DE2210376A1 - Schaltungsanordnung zur Regelung der Bewegung eines längs eines Wegsegmentes laufenden Elementes - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Veiokmann,

Dipl.-Ing. H. v^eickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

'983921/22,-

Tektronix Inc., 14150 S.W. Karl Braun Drive, Beaverton, USA

Schaltungsanordnung zur Regelung der Bewegung eines längs eines Wegsegmentes laufenden Elementes

Zusatz zu Patent ... (amtliches Aktenzeichen P 21 42 848.8)

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung des Bewegung eines Elementes, das längs eines Segmentes eines durch mehrere Segmente gegebenen Weges läuft, als Funktion einer Segment-Koordinateneingangsinformation, welche eine Segmentenverschiebung in wenigstens zwei Achsen repräsentiert, nach Patent ... (amtliches Aktenzeichen P 21 42 848.8).

Durch eine numerische Regelanordnung kann ein Schneidwerkzeug oder ein entsprechendes Element auf einem genau vorgegebenen Weg als Funktion digitaler Eingangsinformationen in zwei oder mehr Koordinatenrichtungen bewegt werden. Typischerweise führt

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dabei ein Satz von Koordinaten-Informationen in Form eines gegebenen Informationsblocks das geregelte Element derart, daß es aus der Stellung, die es gerade einnimmt, in eine neue Stellung gefuhrt wird, deren Koordinaten in digitaler Form vorliegen. Aufeinanderfolgende Informationsblocks fuhren daher das geregelte Element durch aufeinanderfolgende Segmente einer Gesamtkontur.

Gebräuchliche numerische Regelanordnungen und die auf sie gegebene Information müssen sorgfältig an die spezielle Maschine angepaßt werden, welche geregelt werden soll. Die numerische Regelanordnung darf dabei keine Ausgangssignale mit einer derartigen Folge und einer derartigen Größe liefern, daß die geregelte Maschine bzw. das geregelte Element nicht mehr auf die Signale ansprechen kann.Die geregelte Bewegung soll dabei nicht durch eine Geschwindigkeit bestimmt sein, welche zu einer unzulässigen Belastung eines Schneidwerkzeuges oder eines Werkstückes fuhrt. Die richtige Geschwindigkeit bzw. Vorschubgeschwindigkeit kann als Teil der Eingangsinformation in die numerische Regelanordnung einprogrammiert werden. Gemäß dem Hauptpatent werden Bewegungsvorgänge wie Beschleunigung und Abbremsung an die spezielle zu regelnde Maschine angepaßt.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß dem Hauptpatent wird die Vorschubgeschwindigkeits-Eingangsinformation so wirksam, daß die Vorschubgeschwindigkeit in die Achse bzw. in die Koordinatenrichtung der größten Bewegung Überfuhrt wird. Wenn dabei also die Differenz zwischen der Ausgangsstellung und der neu einzunehmenden Stellung in der X-Achse am größten ist,so bewirkt die Schaltungs-

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anordnung, daß die Vorschubgeschwindigkeit in der X-Achse die programmierte Eingangs-Vorschubgeschwindigkeit annimmt. Da die tatsächliche Vorschubgeschwindigkeit eines Werzeuges die Vektorsumme der Vorschubgeschwindigkeiten in zwei oder mehr Achsen ist, kann von Bewegungsablauf zu Bewegungsablauf eine Änderung der tatsächlichen Geschwindigkeit erwartet werden, wenn die vorgegebene Vorechubgeschwindigkeit nicht als Funktion der Richtung der gewünschten Bewegung geändert wird. Um eine konstante Vorschubgeschwindigkeit zu erhalten, muß für die vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit in jedem Informationsblock der Zusammenhang zwischen der vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit in der Achse der größten Bewegung und der tatsächlichen Vektor-Vorschubgeschwindigkeit in Rechnung gestellt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine weitere Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent derart anzugeben, daß eine gewünschte Vektorgeschwindigkeit automatisch erreichbar ist.

Die Schaltungsanordnung soll dabei insbesondere mit einer einfachen Eingangsinformation betreibbar sein.

Schließlich soll dabei ein optimaler Betrieb mit einer einfach aufgebauten Schaltungsanordnung realisierbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst;

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eine Digitalschaltung zur Erzeugung einer der Vektorsumme der Koordinanteneingangsinformation proportionalen Ausgangsgröße und durch eine Schaltung zur Bewegung des Elementes in den beiden Achsen proportional zur Koordinateneingangsinformation und invers zur Ausgangsgröße der Digitalschaltung.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann die Eingangs-Vorschubgeschwindigkeit für jeden Informationsblock der tatsächlich gewünschten Vorschubgeschwindigkeit der Haschine entsprechen. Ist daher fUr zwei aufeinanderfolgende Eingangsinformationsblöcke eine konstante Vorschubgeschwindigkeit erwünscht, so kann die gleiche Eingangs-Vorschubgeschwindigkeits-Befehlsinformation auf einem diese Eingangsinformation liefernden Aufzeichnungsband vorgesehen werden, ohne daß dabei die durch die aufeinanderfolgenden Inform tionsblöcke vorgegebenen, aufeinanderfolgenden Bewegungsrichtungen in Betracht gezogen werden mUssen.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird dabei die Ausgangsgröße der Digitalschaltung, welche der Vektorsumme der sich wiederholenden Eingangsinformation in den Koordinatenachsen proportional ist, auf Koordinaten-Regelmotoren oder ähnliche Antriebsaggeregate gegeben. Die der Vektorsumme proportionale Ausgangsgröße wird so geregelt, daß sie der Vorschubgeschwindigkeits-Eingangsinformation entspricht, wobei die auf die Koordinaten-Regelmotoren gegebene Koordinaten-Ausgangsinformation gleichzeitig geregelt wird.

Mit anderen Worten ausgedrückt, wird in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine sich wiederholende Ausgangsinformation erzeugt,

welche der Vektorsumme der vorgegebenen Δ -Bewegungen in den entsprechenden Achsen proportional ist. Diese Ausgangsgröße wird zusammen mit der die Maschinenbewegung reglenden Ausgangsinformation solange vergrößert bzw. geregelt, bis die Vektorsummen-Ausgangsinformation die gewünschte Vektor-Vorschubgeschwindigkeit ergibt.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren, in denen sich entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt;

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer numerischen Regelschaltungsanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen weiterenTeil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, aus der speziell die Vorschubgeschwindigkeits-Regelanordnung ersichtlich ist;

Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild einer Regelstufe, welche einen Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 bildet;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verwendeten Diskriminators;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verwendeten Auswahlstufe; und

FLcj. ό ein Signaldiggramm, anhand dessen die Wirkungsweise der erFindungsgamüßen iichaltungsanordnung erläutert werden kann,

7 (I 9 fK .1/ 0 B 1 P

In den Zeichnungen und speziell in Fig. 1 ist eine Anordnung zur geregelten Bewegung eines Elementes längs eines Weges dargestellt, welcher sich aus einer Anzahl von Segmenten zusammensetzt. Die Anordnung empfängt sukzessiv Eingangs-Steuerinformation, welche ein Maß fUr jedes dieser Segmente ist, um eine entsprechende Bewegung des geregelten Elementes zu bewirken. Bei dem geregelten Element kann es sich beispielsweise um das Schneidwerkzeug einer Fräsmaschine handeln, das durch einen X-Motor 10 in einer ersten Richtung (X-Richtung) und durch einen Y-Motor 12 in einer dazu ortogonalen Richtung (Y-Richtung) bewegt wird. Sie sukzessiven Bewegungsinformationen werden von einem konventionellen Aufnahmeband (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein perforiertes Papierband, geliefert, das durch ein Bandgerät 14 ausgelesen wird. Aufeinanderfolgende "Blöcke" der Information werden in an sich bekannter Weise aus dem Band ausgelesen, wobei jeder Block die Steuerinformation enthält, welche ein Maß fUr die Position ist, in die das Schneidwerkzeug oder ein anderes geregeltes Element bewegt werden soll. Diese Information ist zusammen mit einem Vorschubgeschwindigkeits-Eingangssignal und weiteren Eingangsinformationen auf dem Band in binärcodierten Dezimalformen aufgezeichnet, was weiter unten im einzelnen noch erläutert wird.

Die vom Bandgerät 14 kommende Eingangsinformation wird aus der binärcodierten Dezimalform in einem Konverter Io in eine reine üinUrform Überfuhrt, um die Informationsverarbeitung

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zu vereinfachen/ wie dies im Hauptpatent näher erläutert ist. Die X-Koordinate des Ortes, zu dem das geregelte Element bewegt werden soll, wird auf ein X-Steuerregister 18 gegeben, während die Y-Koordinate in ein Y-Steuerregister 2o eingespeist wird. Diese Register umfassen ebenso wie die meisten anderen verwendeten Register 24 Bit-Schieberegister, in denen die gespeicherte Information mit einer Taktfrequenz von 2 HHz umläuft, wie dies durch Leitungen 22 und 24 angedeutet ist.

Das X-Steuerregister 18 bildet zusammen mit einem X-Positionsregister 26 und einer Subtraktionsstufe 28 eine erste Eingangsregisteranordnung im Sinne der Erfindung. Entsprechend bildet das Y-Steuerregister 20 zusammen mit einem Y-Positionsregister 30 und einer Subtraktionsstufe 32 eine zweite Eingangsregisteranordnung im Sinne der Erfindung.

Die Positionsregister 26 und 30 speichern die digitalen Koordinatendarstellungen der tatsächlichen Position des geregelten Elementes. Diese Positionsregister sind als dynamische Zähler geschaltet, so daß die auf Leitungen 34 und 36 zugeführten Eingangssignale dem Inhalt des Registers um eine Ein-

-3 heit - welche im vorliegenden Fall 5,08 χ 10 cm entspricht in einer Koordinatenrichtung vergrößert oder verkleinert. Andererseits Jäuft die Information in den Positionsregistern in der gleichen Weise um, wie dies anhand der Steuerregister ausgeführt wurde.

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Das Steuersignal 18 und das Positionsregister 26 liefern Eingangssignale fUr die Subtraktionsstufe 28, welche ein aus diesen Signalen gebildetes und mit Δ -X bezeichnetes Differenzsignal liefert. Entsprechend wird aus dem Inhalt der Register 20 und 30 durch die Subtraktionsstufe 32 ein Differenzsignal <3 -Y gebildet. Die Subtraktionsstufen 28 und 32 liefern Positionsfehler inX- und Y-Koordinatenrichtungen in digitaler Darstellung zwischen der gesteuerten Position (Soll-Position) und der tatsächlichen Position des geregelten Elementes.

D_as DifferenzsignalA X wird als Eingangssignal auf eine Geechwindigkeits-Steueranordnung gegeben, welche im vorliegenden Fall als digitaler Differentialanaylysator ausgebildet ist. Diese digitale Differentialanalysator liefert eine Ausgangsimpulsfolge, deren Impulsfolgefrequenz sowohl proportional zu der digitalen Fehirinformation Δ χ als auch proportional zu einem Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal ist. Der digitale Differentialanalysator umfaßt ein Q X-"Y"-Register 38, ein X"R"-Register 40 und eine Additionsstufe 42. Die Fehlerinformation ά X wird zunächst in die Bit-Positionen niederer Ordnung des Registers 38 eingehen und läuft dann um, wie dies in Verbindung mit dem Register 18 beschrieben wurde. Der Inhalt des Registers 38 wird nach einer im folgenden noch zu beschriebenden Normierung durch Additionsstufe 42 dem Inhalt des Registers 30 hinzuaddiert, wonach diese Additionsinforiiiation durch das Register 40 und die Additionsstufe 41 umläuft. Die Addition wird mit einer vorgegebenen Folge

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(alle 12,5 Mikrosekunden) wiederholt durchgeführt, und zwar solange, wie die Additionsstufe 42 über eine Leitung 44 ein Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal erhält. Wenn eine ausreichende Anzahl von Additionen stattgefunden hat, so läuft das Register 40 über, wodurch ein impulsförmiges Ausgangssignal auf eine Leitung 46 gegeben wird. Danach wird die Addition fortgesetzt. Die Frequenz des impulsförmigen Ausgangssignals auf der Leitung 46 sowohl ist proportional zum Differenzsignal -^X, als auch proportional zu einer Vorschubgeschwindigkeits-Eingangsfestlegung, was im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.

Entsprechend wird die A -Y-Information zunächst in Bit-Speicherplätze niederer Ordnung eines i\ Y-"Y"-Registers 43 eingespeist, aus dem sie wiederholt über eine Additionsstufe 52 dem Inhalt eine Y-"R"-Registers 50 hinzuaddiert wird. Die Frequenz des Überlaufs auf einer Leitung 54 ist sowohl proportional zu A, Y als auch zum Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal auf der Leitung 44. Die Elemente 48, 50 und 52 bilden einen zweiten digitalen Differentialanalysator.

Da die Additionsfrequenz durch ein gemeinsames Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal bestimmt wird, das für jeden digitalen Differentialanlysator das gleiche ist, sind die Ausgangssignale auf den Leitungen 46 und 54 genau proportional zu Λ X bzw. ί\ Y. Diese Ausgangssignale auf den Leitungen 4ό und 54 können dann als Geschwindigkeits-Steuersignale auf digital betriebene Servomechanismen zur Regelung der Motoren 10 und 12 gegeben werden, wobei die beiden Ge-

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schwindigkeits-Ausgangsignale auf den Leitungen 46 und 54 das richtige Frequenzverhältnis besitzen, um das geregelte Element in einer konstanten Richtung zur Reduzierung der Fehlerwerte -A X und -λ Y auf Null zu bewegen. Die digitalen Differentialanalysatoren fuhren daher eine lineare Interpolation zwischen einer vorhandenen Position des geregelten Elementes und seiner Sollposition aus.

Um unerwünschte Differenzen der Bewegungsgeschwindigkeit des geregelten Elementes zu vermeiden, wobei die tatsächliche Strecke während einer linearen Bewegung überschritten würde, wird der Inhalt der Register 33 und 48 zunächst normiert. Dabei handelt es sich um den Sachverhalt, daß der Inhalt der beiden Register 38 und 48 gleichzeitig von Bit-Speicherplätzen niederer Ordnung in Bit-Speicherplätze höherer Ordnung gebracht wird, bis eine Ziffer in einem Register oder dem anderen Register den Bit-Speicherplatz höherer Ordnung erreicht. In diesem Punkt wird die Verschiebung gestoppt, so daß der Betrieb der digitalen Differentialanalysatoren beginnen kann. Das Verhältnis zwischen der A, X- und A Y-Digitalinformation bleibt erhalten, wobei gleichzeitig eine große Überlauf-Impulsfolgefrequenz gewährleistet ist, welche von dem Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal auf der Leitung 44 abhängig ist.

Die Geschwindigkeits-Steuerinformation auf den Leitungen 46 und 54 wird auf eine X- bzw. Y-Digitalservoanordnung gegeben. Betreffend die X-Digitalservoanadnung wird das impulsförmige Ausgangssignal auf der Leitung 46 über ein Und-Gatter 56

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duf einen Fehlerzähler 58 gegeben, dessen Ausgangssignal seinerseits in einen konventionellen Digital-Änalogkonverter 60 eingespeist wird. Sowohl der Zähler 58 als auch ein Zähler 70 sind reversible Zehn-Bit-Binärzähler, welche normalerweise als Puffer verwendet werden,um eine Positions- und Geschwindigkeitsnacheilung in der gesamten Servoanordnung zu-lassen zu können. Der Konverter 60 überführt das Fehler-Ausgangssignal in eine bipolare Analogspannung, um den Vorverstärker einer Servoanordnung 62 zu speisen. Diese Geschwindigkeits-Servoanordnung 62 enthält Leistungsverstärker zur Erzeugung eines Betriebs-Eingangssignals für den X-Motor 10. Weiterhin erhält die Analog-Servoanordnung 62 ein Drehgevchwindigkeits-Rückkoppelsignal vom X-Motor 10 und arbeitet dabei in konventioneller Weise, um den rotierenden Motor 10 mit der Solldrehzahl anzutreiben.

In einem Fall konstanter Geschwindig keit ist das Ausgangssignal des Fehlerzählers 58 ein konstentes Geschwindigkeits-Steuersignal. Nach der Überführung aus der digitalen in die analoge Form wird es verstärkt und analog mit der tatsächlichen Geschwindigkeit des Gerätes verglichen, welche mit einem Tachometer festgestellt wird. Das entstehende Differenzsignal steuert dabei das Gerät.

Auf der Welle des Motors 10 ist weiterhin ein Wandler 64 vorgesehen, welcher eine Einrichtung zur Erzeugung eines digitalen Geschvi ndigkeits- und Positions-Rückkoppelsignals darstellt. Der Wandler liefert digitale impulsförmige Äusgangssignale

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als Funktion eines analogen Eingangssignals, deren Phasenlage auf die Rotationsrichtung bezogen ist. Dei einem speziellen Ausfuhrungsbeispiel kann der Wandler ein ßaldwin-Wellen-Positionscodierer, Modell 761-1 sein, das von der Firma Baldwin Electronics Inc. in Little Rock, Ark., erhältlich ist. Das Ausgangssignal des Wandlers 64 wird Über eine X-Wandlerzwischenstufe 66 (im Hauptpatent genauer erläutert) auf einen zweiten Eingang des F^hlerzählers 58 und Über die Leitung 34 als Zähl-Eingangssignal auf das Register 26 gegeben. Wenn also der X-Motor 10 auf die Servoanordnung 62 anspricht, so liefert der Wandler 64 Impulse zum Fehlerzähler 58, um dessen G_esamtzählung auf einen vorgegebenen Wert weiterzuschalten oder zu reduzieren, wobei der Konverter 60 für diesen vorgegebenen Zählwert ein Null-Ausgangssignal liefert. Damit wird Übereinstimmung mit dem Eingangssteuersignal angezeigt.

Die den Fehlerzähler 58, den Konverter 60, die Servoanordnung 62, den Wandler 64 und die Zwischenstufe 66 enthaltende Schleife stellt daher eine digitale Geschwindigkeits-Servoanar dnung dar, welche bewirkt, daß der X-Hotor 10 auf die Geschwindigkeits-Information anspricht, welche durch die Frequenz des Ausgangsimpulses des digitalen X-Differentialanalysators auf der Leitung 46 festgelegt ist. Weiterhin stellt die digitale Information vom Wandler 64 die Position im Register 26 ein, wobei das Ausgangssignal ^ X der Subtraktionsstufe 28 event-jell auf Null reduziert wird. Es ist jedoch zj bemerken, daß die-. ^ X-Information von der Subtraktionsstufe 28 bei der

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dargestellten Ausführungsform der Erfindung zur Durchführung einer linearen Interpolation als Funktion von Segmenteninformationen lediglich am Beginn jeder Interpolation in das Register 38 gegeben wird, d.h., wenn neue Information vom Konverter 16 in das X-Steuerregister 18 gegeben wird, und bevor das Fositionsregister 26 anspricht. Dies ist bei Ausführungsbeispielen, welche mit Steuersignalen für gekrümmte Segmente arbeiten, nicht notwendigerweise der Fall, Anhand des hier in Rede stehenden Ausführungsbeispieles lassen sich die Zusammenhänge jedoch einfacher erläutern. Es ist weiterhin zu erwähnen, daß erfindungsgemäß auch Schaltungsanordnungen realisierbar sind, welche nicht nur in zwei Achsen, d.h. in der X- und in der Y-Achse, sondern in drei Achsen, d.h. in der X-, in der Y- und in der Z-Achse arbeiten. Danach sind die Zeittaktschaltungen für die erfindungsgemäße Anordnung an sich bekannt und werden hier nicht beschrieben.

Wenn sich das ^ X-Signal dem Wert Null nähert, beispielsweise wenn die verbleibende Differenz sich auf ein Bit reduziert,

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wodurch eine Positionsdifferenz von weniger als 5,08 χ 10 cm angezeigt wird, so liefert die Subtraktionsstufe 28 ein "Nullfeststell"-Ausgangssignal auf einer Leitung 68. Dieses Signal auf der Leitung 68 sperrt das Gatter 56, wodurch der Zähler 58 keinen Überlaufimpuls mehr über die Leitung 46 erhält. Weiterhin dient das Signal auch der Leitung 68 als "Sprung"-Steuersignal für den Fehlerzähler 68, woduxh dieser zu "Servoschaltungszwecken" auf einen gegebenen Wert eiigestellt wird. Bei einer speziellen Ausfuhrungsform ist dieser

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vorgegebene Wert die Zählung 512 in Binärform, welche bei Einspeisung in den Digital-Analog-Konverter ein Null-Eingangssignal an der Analogservoanordnung 62 bewirkt. Vor der Einspeisung der "Sprung"-Information kann der Zähler 58 eine Zählung enthalten, welche größer oder kleiner als 612 ist; dies hängt von der Richtung der gesteuerten Bewegung und von dem Umstand ab, ob eine Beschleunigung oder eine Abbremsung stattgefunden hat. Aufgrund des "Nullfeststell"-Signals auf der Leitung 68 wird jedoch die Zählung im Fehlerzähler 58 auf 512 geändert, wobei in diesem Fall die digitale Servoanordnung dazu dient, diesen Wert im Fehlerzähler 58 aufrechtzuerhalten. Als Folge davon wird der Motor 10 in einer gegebenen Position gehalten. Während des Servohaltens wird eine dem Positionsfehler proportionale Fehlerkorrekturspannung erzeugt. Um den Servohaltebetrieb zu verbessern, ist die Analog-Servoanordnung 62 für diesen Fall im Bereich ihres Null-Eingangssignalwertes mit einem erhöhten Verstärkungsfaktor versehen. Daher wird jeder Bewegungstendenz im Kreis des X-Motors 10 durch ein starkes Ausgantgssignal der Analog-Servoanordnung 62 entgegengewirkt, weil der Fehlerzähler 58 in jedem Fall den Wert von 412 beibehält. Der Servohaltebetrieb ist bei der vorliegenden Anordnung insofern bedeutend, da Fehler minimalisiert werden und eine größere Genauigkeit in der gerichteten Einstellung der getegelten Elementes erreicht wird. Es ist jedoch festzuhalten, daß jeder Informationsblock, der durch das Bandgerät 14 von einem Eingangsband abgelesen wird, eine andere Bewegung des Motors 10 herbeifuhren kann. Der Servohaltebetrieb kann daher von sehr geringer

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Dauer oder Überhaupt niclit vorhanden sein. Das letztere ist in einem im folgenden noch zu beschreibenden Antizipationsbetrieb der Fall, bei dem eine nahezu konstante Vorschubgeschwindigkeit von einer Segmentenbewegung zur anderen vorhanden ist.

Die digitale Y-Servoanordnung umfaßt entsprechend einen Fehlerzähler 70, einen von diesem gespeisten digitalen Analog-Konverter 72 sowie eine von diesem gespeiste Änalog-Geschwin— digkeitsservoanordnung 74. Ein Wandler 76, welcher mit dem Wandler 64 identisch sein kann, liefert ein Eingangssignal fUr den Fehlerzälher 60, um deiesen in einer Richtung zum Zählen zu veranlassen, welche derjenigen Zäblrichtung entgegengesetzt ist, die durch das von der Leitung 54 über ein Und-Gatter 80 geliefertes Eingangssignal hervorgerufen wird. Normalerweise wird das impulsfömiige Signal auf der Leitung 54 durch den Fehlerzähler 70 gezählt, wobei ein entsprechendes Analogsignal über den Konverter 72 auf die Servoanordnung 74 gegeben wird. Die analoge Servoanordnung 74 liefert das Leistungssignal für den Y-Motor 12, während ein durch die Kotorwelle betätigter Tachometer das RUckkoppelsignal zur Analog-Servoanordnung 74 liefert. Der Wandler 76 liefert als Funktion der Hotordrehung ein impulsförmiges Ausgangssignal, das über eine Zwischenstufe 7ö auf den Fehlerzähler 80 gegeben wird, um die Zählung in diesem Zähler auf den Wert zu ändern. Das impulsfö'rmige Ausgangssignal vom Wandler 76 gelangt weiterhin über die Zwischenstufe 78 und die Leitung 3ό auf das Y-Positionsregister 30 und veranlaßt dieses zu

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zählen, um die durch die Subtraktionsstufe 32 festgestellte Differenz zu reduzieren. Wenn die Subtraktionsstufe 42 eine

Differenz feststellt, welche angibt, daß die Abweichung zwischen

-3 den Registern 30 und 20 kleiner als 5,04 χ 10 cm ist, so sperrt ein Signal auf einer Leitung 82 das Gatter 80, wodurch bewirkt wird, daß der Zähler auf den Wert 512 "springt"; damit erfolgt ein Servohaltebetrieb in der gleichen Weise, wie dies in Verbindung mit der digitalen X-Servoanordnung beschrieben wurde.

Die Anordnung gemäß der Erfindung besitzt zwei generelle Betriebsarten, welche durch ein Vorbereitungsfunktionsregister 33 nach Fig. 2 ausgewählt werden. Die erste, mit A bezeichnete Betriebsart, ist der Normalbetrieb, wobei Beschleunigung und Abbremsung fUr jeden durch das Bandgerät 14 ausgelesenen Inforsnationsblock durchgeführt werden. Die zweite, mit B bezeichnete Betriebsart ist ein Antizipationsbetrieb, bei dem Beschleunigung lediglich im ersten Informationsblock und Abbrernsung lediglich im letzten Informationsblock erfolgt. FUr dazwischenliegende Blöcke werden Beschleunigung und Abbremsung Übersprungen, wobei das Bandgerät vor der Vervollständigung des vorhergehenden Blockes gestattet wird, d.h. zu dem Zeitpunkt, in dem im Normalbetrieb A eine Abbremsung stattfindet. Die Eingangsinformationen sind fUr beide Betriebsarten A oder B durch jeden Infornrtionsblock auf dem Band gegeben, welcher vom Bandgerät 14 ausgelesen wird. Diese Information wird dem Register 84 am Eingang 86 eingespeist. Im A-ßetrieb wird jeder Block ausgelesen, wobei das Servosystem und die Motoren 10 und 12 in den Servohaltebetrieb gelangen, wobei das Bandgerät 14 zur Ausleeung des nächsten Informa« tionsblocks betätigt wird.

Die Schaltung nach Fig. 2 ist mit der Schaltung nach Fig. 1 über Leitungen 44, 86 bis 91, 402, 403, 404, 430 und 432 verbunden. Die Leitungen 88 und 89 führen die Δ -X- und ^Y-Signale von den Subtraktionsstufen 28 und 32. Die Leitungen 90 und 91 fuhren die Positions-RUckkoppelimpulse, während die Leitungen 402 und 403 die Ausgangssignale der Register 38 und 48 fuhren, welche der normierten digitalen Fehirinformation entsprechen und hier mit '3 X- und 4 Y-bezeichnet werden. Wie oben schon angegeben, liefert die Leitung 44 das Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal zur Schaltung nach Fig. 1. Die Funktion der Leitungen 430 und 432 wird im folgenden noch erläutert.

Die Leitungen 88 und 89 nach Fig. 2 liefern Eingangssignale für eine Subtraktionsstufe 96, welche an Und-Gatter 98 und 100 angekoppelt ist. Die Subtraktionsstufe 96 erregt das eine oder das andere Gatter 98 bzw. 100, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das A X- oder das A Y-Signal größer ist. Der größere Fehler regelt dann den Betrieb desSYstems. Ist das A X-Signal größer, so wird das Gatter 98 durch die Subtraktionsstufe 96 erregt, um das «X-Ausgangssignal auf eine Leitung 102 zu geben. Die Subtratkionsstufe 96 erregt ein Paar von Und-Gattern 104, 108, so daß auf der Leitung 112 Positions-RUckkoppelinformation für die Achse mit dem größeren Λ zur Verfugung steht.

Am Beginn jedes Informationsblocks im Α-Betrieb wird ein "Y"-Register 116 durch eine Voreinstellstufe 118 als Funktion eines Beschleunigungs-Steuersignals von einer Aus-

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wahlstufe 132 voreingestellt. Das Register 116 bildet zusammen mit einer Additionsstufe 120 und einem "R"-Register 122 einen digitalen Differenzialanalysator, welcher in der oben schon beschriebenen Art arbeitet.Dieser Analysator liefert ein impulsförmiges Ausgangssignal auf eine Leitung 124, dessen Frequenz proportional zum digitalen Inhalt des "Y"-Registers ist. Andererseits kann diese Frequenz auch proportional zum Inhalt eines Registers 404 sein. Dann findet in diesem Falle eine wie derholte Addition mit konstanter Folge in der Additionsstufe 120 statt, wobei der Inhalt des Registers 116 wiederholt dem Inhalt des Registers 122 hinzuaddiert wird. Während der Beschleunigung am Beginn eines Blocks von Eingangsinformation wird eine 1-Addierstufe 126 erregt und erhöht sukzessiv den Wert im Register 116. Zu diesem Zeitpunkt wird weiterhin ein Und-Gatter 128 erregt, um die normale Rückführung des Impuls -zuges durch das Register Ho herbeizufuhren.

Bei Beschleunigung bestimmt die anfänglich im Register 116 Über die Stufe 118 voreingestellte Zahl die Überlauf-Impulsfolgefrequenz auf der Leitung 124. Dieser Wert wird auf eine Regelstufe 130 gegeben, welche eine Vergleichsschaltung enthält. In dieser Regelstufe 130 wird die Frequenz der Überlauf-Ausgangsimpulse eines Vektor-"R"-Registers 406, welche auf einer Leitung 408 erscheinen, frequenzmäßig mit dem überlauf 124 des Registers 122 verglichen. Der Regler 130 liefert ein Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal auf die Leitung 44 zur Regelung der digitalen Achsen-Differentialanalysatoren (Fig. 2), wobei

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der Vektor "V" nit in Betracht gezogen wird, was im folgenden noch genauer erläutert wird. Die Regelstufe 130 bildet daher einen Teil einer Anordnung zur Regelung der Ausgangs-ΐαρυΐεfolgefrequenzen auf den Leitungen 46 und 54 und bestimmt damit die Geschwindigkeit, mit der die Motoren 10 und 12 laufen sollen. Das Vorschubgeschwindigkeits-Steuersignal auf der Leitung 44 wird auf die beiden Additionsstufen 42 und 52 gegebe?).

Dann ist die eingeregelte Geschwindigkeit aufgrund des kleinen Wertes, der gewöhnlidi durch die Stufe 118 im Register 116 voreingestellt wird, gering. Die eingesteuerte Geschwindigkeit des Systems bleibt klein,- bis das System anspricht. Sodann bewirkt die ^ositionsrUckkopplung yon der Achse nit den größeren Delta, welche auf der Leitung 112 erscheint, daß die 1-Addierstufθ 126 dem Inhalt des Registers 116 Impulse hinzuaddiert. Jeder RUckkopplungsimpuls bewirkt, daß ein Impuls hinzuaddiert wird. Daher beschleunigt das System. Die Beschleunigung ist adaptiv, wobei weiter Beschleunigung erreicht wird, wenn das geregelte Element anspricht. Ist das geregelte Element beispielsweise ein Schneidwerkzeug, so zeigt das Rückkoppelsignal auf der Leitung 112 an, ob das Schneidwerkzeug anspricht oder nicht oder bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit ansprechen kann. Eine Maschine mit "geringer Bandbreite" wird weniger beschleunigt als eine solche mit "hoher Bandbreite"* Da eine Maschine gemäß ihren Möglichkeiten beschleunigt wird, müssen bei einer Änderung der geregelten Maschine, des zu fräsenden Werkstucks oder ähnlichen nicht so viel Daten als notwendig in die Anordnung gemäß der Erfindung eingegeben werden.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Beschleunigungssteuerung nicht mit einem analogen Zeitkonstantenkreis, sondern digital erzeugt wird. Diese digitale Erzeugung ermöglicht eine vollständig vorhersagbare Beschleunigungssteuerung, welche für verschiedene Anwendungsfälle modifiziert werden kann und welche einen weichen Übergang von Beschleunigung auf Vorschubgeschwindigkeit, usw., möglich macht. Dabei ist dieser Sachverhalt unabangig von der speziell verwendeten Vorscitubgeschwindigkeit. Weiterhin ist ein weicher Übergang von Beschleunigung auf Abbremsen für kurze schrittförmige Bewegungen möglich, wie dies im folgenden noch genauer beschrieben wird. Eine Maschine kann von einer großen Vorscliubgeschwindigkeit auf eine neue eingesteuerte Vorschubgeschwindigkeit beschleunigt oder abgebremst werden, wobei der Übergang glatt verläuft. In der Betriebsart A vergleicht die Auswahlstufe die im Register 116 gespeicherte Zahl, mit der die Geschwindigkeitssteuerungen auf den Leitungen 46 und 54 geregelt werden, mit der Vorschubgeschwindigkeits-Zahl im Register 404, welche vom Eingangs-Konverter 16 geliefert wird. Das Register 404 erhält diese Zahl über die Leitung 87 vom Konverter in Übereinstimmung mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit in einem speziellen Eingangsinformationsblock. Es ist zu bemerken, daß die Auswahlstufe 132 bei Beschleunigung anfänglich ein Beschleunigungs-Ausgangssignal ist. Wenn die Zahl im Register 116 die eingesteuerte Vorschubgeschwindigkeits-Zahl im Register 404 erreicht, so schaltet die Auswahlstufe 132 von CeschJeunigung auf Vorsciiubgeschwindigkeit um, wodurch die System-

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geschwindigkeit durch die vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit bestimmt wird. Das Ausgangssignal am Vorschubgeschwindigkeit-Ausgang der Auswahlstufe 132 erregt nunmehr ein Und-Gatter 410 anstelle eines Und-Gatters 412, das vorher durch das Signal am Beschleunigungs-Ausgang Über ein Oder-Gatter erregt war, wobei das Register 404 dann eine konstante Vorschubgeschwindigkeit-Zahl als Eingangssignal auf die Additionsstufe 120 statt der Zahl vom Register 116 gibt. Daher wird die Schaltungsanordnung nunmehr über den Überlauf auf der Leitung 124 im Sinne der Aufrechterhaltung der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit geregelt.

In der Betriebsart A vergleicht die Auswahlstufe 132 die Überlauffrequenz auf der Leitung 124, mit der die Geschwindigkeitssteuerungen auf den Leitung en 40 und 54 geregelt werden, mit der Ausgangs frequenz eines Vorschubgeschwindigkeits-Frequenzgenerators 134. Dieser Vorschubgeschwindigkeit s-Frequenzgenerator 134 erhält über die Leitung 87 Information vom Konverter 16 in Übereinstimmung mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit in einem speziellen Eingangsinformationsblock und erzeugt auf einer Leitung 136 ein impulsförmiges Ausgangssignal mit der gewünschten Frequenz. Wenn der Überlauf-Ausgang auf der Leitung 124 die Soll-Vorschubgeschwindigkeitsfrequenz erreicht, so bewirkt die Auswahlstufe 132, daß die Regelstufe 130 von einem Eingang an der Leitung 124 auf einen Eingang an der Leitung 136 umschaltet, wodurch die Systemgeschwindig keit durch die vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit bestimmt wird.

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Die Vorschubgeschwindigkeit im System kann fUr das geregelte Element optimal sein, wobei es sich um die GeschwindJg keit handelt, die im System möglich ist. Die Beschleunigung stellt sich dabei selbst auf die Beschleunigungseigenschaften des geregelten Elementes ein, wie dies oben beschrieben wurde. Weiter unten wird noch ausgeführt, daß die Bremsung adaptiv ist und diese wird so geregelt, daß der gewünschte Endpunkt unabhch gig von einer großen Vorschubgeschwindigkeit ohne Überschwingen erreicht wird. Normalerweise verläuft sowohl die Beschleunigung als auch die Abbremsung exponentiell von der Geschwindigkeit Null auf die Vorschubgeschwindigkeit; diese Charakteristiken können jedoch variiert werden.

Der Betrieb verläuft mit der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit, bis die vorgegebene Lage des geregelten Elementes nahezu erreicht wird. Ein Abbremsbereichsdetektor 138 nimmt das größereA-Signal auf, um es mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen, welcherin einer praktischen AusfUhrungsform numerisch gleich 1,039 cm (0,4096 inch) ist. Wenn dasgrößere A -Signal unter diesen Wert fällt, so liefert der Detektor 138 ein Ausgangssignal zur Sperrung des Gatters 128 und zur Unterbrechung des Informationsumlaufs im Register 116 (wenn nicht Beschleunigung eingesteuert wird und das Gatter 141 gesperrt ist). Darauf wird die gleiche 4 -Information über ein Und-Gatter 140 in das Register 116 eingegeben. Der das Register 116, die Additionsstufe 120 und das Register 122 umfassende Differentialanalysator liefert wiederum ein im-

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pulsförmiges Überlauf-Ausgangssignal auf die Leitung 124, wobei die Auswahlstufe 132 den Inhalt der Register 116 und vergleicht, und vom Vorschubgeschwindigkeits-Ausgang auf den Abbrems-Ausgang umschaltet, wenn der Inhalt des Registers

116 bei diesen beiden Registern der kleinere wird. Andereren

seits kann auch eine Vergleichsstufe 142, der/Funktion im folgenden noch beschrieben wird, zu diesem Zweck benutzt werden. Der die Elemente 116, 120 und 122 umfassende digitale Differentialanalysator bewirkt über die Leitung 124 nun eine exponentielle Verlangsamung auf die Position zu. Daher nimmt das auf das Register 116 gegebene '- -Eingangssignal weiter ab,todurch auch die Überlauf-Folgefrequenz auf der Leitung 124 weiter abnimmt. Es ergibt sich ein glatter Übergang von der Vorscijubgeschwindigkeit zur Abbremsung, welcher unabüngig von der Vorschubgeschvi ndigkeit, dem Abstand oder der Zeit ist. Da der Abbremsbereich lang genug ist und die Endgeschwindigkeiten beim Abbremsen klein sind, ist eine endgültige Lageeinstellung ohne Überschwingen möglich. Dieser Abbremsbetrieb vergrößert die mögliche Geschwinl igkeit der faschine vor der Abbremsung, ohne daß eine genaue Lageeinstellung verloren geht. Da die Abbremsung auch proportional zur Additionsfrequenz des die Elemente 116, 120 und 122 umfassenden digitalen Differentialanalysators ist, kann die Beschelunigung geändert werden,um sie an die verschiedenen Servo-Abbremsmöglichkeiten der iiaschine anzupassen.

Eine Betriebsänderung direkt von Beschleunigung auf Abbremsen'? ist erforderlich, wenn das Delta für die Beweaegung klein

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und/oder die vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit groß iwt. Bei Beschleunigung findet ein kontinuierlicher Vergleich zwischen der -^ -Information auf der Leitung 102 und dem Inhalt des Registers 116 statt. Wenn bei Beschleunigung die Information im "Y"-Register 116 gleich der J -Information auf der Leitung 102 ist, so ist dies ein Maß dafür, daß mit der Abbremsung unmittelbar begonnen werden muß, wenn das geregelte Element zeitlich richtig gestoppt werden soll. Die Vergleichsstufe 142 stellt diese Tatsache fest und liefert ein "Signal" zur Auswahlstufe 132, wodurch diese unmittelbar die Einspeisung von Λ -Information in das Register 116 auslöst und damit eine unmittelbare Abbremsung in der vorbeschriebenen Weise herbeifuhrt. Die Auswahlstufe unterbricht den Beschleunigungsbefehl, so daß der Detektor 138, welcher nunmehr ein kleines Delta feststellt, die Gatter 140 und 128 im vorbeschrieebenen Sinne betätigen kann. In diesem Falle wird natürlich für die speziell betrachtete Segmentenbewegung die Vorschubgeschwindigkeit niemals erreicht.

Diese Betriebsart mit einem Sprung von Beschleunigung auf Abbremsung eliminiert die Möglichkeit, daß ein Überschwingen fUr kleine Deltas auftritt. Es findet ein glatter Übergang von Beschleunigung auf Abbremsung unbbhängig von der Vorschubgeschwindigkeit, des Abstandes oder der Zeit statt. Es wird weiterhin auch eine optimale Zeitcharakteristik aufrecht erhaelten, da die Beschleunigung bis zu einem Punkt "auf halbem Wege" einer Segmentenbewegung weitergeführt wird, bevor die Abbremsung beginnt.

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Bei der Betriebsart B, welche vom Bandgerät 14 und vom Konverter 16 in das vorbereitete Funktionsregister 84 eingegeben wird, findet eine Beschleunigung lediglich in dem ersten, eine B-Betriebsartinformation enthaltenden Informationsblock auf dem Band statt, wobei das Bandgerät vor der Vervollständigung des Blocks zur Einlesung neuer Informationen gestartet wird. Dies geschieht, wenn der Abbremsungsbereich durch den Detektor 138 festgestellt wird. Das Ausgangssignal des Detektors 138 wird jedoch sonst noremalerweise bei dieser Betriebsart gesperrt. Die Auswahlstufe 132 wird durch das Vorbereitungsfunktionsregister 84 so angesteuert, daß mit Vorschubgeschwindigkeit weitergefahren wird. Eine Beschleunigung oder eine Abbremsung kann ebenfalls eingesteuert werden, wenn eine Änderung in der vorgegebenen Geschwindigkeit von einem Block zun nächsten vorhanden ist. Im speziellen Fall kanndas geregelte Element dann angepaßt auf die neue Geschwindigkeit beschleunigt oder abgebremst werden, bis die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit erreicht ist.

Zur Prüfung des durch das Bandgerät 14 ausgelesenen perforierten Papierbandes ist ein schneller Prüfbetrieb vorgesehen. Darüber hinaus kann der PrUfbetrieb dazu benutzt werden, um den folgenden Maschinenbetrieb sichtbar zu Überwachen, um festzustellen, ob er in Übereinstimmung mit einem vorher geprüften Band abläuft. Das Prüfsystem ist nicht nur schneller, sondern auch weniger aufwendig als bisher bekannte Prüfsysteme.

FiL den EingangsprUfbetrieb ist bei der vorliegenden Schaltungsanordnung eine innere Rückkopplung mit einer geschlossenen Schlei-

fe vorgesehen, welche keine mechanischen Servoantriebe und Positionsrückkopplungen enthält. Der Servoantrieb ist während dieser Zeit abgeschaltet. Gemäß Fig. 1 wird das impulsförmige Ausgangssignal des Registers 40 direkt als Eingangssignal auf das X-Positionsregister 26 gegeben, was durch eine gestrichelte Linie 144 angedeutet ist. Weiterhin wird das impulsförmige Ausgangssignal des Registers 50 direkt als Eingangssignal auf das Y-Positionsregister 30 gegeben, was durch eine streichelnde Linie 148 angedeutet ist. Das System steuert die entsprechenden Positions- und Steuerregister um, wobei die PositionsprUfinformation aus den entsprechenden Positionsregistern genommen wird. Es können auch Eingangsdaten geprüft werden, welche nicht von einem gestanzten Band stammen.

Die Ausgangsinformation der Positionsregister wird auf einer Anzeigeanordnung gegeben, welche als bistabile Kathodenstrahl-Speicherröhre ausgebildet ist. Der X-Ablenkkreis dieser Speicherröhre wird Über einen Digital-Analog-Konverter 152 vom X-Positionsregister 26 angesteuert, während der Y-Ablenkkreis der Speicherröhre durch das Y-Positionsregister 30 Über einen Digital-Analog-Konverter 154 angesteuert wird. Eine Z-Achsen-Einschaltinformation wird Über den Konverter 16 vom Band abgeleitet und auf eine Z-Achsen-Einschaltstufe 156 gegeben. Diese Stufe regelt gegebenenfalls die Erzeugung eines Elektronenstrahls um eine Kurve entsprechend den Segmentbewegungs-Inforna tionen fUr jeden Informationsblock auf dem Band zu schreiben. Eine Anordnung fUr diesen Betrieb ist im Hauptpatent im einzelnen beschrieben.

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AUSWAHLSTUFE

Die in Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellte Auswahlstufe 132 ist im einzelnen in Fig. 5 dargestellt. Diese Stufe erhält Informationen vom Vorbereitungsfunktionsregister 34, das seinerseits Informationen vom Konverter 16 und vom Eingangsband aufnimmt. Die Informationen vom Vorbereitungsfunkiionsregi?ter

84 betätigen einen Programmzähler 284, welcher zur Betätgjng einer Gesamt-Steuer- und Zeittaki-Schaltung (nicht dargestellt) die folgenden Zählschritte durchfJ hrt:

Null Stopp, Lesen Eins Vorzeichenauswahl und Hinuspositions-Einsteuerung Zwei Einspeisen der A -Werte in die Register 38 und 48 Drei Normierung der Register 38 und 48

Vier Stopp

Fünf Beschleunigen Sechs Vorschub Sieben Abbremsen Acht Möglicher externer Zyklus Neun Möglicher externer Zyklus.

■1

Nachdem diese Seuqenz von Zählschritten ausgeführt ist, wird sie zur Auslesung jedes weiteren Informationsblocks auf dem Eingangsband wiederholt, worauf die durch sie gegebenen Schaltinformationen aus gefuhrt werden. Während des B-Betriebs bewirkt der Zähler, sobald die Abbremsung im Schritt sieben ausgelöst wurde, das von den Schritten eins, zwei und drei gefolgte Aus-

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lesen des Bandes, wobei die Schritte vier und fUnf Übersprungen werden, um einen kontinuierlichen Vorschub aufrecht zu erhalten.

Im Α-Betrieb, bei dem Beschleunigung und Abbremsung fUr jeden Block von Eingangsinformation einprogrammiert sind, spricht der Programmzähler 284 ebenfalls auf die auf den Leitungen und 420 stehenden Ausgangssignale der Register 116 und 404 an. Die Auswahlstufe nach Fig. 5 stellt fest, ob das Ausgangssignal des Registers 116 auf der Leitung 418 größer oder ob das Ausgangssignal des Registers 404 auf der Leitung 420 größer ist; als Funktion dessen wird der Programmzähler 284 so angesteuert, daß sich sein Ausgangssignal von Beschleunigung auf Vorschub oder von Vorschub auf .abbremsen ändert. Wenn das Ausgangssignal auf der Leitung 418 größer als der Ausgang auf der Leitung 420 wird, so liefert die Subtraktionsstufe 424 ein erstes Übergangssignial auf den Programmzähler 284. Wenn das Ausgangssignal auf der Leitung 418 kleiner als das Ausgangssignal auf der Leitung 420 wird, so liefert die Subtraktionsstufe 424 ein zweites Übergangssignal auf den Programmzähler 284. Durch diese Übergangssignale wird der Programmzähler beispielsweise von ßeschleunigu-ng auf Vorschub und von Vorschub auf Abbremsen geschaltet. Dabei werden mit Beschleunigung, Vorschub und Abbremsen bezeichnete Ausgangssignale geliefert. Die Schaltung nach Fig. 5 liefert also Ausgangssignale fUr die Fälle, in denen Beschleunigung, Abbremsung oder Vorschub geschaltet ist.

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Falls die Vergleichsstufe 124 so arbeitet, daß ein Signal auf eine Leitung 422 geliefert wird, als Funktion dessen der Programmzähler den oben angegebenen Schritt 6 überspringt, so wird direkt auf Abbremsen umgeschaltet, was der Fall ist, wenn sehr kurze Segmentbewegungen ausgeführt werden und die Abbremsung zur Vermeidung von Uberschwingvorgängen früher eintreten soll.

REGELSTUFE

Die Regelstufe 130 nach Fig. 2 ist in Fig. 3 im einzelnen dargestellt. Das auf der Leitung 124 auf ein Anti-Koinzidenzgatter 260 gegebene Eingangssignal stellt normalerweise einen Flip-Flop 266 über eine Leitung 262, wodurch ein Ausgangssignal auf die Leitung 44 geliefert wird, das bewirkt, daß die Additionsstufen 42 und 52 nach Fig. 1 mit einer Frequenz von 80 KHz arbeiten. Eine Additionsstufe 409 wird dabei in entsprechender Weise gesteueert. Das Signal auf der Leitung 400 stellt den Flip-Flop 266 über einen Eirrang 253 des Anti-Koinzidenzgatters und eine Leitung 264 zurück. Das Anti-Koinzidenzgatter 260 verhindert eine Umschaltung des Flip-Flops 266, wenn Eingangssignile auf den Leitungen 124 und 408 gleichzeitig eintreffen« Dieses Anti-Koinzidenzgatter 260 arbeitet lediglich dann, wenn die eingeregelte Geschwindigkeit hoch ist, und verhindert, ein vorzeitiges Stellen und Rückstellen des Flip-Flops.

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VEKTORGESCHWINDIGKEITS-REGELUNG

Gemäß der Erfindung wird die Geschwindigkeit des Werkzeuges der Maschine, das durch die Motoren 10 und 12 bewegt wird, so geregelt, daß sie vektormäßig einer gewünschten vorgegebenen Geschwindigkeit entspricht. Wenn daher eine gegebene Vorschubgeschwindigkeit vom Eingangsband eingesteuert wird, so wird die Wirkung der Motoren 10 und 12, welche in verschiedenen senkrecht aufreinander stehenden Koordinatenachsen arbeiten, kombiniert, um die gewünschte eingesteuerte resultierende Geschwindigkeit fUr das Werkzeug oder ein ähnliches Element Über die Motoren 10 und 12 zu realisieren.

Zunächst wird dabei ein Vektor V digital erzeugt, welcher der Vektorsumme der ursprunglich eingesteuerten Verschiebungen fUr die Segmentenbewegung entspricht. Speziell werdendie normierten Delta-Ausgangssignale der Register 38 und 48 nach Fig. 1 Über die Leitungen 402 und 403 auf Und-Gatter 426 und 428 nach Fig. 2 gekoppelt. Diese normierten ^ -Ausgangssignale sind mit A X- und ^ Y- bezeichnet; diese Werte sind im Fall des speziellen Ausfuhrungsbeispiels der vorliegenden Erfindung fUr jede Segmentenbewegung konstant. Abschaltleitungen 430 und 432, welche ebenfalls auf die Und-Gatter fuhren und normalerweise unwirksam sind, werden la folgenden nocherläutert.

Die Ausgangssignale der Gatter 426 und 428 werden Über Gatter 434 und 436 auf Additionsstufen 438 und 440 gegeben. Die Gatter 434 und 436 geben die Werte 4 χ·, Δγ· und V als Funktion

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der Steuerwirkung einer Taststufe 442 sukzessiv auf die Additionsstufen 438 und 440, Damit wird zunächst der Inhalt des Registers 38 nach Fig. 1 dem Inhalt eines Summationsregisters 444 nach Fig. 2 hinzuaddiert, wonach der Inhalt des Registers 48 dem Inhalt des Summationsregisters 444 hinzuaddiert wird. Sodann wird der numerische Inhalt eines V"Y"-Registers 446 dem Inhalt des Summationsregisters 444 hinzuaddiert.Diese Operation wird sukzessiv wiederholt.

Das Summationsregister 444, das in Fig. 2 als X+Y+V-Summationsregister bezeichnet ist, bildet zusammen mit der Additionsstufe 438 und dem Register 38 oder dem Register 48 nach Fig. einen digitalen Differentialanalysator, welcher einen überlauf auf eine Leitung 448 liefert. Es ist dabei zu bemerken, daß das Ausgangssignal des Summationsregisters 444 auf den Eingang der Additionsstufe 438 zurückgeführt wird. Auf der Leitung erscheint jedesmal dann ein Überlauf, wenn eine Addition von

& -χ·, Λ-Υ· oder V zum Inhalt des Registers 444 erfolgt ist. Im Mittel sind jedoch die nach der Addition von Λ -X¹ erzeugten Überlauf impulse proportional zum Wert von A-X', die nach der Additon von A-Y* erzeugten Überlauf impulse proportional zum Wert von ^\-Y' und die nach der Addition von V erzeugten überlaufimpulse proportional zum Wert V. Es werden daher Überlau ffrequenzen erzeugt, welche sukzessiv sich wiederholend proportional zu den Werten von A-X¹, Λ -Y¹ und V sind. Zu diesem Zweck könnten auch getrennte digitale Differentialaialysatoren verwendet werden; die dargelegte AusfUhrungsform erweist sich jedoch im Hinblick auf die Zahl der verwendeten

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Komponenten als am zweckmäßigsten.

Die Eingangsgrößen ^X¹, AY¹ und V werden weiterhin, wie oben angeführt, Über das Gatter 436 auf die Additionsstufe 440 gegeben, wobei das Gatter 436 ebenfalls von der Taststufe 442 gesteuert wird. Daher werden diese Größe sukzessiv dem Inhalt des Summationsregisters 450 hinzuaddiert, das in Fig. 2 als X-Quadrat + Y-Quadrat + V-Quadrat-Summationsregister bezeichnet ist. Die Überlauffrequenz auf der Leitung 448 steuert die Additionsrate der Additionsstufe 440, wobei der jeweilige Überlaufimpuls durch eine Impulsdehnungsstufe 452 gedehrt wird. Es ist zu bemerken, daßdie Taststufe 442 die ^ X'-Leitung gleichzeitig auf beide Additionsstufen 438 und 440 koooelt, so daß die Addition von ά -X* an beiden Stellen stattfindet. Das Register 450 bildet zusammen mit der Additionsstufe 440 und dem Register 38 oder dem Register 48 nach Fig. 1 oder dem Register 446 nach Fig. 2 einen digitalen Differentialanalysaotor. Es ist weiterhin zu erwähnen, daß das Ausgangssignal des Registers 450 als Eingangssignal auf die Additionsstufe 440 zurückgeführt wird.

Die der Größe A X' entsprechende Überlauffrequenz des Re-

2 gisters 450 auf der Leitung 454 ist proportional zu ( & X¹) Dies ist deshalb der Fall, weil die Überlauffrequenz auf der Leitung 448 proportional zu 4 X¹ ist, und die Additionsrate der Additionsstufe 440 steuert. Gleichzeitig wird die Größe

Λ X' als Eingangssignal auf die Additionsstufe 440 gegeben. Daher ist also die Überlauffrequenz auf der Leitung 454 zu diesemZeitpunkt proportional zu ( Λ X) . Aus Aus-

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gangssignal auf der Leitung 454 ist also sukzessiv proportional zu (A X¹)² ( Δ Y¹)² und V², da durch die Additionsstufen 438 und 440 jeweils unterschiedliche Größen additiert werden.

Der Überlauff auf der Leitung 454 wird auf einen Diskriminator 456 gegeben, welcher im folgenden noch genauer beschrieben wird. Dieser iskriminator 456 liefert ein Subtraktions-Aus-

2·· gangssignal auf eine Leitung 458 als Funktion eines V- Überlaufs.

2 2 Als Funktion eines ( d X¹) oder (& Y¹) - Überlaufs auf der Leitung 454 liefert der Diskriminator 456 ein Additions-Ausgangssignal auf eine Leitung 460.

Das Ausgangssignal auf der Leitung 458 ist durch kleine Zahlen gegeben, welche sukzessiv Über eine Additions-Substraktionsstufe 462 vom Inhalt des V-"Y"-Registers 446 subtrahiert wird. Das Ausgangssignal des Registers 446 wird dabei auf den Eingang der Stufe 462 zurückgeführt. Auch das Ausgangssignal auf der Leitung 460 des Diskriminators 456 ist durch kleine Zahlen gegeben, welche dem Inhalt des V"Y"-Registers 446 Über die Additions-Subtraktionsstufe 462 hinzuaddiert werden. Das Register 446 bildet zusammen mit der Additionsstufe 409 und dem V"R"-Register 406 einen digitalen Vektor-Differentialanalysator (V).

Die Ausgangsgröße V des Registers 446 wird' als ein Eingangssignal auf die Gatter 434 und 436 gegeben, wie dies oben ausp fuhrt wurde. Daher wird der Inhalt des Registers 446 durch die Additions-Subtraktionsstufe 462 solange gesteuert, bis

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der Wert V der Gleichung VQuadrat = ( 4 X¹)² + ( Λ Y¹)² oder

V = V'( 4 X^f² + (Δ Y¹)² entspricht. Daher ist die Größe V gleich der Vektorresultierenden aus den Größen Λ X¹ und

-1 Y*. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, so sind die Ausgangsgrößen auf der Leitung 458 oder 460 so beschaffen, daß sich im V-Register 446 die richtige Vektorresultierende ergibt. Dieses Vektor-Ausgangssignal des Registers 446 dient als Basis zur Erzeugung eines Überlaufsignals auf der Leitung 408, das mit dem eingesteuerten Vorschubgeschwindigkeits-Überlauf auf der Leitung 124 verglichen wird.

Der Regler 130 liefert nicht nur den Vorschubtgeschwindigkeits-Befehlcuf die Leitung 444 zur Ansteuerung der Additionsstufen 42 und 52, sondern gibt dieses Ausgangssignal auch zur Steuerung auf die Additionsstufe 409. Die Regelstufe 130 sucht außerdem Ausgangssignale derart zu erzeugen, daß der durch die Stufen 406, 409 und 446 gebildete digitale Differentialanalysator fUr jeden Überlaufimpuls auf der Leitung 124 einen entsprechenden Überlaufimpuls auf die Leitung 408 liefert. Der letztgenannte Überlauf ist proportional zur resultierenden Verschiebung bzw. zur Vektorsumme der Größen A X¹ und Λ Y*. Daher fuhrt der auf die digitalen Achsen-Differentialanalysatoren nach Fig. 1 gegebene Vorschubgeschwindigkeits-Befehl auf der Leitung 44 zur Erzeugung von Überlaufiropulsen, deren Vektorsumme der gewünschten Geschwindigkeit entspricht, wie sie durch den Überlauf auf der Leitung 124 nach Fig. 2 eingesteuert wird. Je größer daher beispielsweise der Vektor V ist, umso kleiner ist der Vorschubgeschwindigkeits-Befehl auf der Leitung 44. Wenn beispielsweise die Größen 4 X' und Δ. Υ¹

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gleich sind, wobei sich die größte Vektorsumme ergibt, so wird der Überlauf auf der Leitung 408 schneller gleich dem Überlauf auf der Leitung 124, um den Vorschubgeschwindigkeits-Befehl auf der Leitung 44 zu verringern. Sowohl der Motor 10 als auch der Motor 12 tragen zur gewünschten resultierenden Geschwindigkeit bei. Ist andererseits 4 Y¹ gleich Null, so ist V gleich 4 X'r wenn 4 X' vonH»ll verschieden ist. In diesem Falle wird der durch die Elemente 40, 42 und 38 gebildete digitale Differenzialanalysator für die X-Achse so angesteuert, daß der X-Motor 10 allein die gewünschte Geschwindigkeit herbeiführt. Ersichtlich sind der Vorschubgeschwindigkeitsbefehl und die Motordrehzahlen invers zur Größe V.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Abiöhaltleitungen 430 und 432 an die Nullfeststell-Ausgänge der Subtraktionsstufen 28 und 32 angeschaltet. Wenn daher der verbleibende Abstand zu der eingesteuerten Lage in einer gegebenen Achse klein wird, so wird die Schaltungsanordnung derart umgeschaltet, daß ein Vektor V erzeugt wird, welcher gleich dem Rest-Α in der anderen Achse ist. Dies fuhrt zu einer verbesserten Positionseinstellung in der verbleibenden Achse gegen den Endpunkt bei einer vorgegebenen Abbremsgeschwindig lceit.

Es ist zu bemerken, daß der Vektor-Schal tungsteil nicht nur während des Vorschubgeschwindig keits-Betriebes,d . h. wenn vom Eingangsband Vorschubbetrieb eingesteuert wird, sondern auch bei Beschleunigung und Abbremsung wirdksam ist. Der Überlauf auf der Leitung 124 repräsentiert in jedem Falle den

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digital erzeugten Vorschubgeschwindigkeits-Fqktor für Beschleus nigung, Vorschub und Abbremsung.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind vielgestaltig. Die wahre Vorschubgeschwindigkeit kann durch eine Vorschubgeschwindigkeits-Zahl eingesteuert werden/ welche für jeden Informationsblock auf dem Eingangsband gegeben ist. Diese Zahl ist so beschaffen, daß sich die gewünschte Werkzeuggeschwindigkeit ergibt, wenn sie in das Register 3Q4 eingegeben wird.Das tatsächliche Verhältnis zwischen der Vorschubgeschwindigkeits-Zahl auf der einen Seite und der tatsächlichen Lineargeschwindigkeit auf der anderen Seite hängt natürlich von Schaltungseinzelheiten ab. Die Vektorgeschwindigkeit des geregelt geführten Werkzeuges bleibt solange konstant, wie die Vorschubgeschwindigkeits-Zahl von Block zu Block konstant bleibt. Wenn zwischen Informtionsblocks eine Abbremsung auf Stoppen oder ei ne Beschleunigung eirvgesteuert wird, so bleibt die Werkzeuggeschwindigkeit natürlich nur zwischen Vorschubgeschwindigkeits-Teilen des Zyklus die gleiche, fUr wie ehe die Vorschubgeschwindigkeits-Zahl die gleiche ist. Die Vorschubgeschwindigkeits-Zahl muß nicht derart maßstäblich verkleinert werden, daß Geschwindigkeiten in einer verbleiben-. den Achse oder in verbleibenden Achsen in Betracht gezogen werden, da in jedem Falle die Mahre Vektorgeschwindigkeit eingesteuert wird. Die Schaltungsanordnung kann daher unter dem Gesichtspunkt optimaler Geschwindigkeit betrieben werden, ohne daß die Gefahr einer Einsteuerung einer Geschwindigkeit besteht, welcher die geregelte Maschine nicht mehr folgen kann. Auch muß die eingesteuerte Vorschubgeschwindigkeit -Zahl

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nicht vorher berechnet werden, um den Winkel der eingesteuerten Segmentenbewegung in bezug auf die Achsen mit in die Rechnung einzubeziehen, da die Schaltungsanordnung die gewünschte bzw. eingesteuerte Geschwindigkeit genau herbeifuhrt.

DISKRIMINATOR

Der Diskriminator 456 ist in Fig. 4 im einzelnen dargestellt. Das Überlaufsignal des Summationsregisters 450 auf der Leitung 454 wird über ein Und-Gatter 464 auf einen JK-Flip-Flop 463 und Über ein Und-Gatter 466 auf einen JK-Flip-Flop 470 gegeben Wie oben erwähnt, liefert die Taststufe 442 durchschaltbare Eingangssignale auf Und-Gatter 464 und 466. Über eine Leitung 474 wird ein Taktsignal auf die Flip-Flops gegeben. Die Ausgangssignale der Und-Gatter 464ind466 sind Stellsignale für die Flip-Flops 468 und 470, während das Eingangssignal auf der Leitung 472 ein Rückstellsignal für diese Flip-Flops darstellt. Die Ausgangssignale im gestellten Zustand der Flip-Flops 463 und 470 werden über Und-Gatter 476 und 478 auf die vorgenannten Ausgangsleitungen 458 und 460 gegeben. Weiterhin erhalten die Und-Gatter 476 und 478 ein Zählgültigkeitszeittaktsignal über eine Leitung 481.

Die Wirkungsweise der Schaltungen nach den Fig. 2 und 4 ergibt sich aus dem Signaldiagramm nach Fig. 6. Aus diesem Diagramm sind die zeitlichen Lagen von Hauptsteuerimpulsen 480, 482 und 4°4 sowie die dazwischenliegenden Bit-Zeitabschitte ersichtlich, welche Binärzahlen darstellen, die in den verschiedenen Regi-

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stern gespeichert und rUckgefUhrt werden können. Die Taststufe 442 schaltet sukzessiv die Eingangsleitungen fUr die Größen ^X¹, ^Y¹ und V in den Zeitpunkten aufeinanderfolgender Hauptsteuerimpulse fUr die Dauer einer Periode bis zu» nächsten Hauptsteuerimpuls auf die Gatter 434 und 436. Es können daher die Eingangsleitungen fUr die Größe /IX¹ zu den Gattern 434 und 436 durch den Hauptsteuerimpuls 438 durchgeschaltet werden, während die Eingangsleitungen fUr die Größe d X¹ durch den Impuls 482 und die Eingangsleitung für die Größe V durch den Impuls 384 durchgeschaltet werden. Die Gesamtsequenz beginnt mit einer weiterenlmplulsfolge 480 (in Fig. 6 zweifach dargestellt) erneut, wodurch die Gatter 434 und 436 zur Einspeisung der Größen ^ X* in die Additionsstufen 438 und 440 durchgescha-ltet werden. Dieser Vorgang setzt sich sukzessiv fort. Es ist zu bemerken, daß die Taststufe 442 unterschiedlich getaktete Durchschaltsignale auf die Gatter 434 und 436 sowie den Diskriminator 456 geben muß, um mögliche Zeitverzögerungen zwischen diesen Elementen in Rechnung zu stellen. Die Diagrammdarstellung der Einspeisung des Ausgangssignals der Taststufe auf die Gatter 434 und 436 sowie den Diskriminator 456 zeigt lediglich funktionell die Steuerung dieser Elemente durch die Taststufe; die dabei tatsächlich verwendeten Schaltungen sind natürlich kompelexer.

Generell liefert die Taststufe 442 beim Auftreten eines Hauptsteuerimpulses 480 ein Signal 448 auf eine Leitung 489, wodurch das Gatter 434 zur Einspeisung der Größe fl X¹ in die Additionsstufe 438 und das Gatter 436 zur Einspeisung der Grüße XV in die Additionsstufe 440 durchgeschaltet wird. Bein Auftreten des

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liauptsteuerimpulses 482 wird durch einen Durchschaltimpuls auf einer Leitung 491 die Größe Δ Υ¹ wieder weitergeschaltet. Entsprechend wird beim Auftreten des Haupttaktimpulses 484 auf einer Leitung 493 ein Durchschaltsignal 492 zur Weiterschaltung der Größe V erzeugt.

Für die Dauer der Durchschaltsignale 488 und 490 liefert die Taststufe 442 ein Durchschalt-Eingangssignal für das Gatter 466 (Fig.4) auf eine Leitung 496. Andererseits liefert die Taststufe für die Dauer des Schaltsignals 492 ein Durchschalt-Eingangssignal auf das Gatter 464 über eine Leitung 494.

Das durch eine nicht dargestellte Stufe gedehnte Überlaufsignal auf der Leitung 454 bildet ein Stellsignal für den Flip-Flop 470 nach Fig. 4, wenn während der durch das Durchschalt-Signal 488 gegebenen Periode ein Überlauf vom Register 450 auftritt. Dann wird am Ende der P_eriode ein Taktimpuls auf die Leitung 474 gegeben, wodurch der JK-Flip-Flop 470 gestellt wird, um ein Ausgangssignal auf das Gatter 478 zu liefern, wenn in der Periode zwischen Haupttaktimpulsen ein Überlauf auf der Leitung 454 aufgetreten ist. Dieser Taktimpuls kann mit dem Beginn des nächsten Hauptsteuerimpulses, beispielsweise des Impulses 482 nach Fig. 6, zusammenfallen, welcher nach der Addition der Größe Δ X* durch die Additionsstufen 438 und 440 auftritt. Während der nächsten Periode, d.h. unmittelbar nach dem Steuerimpuls 482, liefert der Flip-Flop 470 dann ein Eingangssignal auf das Gatter 478. Danach wird zu einer Bit-Zeit 49u nach Fig. 6 ein Zählgültigkeits-Signal auf die Leitung 481 gegeben. Zur gleichen Zeit wird ein Ausgangsimpuls auf die

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Leitung 460 gegeben, welcher ein Eingangssignal fUr die Additions-Subtraktions-Stufe 462 darstellt. Das ZählgUltigkeits-Eingangssignal erscheint an einer zweiten Bit-Stele, welche einer binären Zwei bzw. 2 entspricht. Dabei wird der Binärzahl im Register 446 eine binäre 2 hinzuaddiert. Zu einem Zeitpunkt, welcher unmittelbar nach dem Auftreten eines Zählgültigkeitsiropulses auf der Leitung 481 liegen kann, wird auf die Flip-Flops 408 und 470 über die Leitung 472 ein RUck^ stellimpuls gegeben.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten speziellen Beisiels ist kein Additionen der Größe Δ Y¹ entsprechender Überlauf auf der Leitung 454 vorhanden. Wenn aufgrund der Addition der Größe

A Y¹ ein Überlauf auftritt, so erfolgt durch die Additions-Subtraktionsstufe 462 nach dem Steuerimpuls 484 eine entsprechende Addition einer binären 2. Wenn dann die Additionsstufen 438 und 440 den Vektorwert V zum Inhalt der Register 444 und 450 hinzuaddieren, wird das Gatter 404 durch ein Eingangssignal durchgesteuert, das dem Signal 492 auf der Leitung 494 entspricht. Die Leitung 496 ist dann nicht mehr länger wirksam geschaltet. Wenn dann ein Überlauf auf der Leitung 454 auftritt, so bildet der gedehnte Uberlaufimpuls einStellsignal für den Flip-Flop 468 statt für den Flip-Flop 470. Ein folgender Taktimpuls auf der Leitung 474, beispielsweise am Beginn des nächsten Hauptsteuerimpulses 480, stellt ein auf das Und-Gatter 476 gegebenes Stell-Ausgangssignal vom Flip-Flop 468 dar. Ein dann auf der Leitung 481 vorhandenes ZählgUltigkeitssignal fuhrt zur Erzeugung eines Ausgangssignals auf der Leitung 458 im Zeitpunkt 498* in Fig. 6 in der nächsten

2 0 9 8 4 3 / 0 £ 1 S - 41 -

zyklischen Uetriebssequenz, wodurch Über die Additions-Subtraktionsstufe 462 eine binäre 2 vom Inhalt des Registers 446 subtrahiert wird.

Überlauf-Ausgangssignale auf der Leitung 454, welche proportional zu ( - X¹)² oder (4 Y¹)² sind, führen zur Addition einer binären 2 zum Inhalt des Registers 446, während ein Überlauf auf der Leitung 454, welcher proportional zu V ist, zur Subtraktion einer binären 2 vom Inhalt des Registers 446 führt. Das Register 446 liefert eine Ausgangsgröße V zur Einspeisung in die Gatter 434 und 436, welche zur gleichen Spannung zwischen V und ( J X¹)² + (6 Y¹)² über eine Rückkopplung führt. Daher wird der genaue Wert des Vektors V, welcher der resultierenden der beiden Deltas gleich ist, durch die Additionsstufe 409 wiederholt dem Inhalt des Registers 406 hinzuaddiert, wobei das Register 406 dann einen Überlauf erzeugt, welcher der wahren Resultierenden Geschwindigkeit der Haschine entspricht. Die Regelstufe 130 ändert den Vorschubgeschwindigkeits-Befehl auf der Leitung 44, um diese Geschwindigkeit auf dem gewünschten Wert einzustellen, welcher durch den Überlauf auf der Leitung 124 im oben beschriebenen Sinne eingesteuert wird. Dieser Vorgang erfolgt durch Änderung der Additionsraten.

Wie oben ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung lediglich für einen Betrieb in zwei Achsen beschrieben und dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch eine Regelung in einer dritten Achse erfolgen kann. Anstelle einer

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linearen Polation von Kurvensegmenten kann auch eine Regelung in komplizierteren gekrümmten Segmenten erfolgen.

Patenten sp rUche

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Claims (1)

1. A T fc U i A ft» *> U u L it i.

   1. Schaltungtanordnung zur Regelung 4»r Bewegung «in·» £ieeentec, dad längs eines Segnentes «ines durch Mehrere Se^pente gegebenen Weges lauft, «le Funktion von Koordinoten-DlfferenreingangeinfonROtion »it eine» Schaltkreis zur Erzeugung «ich wiederltolender Ausgengsinforoation in Mindestens zwei Achsen, die proportional air KoomUrtateo-

   Eincanasinfonwtion für die Uegsegaente ist und «1s Funk-

   nach Patent (amtl. Az P 21 42 848.8)

   tion d»tms das Element in den Achsen bewegt wird,/aekemt z*x5hnet durch eine Digitalscholtung (406, 409, 446; 3: cdor 4J, 42ü, 444; 33 oder 43 oder 446, 440, 4SO) zut Jurzeugunc sicli wiederholender, in bezug auf die Achsen vektoriell sussierender Ausgangslnfoniation in den Achsen« durch eine Vergleichsstufe (130) zur Vergleich atz Vektorsuae* und eines gewünschten Verschwbgescbwindigkeitswertes und durch eine Steuerung der Digital« Schaltung und 4e* Schaltkreises zur Erzeugung der sich wiederholde Ausgengsinformtlon in den Achsen »it de» von der Verffleichsetufe (130) gelieferten Vergleichswert derart, «aß die Vektorsuaae zur Einstellung ^9t tatsttchliehen Vorschuegescbwlndigkeit des geregelten Eleeent·« einen gewünschten Vorschubgeschwindigkeitewert entspricht.

   2. SclKdtungs^-anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, doQdie Digitalschaltung (406, 409, 446; 38 oder Aa, 438, 444; 38 oder 48 oder 446, 440, 4S0) digitale Differe«- tiolenalyeatoren enthält und do8 die Vorgleichsstufe (130)

   209843/061S »44,

   ORIGINAL INSPECTED

   als Regelstufe ausgebildet ist, welche auf den gewünschten Vorschubgeschwindigkeitswert und ein Überlauf-Ausgangssignal der digitalen Differentialanalysatoren anspricht und ein Additions-Eingangssignal zu den digitalen Differentialanalysatoren liefert, derart, daß das Überlauf-Ausgangssignal dem gewünschten Vorschubgeschwindigkeitswert entspricht.

   3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (22, 26, 28, 38, 42, 40/ 24, 30, 32, 48, 52, 50) zur Erzeugung der sich wiederholenden Ausgangsinformation in den Achsen ein Paar von digitalen Differentialanalysatoren (38, 40, 42; 48, 50, 52) umfaßt, die durch das Ausgangssignal der Regelstufe (130) angesteuert werden.

   4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsctvraltung einen ersten digitalen Differentialanalysator (404, 409, 446) zur Erzeugung von einer gewünschten Vektorgeschwindigkeit des geregelten Elementes proportionalen Ausgangsfrequenzen und einen Schaltkreis (38 oder 48, 438, 444; 33 oder 48 oder 446, 440, 450) zur Erzeugung eines der Quadratwurzel der Summe der Quadrats der Eingangsinformation entsprechenden Eingangssignals für den ersten digitalen Differentialanalysator umfaßt.

   5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Erzeugung von Eingangssignalen für den ersten Differentialanalysator (406 409, 446) folgende Elemente umfaßt:

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   einen zweiten digitalen, mit einer Rückkopplung versehenen Differentialanalysator (38 oder 48, 438, 444) zur Erzeugung von Ausgangsfrequenzen, welche der Koordinateneingangsinformation und der Quadratwurzel der Summe der Quadrate im ersten digitalen Differentialanalysator proportional sind, und einen dritten digitalen, mit einer Rückkopplung versehenen Differentialanalysator (3o oder 48 oder 446, 440_f 450), der die Ausgangssignale des zweiten digitalen Di f« ferentialanalysators aufnimmt, und Ausgangsfx^uenzeri erzeugt, die den Quadraten der entsprechenden Größen proportional sind.

   ό. Schaltungsanordnung nach einem d-er Ansprüche 1 bio &? gekennzeichnet durch einen Diskriminator (456-}_f c'er al? F^alcnlon eines Überlaufs des dritten diaitül ?n DIf vervniicdar^iye^tors (38 oder 4ü, oder 440, 440. ^ 50), der prcp-rhisac?'¹- zu den Quadraten der Kooräinoteneingantfiünformßl-;.-^) Iq-I₉ eine Addition am Eingang des ersten Differsniielci'SG.lyscrib&rs ißC6_F 409, 446) und als Funktion eines Überlaufs des dritten d£°= gitalen Di f ferentialanlaiysators,- der proportional zum Qyc;-> drat der Quadratwurzel der Quadartsunsme ist, eisi© 8«fotec»k= tion eingangs des Differentialonalysators dusrslifühff'ic

   7_# Schaltungsanordnung nach einer.i tier Anspruehs 1 bis i>_e de-·= durch gekennzeichnet, doß der zweite υ rid dritte digitöle Differentialanalysator (38 oder 43, 438, 444| 38 ones tu oder 446, 440, 450) zu einen; einzigen L>ifv^rentisIc:nslj/sG~ tor zusammengefaßt ist, der für auf ihn gegebene Zahle:i^- Eingangssignale zeitlich genu. insaw viirkaci« f,st_s

   8. Schaltungsanordung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (22,26, 28, 38, 42, 40; 24, 30, 32, 48, 52, 50) zur Erzeugung der sich wiederholenden Ausgangsinformation in den Achsen Eingangsregister (22, 26; 20, 30) zur Aufnahme neuer Eingangsinformation und zur Erzeugung der Differenzeingangsinformation in wenigstens zwei Achsen zwischen neuer Eingangsinformation und der tatsächlichen Stellung des geregelten Elementes sowie auf die Differenzinformation ansprechende Vorschubgeschwindigkeits-Steuerkreise (38, 42, 40; 43, 52, 40) zur Erzeugung von impulsförmige Ausgangsinformation in den Achsen im Verhältnis zum Positionsfehler in den Achsen umfaßt und daß auf die impulsförmige Ausgangsinformation ansprechende digitale Servokreise (58, 60, 62; 70, 72, 74) und von diesen angesteuerte Einstellmotoren (10, .12), our die Bewegung des geregelten Elementes ansprechen': Kückkcppelkreise (64, 66; 76, 78) zur Erzeugung von in;p>di>för;niger Rückkoppelinformation, die Rückkoppelinformot.ion ayf die Eingangsregister koppelnde Stufen {66, 68) zwecks Reduzierung der Differenzinformation und Kreise zur Erzeugung des gewünschten Vorschubgeschwindigkeitswertes vorgeselien sind.

   9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, doB die digitolen Dirferentialanalysatoren zur zeitlich gemeinsamen Aufnahme einer Vielzahl von Eingangsund Vektorwerten ausgelegt sind.

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