß
bei großer Koinzidenz! schung der Maschinenttberlauf nicht konstant ist und damit
die Ungenauigkeit vergrößert wird.
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Es ist eine Vorrichtung zum Einspeichern einer Dezimalzahl in ein
Register bekannt. Die Ziffern werden in abnehmender Reihenfolge ihres Wertes in
aufeinanderfolgende Speicherstellen gegeben. Die Vorrichtung realisiert die Speicherung
von Zahlen bei wahlweiser Xinstellung der Kommastelle in digitalen Rechenwerken
und ist deshalb für die Speicherung der genannten Meßwerte nicht geeignet (BRD-AS
1 239 124, 42m3 - 7/38).
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Es ist Zweck der Erfindung, die Funktionssicherheit bei der Erfassung
der Meßwerte zu erhöhen, ohne dabei die Geschwindigkeit der zu positionierenden
Organe an der Be-oder Verarbeitungsmaschine zu senken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung
der um einen konstanten Stellenwert schwankenden Meßwerte zu sohaffen, wobei die
Meßwerte so umgeformt und gespeichert werden, daß die Schwankungen flir die weitere
Informationsverarbeitung nicht wirksam werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in einem
beliebigen Code vorliegenden Ziffern eines Meßwertes in Matrizen so dekodiert und
in zugeordnete Speicher gegeben werden, daß während der Veränderung des Meßwertes
in positiver Richtung nach einer gespeicherten Ziffer nur die folgende größere Ziffer
gespeichert und die nächst kleinere Ziffer für die Speicherung gesperrt wird, daß
während der Veränderung des Meßwertes in negativer Richtung nach einer gespeicherten
Ziffer nur die folgende kleinere Ziffer gespeichert wird Ond die nächst größere
für die Speicherung gesperrt wird, daß während jeder Speicherung einer Ziffer alle
übrigen Speicher, außer dem für eine betreffende Ziffer gesperrten Speicher, gelöscht
werden und daß in Abhängigkeit der Änderungsrichtung des Meßwertes die gespeicherte
Ziffer in weiteren Matrizen so dekodiert wird, daß für die folgende Informationsverarbeitung
die erfo9derliohe Codeform und die der Änderungsrichtung zugehörige Ziffer vorliegt.
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Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß bei der Erfassung der
betreffenden Meßwerte die Genauigkeit erhöht wird, ohne daß die Geschwindigkeit
bei der Erfassung und Verarbeitung der Meßwerte verringert werden muß ne Erfindung
soll nachstehend an einem Ausfihrungsbeispiel näher erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung ist das Blockschaltbild dargestellt.
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Die vom Wegmeßsystem interpolierten Ziffern gelangen in Zähleinheiten
und Zwischenspeicher, so daß eine Godeform erhalten, welche für die weitere Informationsverarbeitung
erforderlich ist. Die Ausgänge des in der Zeichnung nicht dargestellten Zwischenspeichers
sind mit den Zifferneingängen 20; 21; 22; 23 der Matrix M 1 verbunden. Die Ausgänge
der Matrix M 1 sind auf die Zifferneingänge der Matrix IJ 2 geführt, wobei deren
Aufrufeingänge +@- zur richtungsabhängigen Codeumsetzung vorgesehen sind. Die Ausgänge
der Matrix M 2 sind mit den Setzeingängen der bistabilen Kippstufen F 1 ... F 10
verbunden Die den Setzeingängen zugehörigen Ausgänge der bistabilen Kippstufen F
1 ... F 10 sind mit den Zifferneingängen der Matrix M 3 zusammengeschaltet und jeweils
mit dem ersten Eingang der ODER-Glieder OG 1 ... OG 10 verbunden0 Die Zifferneingänge
der Matrix M 4 sind auf die Ausgänge der Matrix M 3 geführt, deren Aufrufeingänge
+;- zur richtungsabhängigen Codeumsetzung vorgesehen sind. Die Ausgänge der ODER-Glieder
OG 1 ... OG 10 sind auf die Löscheingänge der bistabilen Kippstufen F 1 ... F 10
geführt, wobei die zugehörigen Ausgänge der bistabilen Kippstufen F 1 ... F 10 Jeweils
nit den Schwellwertschaltern S 1 ... S 10 verbunden sind.
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Die Ausgänge der Schwellwertschalter 5 1 ... S 10 sind auf weitere
Eingänge der ODER-Glieder OG 1 ... OG 10 geführt, wobei der Ausgang des Jeweiligen
Schwellwertschalters nicht mit dem ODER-Glied verbunden ist, welches der gleichen
bistabilen
Kippstufe zugehörig ist und außerdem nicht mit dem ODER-Glied verbunden ist, welches
der vorherigen bistabilen Kippstufe zugehörig ist. Für die weitere Informationsverarbeitung
können die Zahlen an den Ausgängen 2°; 21; 22; 23 der Matrix M 4 entnommen werden,
Für die Beschreibung des Ablaufes wird zunächst angenommen, daß sich das Wegmeßsystem
in positiver Richtung bewegt.
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Bei dieser Verschiebungsrichtung wird auf den Aufrufeingang + der
Matrizen M 2 und M 3 ein L-Signal und auf den Aufrufeingang - das zugehörige O-Signal
gegeben. Weiterhin wird angenommen, daß die Zahl 4 in binär-tetradischer Form aus
dem nicht dargestellten Zwischenspeicher auf die Zifferneingänge 20; 21; 22; 23
der Matrix M 1 gelangt.
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In der Matrix M 1 wird die Zahl 4 in den dezimalen Code umgesetzt,
so daß der Ausgang der Matrix M 1, welcher den Zifferwert 4 bildet, ein L-Signal
erhalt. Durch das an dem Aufrufeingang + der Matrix M 2 anliegende L-Signal ist
eine erste Gruppe von UND-Gliedern in der Matrix M 2 aufgerufen.
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Hierbei wird nun das 4, UND-Glied dieser Gruppe von UND-Gliedern durch
das Signal der umgesetzten Ziffer 4 dOrchgesteuert und das 4. ODER-Glied einer Gruppe
von ODER-Gliedern in der Matrix M 2 mit L-Signal belegte Dieses gelangt auf den
Setzeingang der Kippstufe F 4. Der Ausgang des ODER-Gliedes OG 4, welcher mit de
l Löscheingang der Kippstufe F 4 verbunden ist, führt O-Signal, so daß die Speicherung
des L-Signales in der Kippstufe F 4 erfolgt. Diese gespeicherte Information liegt
am 4. Zifferneingang der Matrix M 3 sowie an den ersten Eingang des ODER-Gliedes
OG 3 an. Die Matrix M 3 ist gleichartig wie die Matrix M 2 aufgebaut. Die erste
Gruppe von UND-Gliedern ist ilber den Aufrufeingang + aufgerufen, wodurch das 4.
UND-Glied der ersten Gruppe von UND-Gliedern in der Matrix M 3 vom Ausgang der Kippstufe
F -4 durchgesteuert werden kann. Das zugehörige 4. ODER-Glied der ebenfalls in der
Matrix M 3
enthaltenen Gruppe von ODER-Gliedern bekommt am Ausgang
l-Signal und die dezimale Ziffer 4 kann in der Matrix M 4 in die binär-tetradische
Form umgesetzt werden. Das gespeicherte L-Signal in der Kippstufe 2 4 gelangt auf
das ODER-Glied OG 3, so daß die Kippstufe F 3 gelöscht wird, falls die Ziffer 3
vorher gespeichert war. Am 2. Ausgang der Kippstufe F 4, welcher auf das ODER-Glied
OG 3 geführt ist, ergibt sich während des Speichervorganges ein Übergang vom L-
auf o-Signal. Diese Schaltflanke steuert den Schwellwertschalter S 4 an und dieser
gibt auf die Eingänge der ODER-Glieder OG 1; OG 2; OG 9; OG 8; OG 7; OG 6; OG 5
ein kurzes L-Signal. Damit werden die Kippstufen F 2; F 1; P 9; 2 8; 3? 7; P 6;
F 5 gelöscht. Diese Löschung ist erforderlich, weil bei der Verschiebung des Meßsystems
die Auswertung bei einem beliebigen Meßwert erfolgen kann. Es ist möglich, daß z.B.
nach der Speicherung der Ziffer 4 durch Unterbrechung der Meßwerterfassung die Ziffer
7 vom Wegmeßsystem zum Speichern vorgegeben wird und danach erst die aufeinanderfolgenden
Ziffern entsprechend der Zahlenreihe auf die Kippstufen F 1 ... F 10 gegeben werden.
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Das beim stehenden Wegmeßsystem auftretende Schwanken des Meßwertes,
im Beispiel von der Ziffer 4 zur Ziffer 3, bleibt ftlr den Speichervorgang unwirksam,
da der LUsoheingang des Kippstufe F 3 durch den Ausgang der Kippstufe F 4 Uber das
ODER-Glied OG 3 statisch mit einem L-Signal belegt ist. Gelangt im weiteren Ablauf
die Ziffer 5 auf die Zifferneingänge der Matrix M 1, so erfolgt die Speicherung
entsprechend wie sie am Beispiel der Ziffer 4 beschrieben wurde. Nachdem die Kippstufe
F 5 gesetzt ist, wird die Kippstufe P 4 für die Speicherung der Ziffer 4 gesperrt.
Auf diese Weise erfolgt der Speichervorgang fdr alle Ziffern beim Verschieben des
Wegmeßsyste ms in der betrachteten Richtung.
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Wird das Wegmeßsystem in negativer Richtung verschoben, erfolgt eine
Umkehr der Signalbelegung an den Aufrufein gängen +; - der Matrizen M 2 und M 3.
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Damit liegt am Jeweiligen Aufrufeingang + ein O-Signal und am Aufrufeingang
- ein L-Signal an. Bei dieser Verschiebungsrichtung müssen die Ziffern so mcodiert
werden, daß nach einer in den Kippstufe F1 ... F 10 gespeicherten Ziffer nur in
die nächst kleinere gespeichert werden kann und die nächst größere für die Speicherung
gesperrt wird. Durch die-Signalbelegung an den Aufrufeingängen +;- der Matrix M
2 ist die 2. Gruppe von UND-Gliedern in der Matrix M 2 aufgerufen. Die Ausgang Dieser
UND-Glieder sind so mit den zweiten Eingängen der in der Matrix M 2 enthaltenen
ODEr-Glieder verbunden, daß z. B. bei der in den dezimalen Code umgesetzten Ziffer
7 das ODER-Glied in der Matrix M 2 durchgesteuert wird, welches das Setzen der Kippstufe
F 4 bewirkt. Die Eingabe der Ziffer 9 wird entsprechend das Setzen der Kippstufe
F 2 bewirken. FUr den Speichervorgang in negativer Richtung wird als Beispiel die
Ziffer 8 gewählt.
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Nach der Umsetzung in den dezimalen Code wird das achte UND-Glied
der zweiten Gruppe von UND-Gliedern in der Matrix M 2 durchgesteuert. Das am Ausgang
dieses UND-Gliedes entstehende L-Signal gelangt auf das ODER-Glied in der Matrix
M 2, welches mit dem Setzeingang der Kippstufe F 3 verbunden ist. Nach dem Umschalten
der Kippstufe F 3 wird wie bereits £r die positive Richtung beschrieben, die nächst
kleinere Kippstufe, in diesem Fall die Kippstufe F 2 am Ldscheingang mit eine m
L-Signal belegt. Der Signal-Ubergang am zweiten Ausgang der Kippstufe F 3 steuert
den Schwellwertschalter S 3 an, so daß die Kippstufe F 1; F 10; F 9; F 8; F 7; 2
6; F 5; F 4 gelöscht werden, falls in diesen eine Zahl gespeichert war. Der erste
Ausgang der Kippstufe F 3 ist mit dem achten UND-Glied der zweiten Gruppe von UND-Gliern
und mit dem dritten UND-Glied der ersten Gruppe von UND-Gliedern in der Matrix M
3 verbunden.
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Da bei negativer Richtung die zweite Gruppe von UND-Gliedern in der
Matrix M-3 aufgerufen ist, werden das achte WED-Glied und das zugehörige ODER-Glied
in der Matrix M 3 durchgesteuert.
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In der Matrix M 4 erfolgt die Umsetzung der Ziffer 8 in die binär-
tetradische Form. Das statische Sperren der Kippstufe F 2 hat im Beispiel bei negativer
Richtung zur Folge, daß die Ziffer 9 nicht gespeichert werden kann. Die Ziffer 9
gelangt nach der Umsetzung auf das neunte UND-Glied der zweiten Gruppe von UND-Gliern
in der Matrix M 2. Dadurch erhält das zweite ODER-Glied in der Matrix I 2 ein L-Signal.
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Dieses Signal gelangt zwar auf den Setzeingang der Kippstufe F 2,
da aber auf dem Löscheingang der Kippstufe F 2 noch das b-Signal von der Kippstufe
F 3 anliegt, erfolgt keine Umschaltung. Die auf die Ziffer 8 folgende Ziffer 7 setzt
die Kippstufe F 4 und in der Matrix M 3 erfolgt wieder die Umsetzung in den dezimalen
Ziffernwert 7. An den Ausgängen 2; 21 22; 23 der Matrix M 4 kann die Jeweilige gespeicherte
Ziffer in binär-tetradischer Form entnommen werden. Die im Beispiel beschriebene
Schaltungsanordnung stellt nur eine der möglichen AusfUhrungsformen zur Realisierung
des Speicher verfahrens dar. Das Speicherverfahren ist mit allen Paugruppen bzw.
Bausteinen durczuführen, welche die Funktionen der im Beispiel verwendeten Einheiten
in technisch äquivalenter Weise realisieren.