DE3237857C2

DE3237857C2 -

Info

Publication number: DE3237857C2
Application number: DE3237857A
Authority: DE
Inventors: Riichi Abe; Katsuji Hiratsuka Kanagawa Jp Tsuruta; Seiji Sagamihara Kanagawa Jp Tsujikado
Original assignee: KOMATSU SEISAKUSHO TOKIO/TOKYO JP KK
Current assignee: KOMATSU SEISAKUSHO TOKIO/TOKYO JP KK
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1982-10-13
Publication date: 1991-09-05
Also published as: SE8206032D0; US4578748A; DE3237857A1; SE461119B; SE8206032L

Description

Die Erfindung betrifft ein Positionierungssteuer system nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiges Positionierungssteuersystem eignet sich für die Anwendung bei industriellen Robotern oder numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen.

Aus dem gattungsbildenden Stand der Technik (DE-AS 27 13 869) ist ein Positioniersystem bekannt mit einem Mikrocomputer, der ein Kommando-Impulssignal C_P an einen Zähler übermittelt, der seinerseits einen Motor ansteuert. Der Motor ist mit einem Inkrementalkodierer gekoppelt, der ein Rückkopplungsimpulssignal dem Zähler zuführt.

Aus der US-PS 34 57 480 ist es bekannt, zwei Rückkopp lungssignale unterschiedlicher Frequenzen miteinander zu verknüpfen.

Aus der US-Zeitschrift "IBM Technical Disclosure Bulle tin", Vol. 16, No. 6, 1973, S. 1907 bis 1909, ist ein Positionierungssteuersystem bekannt, bei dem bei An näherung an den angestrebten Endpunkt der Roboterbewe gung das Auflösungsvermögen und damit die Steuerungs genauigkeit erhöht werden kann; dies geschieht dadurch, daß die digitalen Rückkopplungsimpulssignale, die der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors entsprechen, über eine einstellbare Dividierstufe zu der Einheit gelangen, die den Motor antreibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Posi tionierungssteuersystem zu schaffen, bei dem das Auf lösungsvermögen des Inkrementalkodierers verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die Merkmale des Hauptanspruchs, eine vorteilhafte Weiter bildung ist durch den Unteranspruch 2 beschrieben.

Das Auflösungsvermögen des Inkrementalkodierers wird dadurch erhöht, daß auf einfache Weise mehrere Impulse (bis zu vier Impulse) des Rückkopplungsimpulssignals fP (Vorwärtsimpulssignal P_f oder Rückwärtsimpulssignal P_r) auf einfache Weise während jeder Periode der Kodierim pulssignale vorgesehen werden. Dies ermöglicht die Ver wendung eines präziseren Kommandoimpulssignals C_P, wo durch die Steuerungsgenauigkeit des Positionierungs steuersystems insgesamt erheblich verbessert werden kann.

Ferner kann das Auflösungsvermögen dadurch erhöht werden, daß das Rückkopplungsimpulssignal des Kodierers mit dem Taktsignal des Mikrocomputers vollständig synchronisiert wird.

Die Erfindung bietet die folgenden Vorteile:
(1) Da das Kommandoimpulssignal auf schaltungs technischem Wege zur selben Zeit gestoppt werden kann, in der das Ursprungsimpulssignal erzeugt wird, ergeben sich keine Variationen der Auslaufdistanz des Roboters. (2) Nach Beendigung des Kommandoimpuls signals wandert der Roboter um die Auslaufdistanz zurück. Die noch verbleibende Rest- oder Auslauf distanz wird daher extrem kurz. (3) Da die ver bleibende Auslaufdistanz des Roboters von der Rück laufgeschwindigkeit des Roboters bestimmt wird, wird die Genauigkeit der Rückkehr zum Ursprung selbst dann nicht verringert, wenn die Bewegungsgeschwindig keit des Roboters schnell ist. Die für eine exakte Rückkehr zum Ursprung erforderliche Zeit kann daher verringert werden.

(4) Da das Auflösungsvermögen des Inkrementalkodierers verbessert und das Ausgangsimpulssignal des Kodierers mit dem Operationstaktsignal für den Betrieb des Mikrocomputers synchronisiert ist, kann eine erheblich genauere Positionierungs steuerung durchgeführt werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Positionierungssteuersystems nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm von Signalen zur Er läuterung der Rückkehr zum Ursprung bei dem System der Fig. 1,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Rück kehr zum Ursprung bei dem System der Fig. 1,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Operation eines Inkremental kodierers der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungs beispiels eines Teils des Inkremental kodierers des Positionierungssteuer systems,

Fig. 6 und 7 Zeitdiagramme zur Erläuterung von Operationen des Inkrementalkodierers innerhalb von Fig. 5, und

Fig. 8 andere Wellenformen von Signalen, die für den Inkrementalkodierer der Fig. 5 verfügbar sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das Kommandoimpulssignal CP über ein UND-Tor 8, das entsprechend dem Zustand eines Flip-Flops 9 gesteuert geöffnet oder geschlossen wird, dem Abweichungs zähler 3 zugeführt. Im einzelnen wird das Flip-Flop, nachdem es durch den Mikrocomputer 1 in den Anfangs zustand versetzt worden ist, durch die erste Impuls spitze des Ursprungs-Impulssignals BP, die auftritt, nachdem das Ursprungs-Erkennungssignal LS tiefes Niveau angenommen hat, gesetzt, wodurch das UND-Tor 8 gesperrt wird, so daß das Kommandoimpulssignal CP nicht dem Zähler 3 zugeführt wird. Als nächstes wird nun der Vorgang der Rückkehr zum Ursprung bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert. Fig. 2 zeigt eine erläuternde Darstellung der Roboterposition und der zugehörigen Signale und Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zur Steuerung des Mikrocomputers 1.

Zunächst bewirkt der Mikrocomputer 1, daß ein Rücksetzsignal R den logischen Hochzustand einnimmt. Dadurch wird das Flip-Flop 9 rückgesetzt, so daß es an seinem Anschluß Q ein logisches Tief signal erzeugt. Dies führt dazu, daß das UND-Tor 11 ein Tiefsignal und der nachgeschaltete Inverter 12 ein Hochsignal erzeugt, so daß das UND-Tor 8 öffnet. Mit anderen Worten: Das UND-Tor 8 wird vorbereitet, um das Kommandoimpulssignal CP vom Impulsverteiler 2 zum Abweichungszähler 3 durchzulassen.

Andererseits empfängt und überwacht der Mikrocomputer 1 das Datenanforderungssignal DR, das von dem Impuls verteiler 2 geliefert wird. Jedesmal wenn der Computer 1 das Datenanforderungssignal DR empfängt, liefert er an den Impulsverteiler 2 die Größe X, die den Betrag der Roboterbewegung angibt. An diesem Punkt wird die Größe X so eingestellt, daß sie den Maximalwert ΔX_max annimmt. Im einzelnen ist der Computer 1 so ausgebildet, daß er den Wert von ΔX_max in ein internes (nicht dargestelltes) Ausgaberegister inner halb des Computers eingibt und die Zufuhr des Inhaltes des internen Registers zu dem Impulsverteiler 2 er folgt jedesmal dann, wenn der Computer das Datenan forderungssignal DR empfängt.

Solange die Größe X, die dem Pulsverteiler 2 zu geführt wird, den Wert ΔX_max hat, ist die Frequenz des Kommandoimpulssignals CP, das dem Abweichungs zähler 3 vom Impulsverteiler 2 zugeführt wird, gleich derjenigen des Rückkopplungsimpulssignals fP, das von dem Inkrementalkodierer 6 dem Abweichungszähler 3 zugeführt wird, so daß von dem Digital/Analog- Umsetzer 4 eine feste Antriebsspannung dem Motor 5 zugeführt wird. Als Folge hiervon bewegt sich der Roboter, solange die dem Impulsverteiler 2 zuge führte Größe den Wert von ΔX_max hat, mit konstanter Geschwindigkeit V_max gemäß Fig. 2 von links nach rechts.

Wenn der Roboter in die Nähe des Ursprungs bewegt und dadurch ein in dem Weg des Roboters ange ordneter mechanischer Endschalter eingeschaltet wird, wird das Ursprungs-Erkennungssignal LS in den Hochzustand geschaltet.

Der Mikrocomputer 1 überwacht das Ursprungs- Erkennungssignal LS und reduziert die Bewegungs geschwindigkeit des Roboters, sobald das Signal LS in den Hochzustand geht. Dies bedeutet, daß der Computer als Größe X den Wert ΔX₁′ ausgibt, nachdem das Signal LS in den Hochzustand gegangen ist. Der Wert ΔX₁′ ist kleiner als ΔX_max und wird nunmehr dem Impulsverteiler 2 zugeführt.

Wenn die Größe den Wert ΔX₁′ hat, verringert sich die Frequenz des Kommandoimpulssignals CP und der Abweichungszähler 3 wird durch das Rückkopplungs impulssignal fP abwärts gezählt. Als Folge hiervon wird die von dem D/A-Umsetzer 4 dem Motor 5 zugeführte Antriebsspannung verringert und die Bewegungsge schwindigkeit des Roboters verringert sich eben falls. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters auf V₁′ abgefallen ist, wird das Impulssignal CP hinsichtlich der Frequenz gleich dem Rückkopplungs impulssignal fP und der Roboter bewegt sich nach folgend mit einer festen Geschwindigkeit V₁′ gemäß Fig. 2 von links nach rechts.

Nachdem der Roboter den Endschalter 7 passiert hat, schaltet der Endschalter 7 aus, weil er nicht länger von dem Roboter gedrückt gehalten wird. Hierdurch wechselt das Ursprungs-Erkennungssignal LS auf den Tiefzustand.

Als Antwort auf den Übergang des Signals LS in den Tiefzustand verändert der Computer 1 das Rücksetz signal R auf den Tiefzustand. Wenn das Signal R auf Tiefzustand geschaltet ist, wird das Flip-Flop 9 gesetzt und zum Antworten auf das Ursprungs-Impuls signal vorbereitet. Dies bedeutet, daß das Flip-Flop 9 durch die erste Impulsspitze des Ursprungs-Impuls signals BP, die nach dem Rücksetzsignal R erscheint, auf Tiefzustand geht. Durch das Setzen des Flip-Flops 9 wird bewirkt, daß der Inverter 12 ein Tiefsignal erzeugt, wodurch das UND-Tor 8 gesperrt wird.

Dies bedeutet, daß das UND-Tor 8 gesperrt wird und die weitere Zufuhr des Kommandoimpulssignals CP zu dem Abweichungszähler 3 unterbricht, sobald das Ursprungs-Impulssignal BP erzeugt worden ist. Dem entsprechend wird der Abweichungszähler 3 gleichzeitig mit der Erzeugung des Ursprungs-Impulssignales BP von dem Rückkopplungsimpulssignal fP abwärts gezählt. Wenn der Zählerstand des Zählers 3 den Wert Null erreicht, wird die Antriebsspannung von null Volt von dem D/A-Umsetzer 4 an den Motor 5 gelegt, wo durch der Roboter anhält.

Wie oben schon erwähnt, wird das Kommandoimpulssignal CP durch die Schaltungsannordnung gleichzeitig mit dem Auftreten des ersten Impulses des Ursprungs- Impulssignals, nachdem das Ursprungs-Erkennungs signal LS negativ geworden oder abgefallen ist, ange halten, wodurch die Auslaufdistanz L₁′ jederzeit konstant gehalten werden kann.

In solchen Fällen, in denen man bei der Anwendung der Positionssteuerung eine derartige konstante Auslauf distanz L₁′ des Roboters erlauben kann, wird bei Verwendung der beschriebenen Einrichtung eine zu friedenstellende Genauigkeit der Positionierungs steuerung erzielt.

Andererseits wird das Ausgangssignal des Inverters 12 ebenfalls dem Mikrocomputer 1 zugeführt, so daß der Mikrocomputer 1, wenn das Inverter-Ausgangssignal in den Tiefzustand geht, feststellt, daß der Roboter den Ursprung passiert hat.

Sobald die Passage des Ursprungs festgestellt worden ist, wird der Mikrocomputer 1 bereit, zu veranlassen, daß der Roboter auf die nachfolgend beschriebene Weise zum Ursprung zurückkehrt.

Zunächst schaltet der Mikrocomputer 1 das Rücksetz signal R in den Hochzustand und unmittelbar danach in den Tiefzustand. Wenn das Rücksetzsignal R in den Hochzustand wechselt, wird das Flip-Flop 9 rückge setzt, so daß der Inverter 12 ein Hochsignal erzeugt und das UND-Tor 8 öffnet, wogegen beim Umschalten des Rücksetzsignals R in den Tiefzustand das Flip-Flop 9 gesetzt wid und auf das Ursprungs-Impulssignal BP ansprechen kann.

Andererseits kann der Motor 5 in Rückwärtsrichtung angetrieben werden. Dies geschieht auf bekannte Weise dadurch, daß die Ausgangsspannung des D/A- Umsetzers 4 umgepolt wird. Bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel kann das Vorzeichen (die Polarität) des Kommandoimpulssignals CP, das dem Abweichungszähler 3 zuge führt wird, umgedreht werden, indem ein Steuersignal C vom Mikrocomputer 1 dem Abweichungszähler 3 zuge führt wird.

Nach Beendigung der Vorbereitungen für die Rück wärtsdrehung des Motors überwacht der Mikrocomputer 1 das Datenanforderungssignal DR derart, daß er an den Impulsverteiler 2 jedesmal dann, wenn der Computer 1 das Signal DR empfängt, die Größe X liefert. Hierbei wird die Größe X auf einen Wert ΔX₂ eingestellt, so daß der Impulsverteiler 2 das Kommandoimpulssignal CP mit einer Frequenz liefert, die dem Wert ΔX₂ der Größe X entspricht. Die Frequenz des Signals CP ist wesentlich kleiner als in dem Fall, daß die Größe X den Wert ΔX₁′ hat.

Das Kommandoimpulssignal CP bewikt, daß der Absolut wert des Zählerstandes des Abweichungszählers 3 hoch gezählt wird, jedoch mit negativem Vorzeichen. Daher wird auch die Ausgangsspannung des D/A-Umsetzers 4 ebenfalls negativ und der Motor 5 rotiert in Rück wärtsrichtung. Als Ergebnis beginnt der Roboter mit einer Bewegung gemäß Fig. 2 von rechts nach links. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters den Wert (-V₂) erreicht, wird die Frequenz des Kommandoimpuls signals CP gleich derjenigen des Rückkopplungsimpuls signals fP, wodurch der Roboter beginnt, sich mit einer festen Geschwindigkeit zu bewegen.

Wenn der Roboter die Entfernung L₁′ von rechts nach links gemäß Fig. 2 zurückgelegt hat, erzeugt der Inkrementalkodierer 6 das Ursprungs-Impulssignal BP, wodurch das Flip-Flop 9 gesetzt wird. Dies führt dazu, daß der Inverter 12 ein Tiefsignal erzeugt und daß das UND-Tor 8 gesperrt wird. Mit anderen Worten: Sobald das Ursprungs-Impulssignal BP er zeugt wird, wird das UND-Tor 8 gesperrt, um die Zufuhr des Kommandoimpulssignals CP zum Abweichungszähler 3 zu unterbrechen. Daher wird gleichzeitig mit einer Erzeugung des Signals BP der Absolutwert des Zähler standes im Abweichungszähler 3 durch das Rückkopp lungsimpulssignal fP abwärts gezählt oder dekrementiert. Auf diese Weise erzeugt der D/A-Um setzer 4 keine Ausgangsspannung, wenn der Zähler stand des Zählers 3 den Wert Null erreicht und der Roboter hält an.

In Fig. 2c ist der während der Zeit von der Er zeugung eines Ursprungs-Impulssignals BP bis zum Anhalten des Roboters auftretende Geschwindigkeitsverlauf beim Zurück fahren des Roboters über die Auslaufdistanz dar gestellt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kehrt der Roboter mit sehr niedriger Geschwindigkeit V₂ von rechts nach links zurück, nachdem er den Ursprung von links nach rechts überschritten hat, so daß die Auslaufdistanz L₂ sehr kurz gemacht wird.

Nach Beendigung der geschilderten Rückkehr zum Ur sprung geht das Rücksetzsignal R wieder durch Steuerung durch den Mikrocomputer 1 in den Hochzu stand, so daß der Inverter 10 ein Tiefsignal er zeugt und das UND-Tor 11 sperrt. Selbst wenn der Zustand des Flip-Flops 9 durch das Ursprungs- Impulssignal BP verändert wird, ist daher das UND- Tor 8 geöffnet, um das Kommandoimpulssignal CP stets von dem Impulsverteiler 2 zum Abweichungs zähler 3 durchzulassen.

Wenn die Zuverlässigkeit der Rückkehr zum Ursprung noch weiter erhöht werden soll, kann die im folgenden beschriebene Fehlerprüfung vorgenommen werden.

Der Mikrocomputer 1 überwacht den Veränderungs zustand des Flip-Flops 9 derart, daß er die Fehler prüfung durchführt, wenn erkannt wird, daß das Flip-Flop 9 gesetzt worden ist.

Die erste Auslaufdistanz L₁′ des Roboters wird nach der Erfindung konstant gehalten. Wenn der Roboter die Distanz L₁′ von rechts nach links gemäß Fig. 2 zurückgelaufen ist, erzeugt der Inkrementalkodierer 6 das Ursprungs-Impulssignal BP. Wenn jedoch der erste Impuls des Ursprungs-Impulssignals beispiels weise von einem Rauschen oder Störsignal überlagert ist, dann kann es vorkommen, daß der Inkrementalkodierer 6 das Ursprungs-Impulssignal auch dann nicht erzeugt, wenn der Roboter die Distanz L₁′ von rechts nach links zurückgelegt hat.

Aus diesem Grunde findet der Mikrocomputer 1 die Distanz, in der sich der Roboter während der Zeit vom Beginn der Rückführung von rechts nach links in Fig. 2 bis zur Erzeugung des Ursprungs-Impuls signals fortbewegt, und wenn die tatsächliche Distanz von der vorbestimmten Roboter-Auslaufdistanz L₁′ abweicht, erfolgt eine richtige Fehlerverar beitung.

Obwohl der Mikrocomputer 1 bei dem obigen Ausführungs beispiel so ausgebildet bzw. programmiert ist, daß er das Ursprungs-Erkennungssignal LS, das Datenan forderungssignal DR, den Zustand des Flip-Flops 9 usw. sequentiell überwacht, können auch andere Verarbeitungsprozeduren ausgeführt werden, wie z. B. eine Unterbrechungsprozedur, was im einzelnen von den Verarbeitungsmöglichkeiten des Mikrocom puters 1 und der Art der auszuführenden Operationen abhängt. Ferner ist die obige Er läuterung auf den Fall gerichtet, daß der Roboter von rechts nach links zurückkehrt, indem das Vorzeichen des Eingangssignals zum Abweichungs zähler 3 invertiert wird, jedoch kann die Steuerung der Rückwärtsbewegung des Roboters auch nach einer anderen Methode ausgeführt werden, die für das praktische Steuersystem geeignet ist.

Das Rückkopplungsimpulssignal fP und das Ursprungs- Impulssignal BP werden von einer in dem Inkremental kodierer 6 enthaltenen (nicht dargestellten) Wahl schaltung ausgegeben. Im einzelnen erzeugt die Wahl schaltung (option circuit) die Signale fP und BP auf der Basis zweier Arten von Kodierimpulssignalen P_A und P_B (deren Phasen um 90° gegeneinander ver schoben sind) mit Hilfe eines Kodierteils, der eben falls in dem Kodierer 6 enthalten ist. Die Beziehung zwischen den beiden Arten von Kodierimpulssignalen, dem Rückkopplungsimpulssignal und dem Ursprungs- Impulssignal ist in Fig. 4 dargestellt.

Wenn die Drehung der Welle des Inkrementalkodierers 6 (d. h. des Motors 5) von Vorwärts- auf Rückwärts drehung umgeschaltet wird, oder umgekehrt, wird die Phasenbeziehung zwischen den Kodierimpulssignalen P_A und P_B umgekehrt, so daß bei Drehung der Welle des Kodierers in Vorwärtsrichtung das Signal P_A dem Signal P_B um eine Phasendifferenz von 90° voreilt, während bei Drehung der Welle in Rückwärtsrichtung das Signal P_B dem Signal P_A um eine Phasendifferenz von 90° voreilt. Wenn die Kodiererwelle sich vorwärts dreht, erzeugt die Wahlschaltung ein Vorwärtsimpuls signal P_f und wenn die Welle sich rückwärtsdreht, erzeugt die Wahlschaltung ein Rückwärts-Impulssignal P_r, jeweils auf der Basis der Kodiersignale P_A und P_B (s. Fig. 4c). Die Wahlschaltung erzeugt ferner das Ursprungs-Impulssignal BP jedesmal dann, wenn der Inkrementalkodierer 6 eine Drehung ausgeführt hat (s. Fig. 4d).

Eine Schaltung der oben genannten Art nach dem Stand der Technik ist kompliziert im Aufbau und sie er fordert zahlreiche Teile oder Elemente. Weiterhin hat die bekannte Wahlschaltung Nachteile, die darin bestehen, daß in dem Fall, daß mehrere Rückkopplungs impulse oder Impulsspitzen fP (d. h. das Vorwärts impulssignal P_f oder das Rückwärtsimpulssignal P_r) während jeweils einer Zyklusperiode der Kodier impulssignale P_A und P_B vorgesehen sind, um das Auflösungsvermögen des Inkrementalkodierers 6 zu erhöhen, zahlreiche zusätzliche Schaltungselemente nötig sind und daß ihre Einrichtung außerordentlich kompliziert wird.

Fig. 5 zeigt eine Wahlschaltung im Inkremental kodierer 6, die die Erhöhung des Auflösungsvermögens des Kodierers 6 und die Synchronisierung des Rück kopplungsimpulssignals fP mit dem Taktsignal des Mikrocomputers 1 erleichtert. In der Schaltung nach Fig. 5 werden die Kodierimpulssignale P_A und P_B vom Inkrementalkodierer 6, wie sie in Fig. 4a und 4b dargestellt sind, über Impulsformerschaltungen 61 und 62 jeweils einer Halteschaltung 63 bzw. 64 zugeführt. Wenn ein Taktsignal P_c, das ebenfalls als Taktsignal für den Betrieb des Mikrocomputers 1 benutzt wird und das den Halte- oder Steueran schlüssen der Halteschaltungen zugeführt wird, positiv wird bzw. in den Hochzustand geht, halten die Halteschaltungen 63 und 64 die Kodierimpuls signale P_A und P_B fest und liefern ihre Ausgangs signale AD₀ und AD₁ an Adresseneingänge A₀ und A₁ eines Lesespeichers (ROM) 65, was nachfolgend noch erläutert wird, und ferner an weitere Halte schaltungen 66 und 67. Wenn das den Halteschaltungseingängen zugeführte Taktsignal P_c positiv wird, bzw. an steigt, halten die Halteschaltungen 66 und 67 die Signale AD₀ und AD₁ fest und senden ihre Ausgangs signale AD₂ und AD₃ an die Eingangsanschlüsse A₂ und A₃ des ROM 65. Andererseits empfängt der ROM 65 an seinen weiteren Adressenanschlüssen A₄ und A₅ Adressendaten AD₄ und AD₅ vom Mikrocomputer 1 (s. Fig. 13). Die Adressendaten AD₄ und AD₅ werden dazu benutzt, die Anzahl der Impulse der Vorwärts- und Rückwärts-Impulsfolgen P_f und P_r, die während jeder Zyklusperiode T der Kodierimpulssignale P_A und P_B auftreten, einzustellen.

Der ROM 65 enthält Daten D₁ und D₂ gemäß der nach folgenden Tabelle gespeichert und gibt diese Daten D₁ und D₂ in Abhängigkeit von den seinen Adressen anschlüssen A₀ bis A₅ zugeführten Adressendaten AD₀ bis AD₅ aus. Die Daten D₁ und D₂ werden an den Ausgangsanschlüssen O₁ und O₂ des ROM ausgegeben.

Tabelle 1

Auf diese Weise kann die Schaltung nach Fig. 5 das Vorwärtsimpulssignal P_f oder das Rückwärts impulssignal P_r (den Ausgangswert D₁ oder D₂ vom ROM 65), das mit dem Taktsignal P_c synchronisiert ist und dessen Impulse maximal in einer Anzahl von vier während jeder Zyklusperiode T der Kodier impulssignale P_A und P_B im Inkrementalkodierer 6 auftreten, erzeugen. Die Operation der Schaltung nach Fig. 5 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert, welche ein Zeitdiagramm für den Fall zeigt, daß der Inkrementalkodierer 6 in Vorwärts richtung rotiert.

Wenn die Adressendaten AD₄ und AD₅ so eingestellt sind, daß sie jeweils den Logikwert "0" haben, um während jeder Periode T einen Impuls des Vorwärts impulssignals P_f zu erzeugen, dann wird als Antwort auf Änderungen der oben erwähnten vier Adressendaten AD₀ bis AD₃ und entsprechend der Periode der Er zeugung des Taktsignals P_c irgendeines der sechzehn (D₁, D₂) Paare, die in Zone A der obigen Tabelle ent halten sind, ausgewählt.

Da die Adressendaten AD₀ bis AD₃ bei Vorwärtsdrehung des Inkrementalkodierers 6 die in den Fig. 6d bis 6g dargestellte Phasenbeziehung zueinander haben, ändert sich der Vorwärtswert D₁ nur dann auf den Logikwert "0" (entsprechend dem "Vorwärts"-Teil in Zone A der Tabelle), wenn die Adressendaten AD₀, AD₁, AD₂ und AD₃ jeweils die Logikwerte "1", "0", "0" und "0" haben, d. h. nur zu den Zeitpunkten t₁, t₁′ und t₁" in Fig. 6. Der "0"-Zustand des Vorwärtswertes D₁ wird aufrechterhalten, bis das nächste Taktimpuls signal P_c auftritt und der Adressenwert AD₂ in den logischen "1"-Zustand geht. Als Folge hiervon erzeugt der ROM 65 an seinem Vorwärts-Ausgang O₁ einen negativen Impuls P_f wie er in Fig. 6n darge stellt ist, und zwar synchron mit dem Taktsignal P_c.

Wenn die Adressendaten AD₀, AD₁, AD₂ und AD₃ in der Zone A der Tabelle auf die Logikwerte "0", "0", "1" und "0" gehen, wird der von dem ROM 65 ausgegebene Wert D₂ auf "0" umgeschaltet, jedoch werden die Daten AD₀, AD₁, AD₂ und AD₃ in einer derartigen Phasenbeziehung der Kodierimpulssignale P_A und P_B, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, nicht auf die Werte "0", "0", "1" und "0" umgewandelt. Als Folge hiervon wird der Ausgangswert D₂ am Rückwärts-Ausgang O₂ des ROM 65 auf "1" gehalten, ohne daß irgendeine Änderung auftritt, wie in Fig. 6i dargestellt ist.

Wenn andererseits der Kodierer in Rückwärtsrichtung rotiert, arbeitet die Schaltung der Fig. 5 in dem in Fig. 7 dargestellten Zeitablauf. Nur wenn die Adressendaten AD₀, AD₁, AD₂ und AD₃ jeweils auf die Logikzustände "0", "0", "1" und "0" (entsprechend dem "Rückwärts"-Zustand in Zone A der Tabelle) wechseln, hat der Ausgangswert D₂ am Rückwärtsausgang O₂ des ROM 65 den Logikzustand "0". Der ROM 65 erzeugt daher einen negativen Impuls des Signals P_r während jeder Zyklusperiode T synchron mit dem Taktsignal P_c, wie es in Fig. 7i dargestellt ist. Natürlich nehmen die Adressendaten AD₀, AD₁, AD₂ und AD₃ bei Rückwärtsbetrieb nicht den Zustand "1", "0", "0" und "0" an, so daß gemäß Fig. 7h der Ausgangs wert D₁ am Vorwärtsausgang O₁ des ROM 65 im Logikzustand "1" verbleibt.

Hieraus folgt, daß wenn die Adressendaten AD₄ und AD₅ jeweils die Zustände "0" und "0" einnehmen und der Inkrementalkodierer 6 in Vorwärts- oder Rück wärtsrichtung rotiert, der ROM 65 einen Impuls des Kodierimpulssignales P_f oder P_r während jedes Zyklus T des Kodierimpulssignals P_A bzw. P_B erzeugt.

Die Schaltung nach Fig. 5 kann ferner zwei bis vier Impulse des Rückkopplungsimpulssignals fP (Vorwärts impulssignals P_f oder Rückwärtsimpussignals P_r) während jedes Zyklus T des Kodierimpulssignals P_A bzw. P_B erzeugen, indem die Adressendaten AD₄ und AD₅ die vom Mikrocomputer 1 kommen, geändert werden. Wenn beispielsweise die Adressendaten AD₄ und AD₅ so eingestellt sind, daß sie die Zustände "0" und "1" annehmen, wie in Zone B der Tabelle angegeben ist, er zeugt die Schaltung nach Fig. 5 jeweils zwei Impulse für die Vorwärtsimpulssignale P_f und die Rückwärts impulssignale P_r im Vorwärts- und Rückwärtsmodus des Inkrementalkodierers 6 während jedes Zyklus T, wie in der Tabelle 1 durch den "Vorwärts"-Zustand und den "Rückwärts"-Zustand angegeben ist. Wenn die Adressendaten AD₄ und AD₅ so eingestellt sind, daß sie die Zustände "1" und "0" sowie "1" und "1" an nehmen, wie in den Zonen C und D der Tabelle, er zeugt der ROM 65 drei oder vier Impulse des Vorwärts impulssignals P_f bzw. des Rückwärtsimpulssignals P_r während jedes Zyklus T synchron mit dem Taktimpuls signal P_c.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel erfolgte die Erläuterung anhand eines Falles, in dem die Phasen differenz zwischen den Kodierimpulssignalen P_A und P_B einer Viertelperiode jedes der Signale P_A oder P_B entspricht, d. h. T/4, jedoch ist hierauf die Er findung nicht beschränkt. Beispielsweise kann das gleiche System auch in dem Fall angewendet werden, daß die Phasendifferenz Φ₁ zwischen den Kodierim pulssignalen P_A und P_B kleiner ist als eine Viertel periode der Signale P_A bzw. P_B, wie in Fig. 8a und 8b dargestellt ist, oder in dem Fall, daß die Phasendifferenz Φ₁ größer ist als T/4. In dem ersten Fall muß das Taktsignal P_c eine Periodendauer haben, die kleiner ist als die Phasendifferenz Φ₁ und in dem zweiten Fall muß das Taktsignal eine Perioden dauer haben, die kleiner ist als die Dauer Φ₂ (s. Fig. 8d), und zwar von der positiven Anfangs flanke des Kodierimpulssignals P_B bis zur negativen Flanke des Kodierimpulssignals P_A.

Wenn die in Fig. 5 dargestellte Schaltung als Wahl schaltung in dem Inkrementalkodierer 6 benutzt wird, können, wie oben beschrieben wurde, mehrere Impulse (bis zu vier Impulse) des Rückkopplungsimpulssignals fP (Vorwärtsimpulssignals P_f oder Rückwärtsimpuls signals P_r) auf einfache Weise während jedes Zyklus der Kodierimpulssignale vorgesehen werden, wodurch das Auflösungvermögen des Inkrementalkodierers 6 leicht vergrößert werden kann. Dies ermöglicht die Verwendung eines präziseren Kommandoimpulssignals CP, woduch die Steuerungsgenauigkeit des Positionierungs steuersystems insgesamt bemerkenswert verbessert werden kann. Da ferner das Rückkopplungsimpulssignal fP vollständig mit dem Taktsignal P_c für den Betrieb des Mikrocomputers 1 synchronisiert werden kann, kann die Genauigkeit der Positionierung zusätzlich erhöht werden.

Claims

1. Positionierungssteuersystem mit einem Mikrocompu ter, einem Abweichungszähler, der ein Kommando impulssignal von dem Mikrocomputer erhält und einen Motor ansteuert, und mit einem mit der Welle des Motors gekoppelten Inkrementalkodierer zur Erzeu gung eines der Rotationsgeschwindigkeit des Motors entsprechenden Rückkopplungsimpulssignals, das dem Abweichungszähler zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Inkrementalkodierer (6) eine Wahl schaltung mit einer ersten Halteschaltung (63, 64) zum separaten Festhalten zweier Arten von Kodierimpulssignalen P_A, P_B mit dersel ben Wellenform auf ein Taktsignal P_C hin auf weist, wobei die Kodierimpulssignale P_A, P_B gegeneinander phasenverschoben sind und die Phasenbeziehung zwischen den Kodierimpuls signalen bei Vorwärtsdrehung und bei Rück wärtsdrehung des Motors umgekehrt ist,
- daß das Taktsignal P_C eine Periodendauer hat, die kleiner als der jeweils kleinere Wert von der der Phasendifferenz zwischen den Kodier impulssignalen P_A und P_B entsprechenden Zeit bzw. der Zeit zwischen der positiven Flanke des nacheilenden Kodierimpulssignals und der negativen Flanke des voreilenden Kodierimpuls signals ist,
- daß eine zweite Halteschaltung (66, 67) vorge sehen ist, die auf das Taktsignal P_C hin das Ausgangssignal der ersten Halteschaltung (63, 64) festhält, und
- daß eine Speichereinrichtung (65), die zuvor Daten für Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Motors enthält, die Ausgangssignale der ersten Halteschaltung (63, 64) und der zweiten Halte schaltung (66, 67) als Adressensignale (A0 bis A3) empfängt und die Vorwärtsignale als Rück kopplungsimpulssignale (fP) erzeugt, wenn vier Adressensignale, die eine Adresse ange ben, eine Phasenbeziehung haben, die die Vor wärtsdrehung des Inkrementalkodierers (6) angibt, und als Rückkopplungsimpulssignal (fP) ein Rückwärtssignal erzeugt, wenn die vier Adressensignale eine Phasenbeziehung haben, die eine Rückwärtsdrehung des Inkremen talkodierers (6) angibt.

2. Positionierungssteuersystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines zusätzlichen Adressenwertes (AD4, AD5) vorgesehen ist, der dem Adressenwert (A0 bis A3) hinzugefügt wird, so daß von den in der Spei chereinrichtung (65) gespeicherten Werten ein be stimmter Wert ausgelesen wird.

3. Positionierungssteuersystem nach einem der Ansprü che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rück kopplungsimpulssignal (fP) vollständig mit dem Taktsignal (P_C) für den Betrieb des Mikrocomputers (1) synchronisiert ist.