DE1463263A1 - Lageeinstellsystem mit Fehlerbegrenzungsschaltung - Google Patents
Lageeinstellsystem mit FehlerbegrenzungsschaltungInfo
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Description
- "Isageeinstellsystem mit Fehlerbegrenzungsschaltung" Die Erfindung bezieht sich auf ein Lageeinstellsystem mit einer Fehlerbegrenzungsschaltung, wobei ein solches System für eine numerische Steuerung auslegbar ist, bei der die Fehlerbegrenzungsschaltung die tatsächliche Stellung eines Gegenstandes wie sie von dem System gesteuert wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der Stellung des Gegenstandes, wie sie von dem Steuersystem befohlen wird, hält.
- Numerische Steuersysteme können zur Zeit Werkzeugmaschinen zur Konturenbildung oder Formgebung in einer, zwei oder drei Dimensionen betätigen: Ein solches Steuersystem ist ein numerisches KQnturensteuersystem, bei dem eine numerische Information kontinuierlich die relative Verschiebung oder die Verschiebungen einer Werkzeugmaschine und einen Werkstückes in einer Weise bewirkt, wie sie z.B. in der älteren Anmeldung G 35 846 VIIb/21c, 46/31, beschrieben und dargestellt ist. Wenn eine Werkzeugmaschine ein Werkstück in Abhängigkeit von einem solchen Steuersystem umreisst, ist es erwünscht, die Relativerstellung der Werkzeugmaschine und des Werkstückes innerhalb eines vorgegebenen Bereiches der befohlenen Relativstellung der Werkzeugmaschine und des Werkzeuges zu halten, wie sie von dem Steuersystem gefordert wird. Die Einhaltung der Relativstellung innerhalb des vorgegebenen Bereiches ist deshalb erwünscht, weil der laufende Fehler klein gehalten wird und vom praktischen Standpunkt aus einen geringeren Geräteaufwand erfordert.
- Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein verbessertes Lageeinstellsystem anzugeben.
- Gemäss der Erfindung weist ein hageeinstellsystem einen ersten Impulsgenerator zur Erzeugung einer ersten Impulsfolge mit eine Wiederholrate auf, die eine gewünschte Geschwindigkeit festlegt, mit der ein Gegenstand verschoben werden soll, ferner eine Vorrichtung zur Verschiebung des Gegenstandes auf eine gewünschte Stelle mit der durch die erste Impulsfolge definierten Geschwindigkeit, einen zweiten Impulsgenerator, der durch die Verschiehung des Gegenstandes zur Erzeugung einer zweiten Impulsfolge betätigbar ist, die eine Wiederholrate aufweist., welche die tatsächliche Geschwindigkeit des Gegenstandes darstellt, eirmPhasendiskriminator zur Anzeige der Phasenbeziehung zwischen den ersten und zweiten Impulsfolgen, wobei die Phasenbeziehung die Differenz zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Gegenstandes darstellt, und eine Fehlerbegrenzungsschaltung, die einen Phasendetektor enthält, der mit dem Diskriminator so gekoppelt ist, dass ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die angezeigte Phasenbeziehung einen vorbestimmten Wert übersteigt, sowie eine Sperrschaltung, die von dem Ausgangssignal betätigt wird, tod das Aufgeben der ersten Impulsfolge auf die den Gegenstand verschiebende Einrichtung sperrt, bis die tatsächliche Stellung des Gegenstandes erreicht ist, bei der eine Phasenbeziehung erzeugt wird, die kleiner ist als der vorbestimmte Wert. Die Erfindung wird vorzugsweise in Verbindung mit einem numerischen Steuersystem verwendet, bei dem die Stellung des Gegenstandes durch Impulse dargestellt wird. Diese Impulse haben eine Rate, die die gewünschte Betriebsgeschwindigkeit anzeigt. Das System enthält einen Phasendiskriminator, der die Phase der Signale, welche die tatsächliche Stellung eines Gegenstandes angeben, mit der Phase von
ve gleicht Signalen, die von den Impulsen abgeleitet werden,2und die gangssignalen gekoppelt, die die Differenzen@inesaöestimmten des Gegenstandes liegt, darf der Geschv:indiI#l-r:eitsrefehl - Numerisches Konturen-Steuer-System rur@rr wrrwr@rr@.r Fig. 1 zeigt ein Blockschaltdiagramm eines numerischen Konturensteuersystems und der Fehlerbegrenzungsschaltung, bdie bei numerischen Einstellsteuersystemen verwendet werden kann, die aber noch vorteilhafter in Verbindung mit numerischen KQnturensteuersystemen verwendet wird, wie sie in der vorerwähnten älteren Anmeldung beschrieben und dargestellt sind. In vorliegender Erfindung wird eine kurze Beschreibung des Konturensteuersysteme der vorerwähnten Anmeldung gegeben, auf die für weitere Einzelheiten in der Arbeitsweise des Steuersysteme Bezug genommen wird, zum Unterschied von der Fehlerbegren.zungeschaltung, die im einzelnen beschrieben wird.
- Das in Fig. 1 gezeigte System arbeitet mit einer X-Achse der Bewegung und einer Y-Achse der Bewegung einer Werkzeugmaschine oder eines Werkstückes, es können jedoch mehr oder weniger Bewegungsachsen vorgesehen werden. Das System enthält zwei Hauptteile, einen elektronischen Steuerteil und einen 3ervo- oder Betätigungsteil. Beide Teile des Systems werden aus einer numerischen Dateneingabevorrichtung 10 mit numerischer Befehlsinformation versehen. Diese Information kann auf einem beliebigen Medium, z.B. einem Lochstreifen, einer Lochkarte, einem Magnetband enthalten sein. Sie gibt die Geschwrdigkeit der Bewegung einer Werkzeugmaschine, der Abstand und die Richtung der BeweQmg der Werkgeugmaschine, ver-@ schiedene Funktionen und die Stelle, an der die Information erforderlich ,ist, an. Die Vorrichtung 10 liest die Befehls-: information und die Stellen, an denen diese Information erforderlich ist, ab und erzeugt entsprechende elektrische Signale zur Steuerung der Bewegung der Werkzeugmaschine. Signale aus der Eingabevorrichtung 10 werden mit verschiedenen Elementen oder Teilen des Systems gekoppelt. Beide Teile des Systems verwenden auch Impulse, durch welche die Befehlsinformation in den Steuerteil des Systems eingeführt und dort zur Anzeige gebracht wird. Diese Impulse sind Rechteckimpulse, die zwischen einer logischen 0 (z.B. zu plus 6 Volt gewählt) und einer logischen 1 (zu 0 Volt gewählt) liegen. Die Impulse werden durch einen Impulstakt-C> 11 mit einer Rate Cl erzeugt, die 25o kHz beträgt (die numerische Beizahl gibt den Divisor der Grundimpulsrate an). Diese Rate C1 wird durch einen Impulsratenteiler 12 geteilt oder vermindert, der Impulse mit einer Rate C2 (125 kHz), mit einer Rate C10 (25 kHz), und mit anderen Raten erzeugt. Der Teiler 12 speist auch Impulse in einen sinus- und cosinus-Generator 13 ein, der sinus- und cosinus-Signale von 25o Hz zur Verwendung im :,ervoteil des Systems erzeugt. Impulse mit einer Rate Cl, C2, C10 und anderen Raten werden mit den Steuer- und Servoteilen des Systems gekoppelt.
- Im Steuerteil des Systems werden Impulse aus dem Impulsratenteiler 12 einer Handzuführübersteuerung 14 aufgegeben, die ermöglicht, dass der Bedienende von Hand die Bewegungsgeschwindigkeit der Werkzeugmaschine dadurch steuert, dass er die Impulsraten auf die gewünschten Raten unterhalb der Rate C2 vermindert, wie dies in der vorerwähnten älüeren Anmeldung beschrieben ist. Wenn die Rate vermindert woruen ist, werden diese Impulse aus der Handzuführübersteuerung 14 in einen Zuführraten-Vervielfachungs-Zähler 15 in der Konturengeschwindigkeitzbefehlseinrichtung lol eingeführt (gestrichelt dargestellt). Der Impulsraten-Vervielfachungs-Zähler 15 zählt mit der Rate 02 jedoch nur während des Intervalles, in rrend-dem Impulse aus der Handzuführübersteuerung 14 eingespeist werden. Damit wandelt die Konturengeschwindig-
keitehlgeinrichtung, die von der Handzuführübersteuerung (oder die ZufUhrrate) der Werkzeugmaschine wird ehnumeri- - Das Konturengeschwindigkeitssignal wird in den Funktionsgenerator 102 (gestrichelt dargestellt) des Systems eingespeist. Der Funktionsgenerator Rist das Konturengeschwindigkeitesignal in X- und Y-Komponenten auf, wie durch die Befehlsinformaton aus der numerischen Dateneingabevorrichtung 10 angegeben ist. Diese Information wird X- und Y-Abgange-Puferspeichern 24, 24' zugeführt und wird dann auf X- und Y-Abgangsbefehlsgehern 23, 23# als Zählwert oder Zustand über- tragen. Der Zählwert oder der Zustand in den X- und Y-Abgangsbefehlsgebern 23 und 23' wird mit Hilfe der X- und Y-Abgangs-Vervielfachungsgatter 22, 221 mit dem Zählwert oder dem Zustand in dem Vervielfachungszähler 21 ver-glichen, da er in Abhängigkeit von Impulsen von Konturengeschwindigkeit$signalenzählt. Wenn ein entsprechender Zählwert oder Zustand vorhanden ist, erzeugen die X- und Y-Abgangs-Vervielfachungsgiter 22, 22' einen entsprechenden X- oder Y-Impuls. Eine Folge dieser Impulse iet das Kon-turensignal. Die Raten dieser Impulse in der Folge geben die entsprechenden Geschwindigkeiten in der X- und Y-Achse an, und die gesamte Anzahl in den Folgen zeigt die relativen Abstände, um die eine Bewegung längs der X- und Y-Aoheen erfolgt. Diese Impulse werden den entsprechenden X- und Y-Befehlsphasenzählern 25 und 25# im Servoteil des Steuer- systems aufgegeben.
- Der Servoteil des Systems sieht eine Bewegung der Werkzeug- maschine längs der X- und Y-Achsen vor. Entsprechende Elemente im Servoteil haben die gleichen Bezugszeichen, die Ziffern für das Y-Element haben ein "'". Diese Bewegung wird durch die X- und Y-Servoeinrichtungen 28, 28' erzeugt, deren mechanische Ausgänge mit der Werkzeugmaschine und den X-und Y-Auflöseeinrichtungen 27, 27' gekoppelt sind. Wenn diese Auflöseeinrichtungen 27, 27# in entsprechender Weise durch Signale aus dem Sinus- und cosinus-Generator 13 erregt werden, ergeben sie Spannungen von 25o Hz, deren Phasenlegen die Funktion der mechanischen Winkelstellung der Auflöseeinrichtungen sind. D.h., dass die Phasenlage der Spannungen, die r von den Auflöseeinrichtungen 27, 27# erzeugt werden, bei jeder
vollständigen Umdrehung der Welle der Au::l#iseeinrichtung um 36o0 versch? eht. Die "'iuflöseeinrichturg=n ", -71 sind mit ihren entsprechenden Servoeinrichtungen 28, 28' verbunden, sodass die Auflöaeeinrichtungen 27, 27# sich um eine Um- drehung bei einer Wanderung-von 2,5 mm durch die Werkzeug- maschine längs der X- und Y-Aoheen drehen. Somit dreht sich die X-Auflöseeinrichtung 27 um eine Drehung (und ändert die Phasenlage der Ausgangsspannung 36o0) in Abhängigkeit ton der Wanderung der Werkzeugmaschine um 2,5 mm längs der X-Achse: Das gleiche gilt für die Auflöeeeinrichtung 27 in Abhängigkeit wn der Wanderung der Werkzeugmaschine um 2,5 mm länge der Y-Achse. Die Spannungen, die von den Auflöseeinrichtungen 27 und 27' erzeugt werden, sind somit hagerückköpplungegignale; Diese Rückkopplungssignale werden mit X- und Y-Phasendiakrimi- natoren 26, 268 gekoppelt, die die tatsächliche Stellung der Werkzeugmaschine, wie sie von den Auflöeeeinriehtungen 27, 271 angezeigt wirdg mit der geforderten Stellung der Werkzeug- maschine vergleichen, die durch die Signale aus den X- und Y-Defehlsphaoenaählern 25, 25# angezeigt ist. Die Befehle- phasenzähler 25,.25# nehmen eine Eingangsinformation, gi-ttn-- Impulse und Punktionsgenerätorsignale auf. Die Befehlophaeen- zähler 25, 25# erzeugen Spannungen von 250 Hz, deren Phasen- lagen in Abhängigkeit von der Eingaageinformation aus der Eingabevorrichtung 1o verändert werden (voreilend oder nach- eilend). Die X- und Y-Phaeeadiekriainatoren 26, 26# fuhren diesen Vergleich auf einer Phaeenbaeie durch und Jede Phasen- different zwischen den Befehleegnalen und den Rückkopplungs- signalenlotellt die 1)ifferenn ewisahen der geforderten De- fehlo$tellung und der tatoäehliohen Befehlsstellung dar: Der Vergleich gibt auch an, ob die Phasenlage der Befehlaoignüle der Phasenlage der Binstelleigle voreilt oder ob die Phaee%-b . tage der Einotelleignale der Phasenlage der Befehlssignale voreilt. Wenn das Betehleslgnal in der phaoenlage d1480., signal voreilt, wird eine Bewegung In einer Richtung tteeaißte wenn das Ltgeegnal in der 1Am.age dem Befehlaoi,,al rerett, - Das numerische Konturensteuersystem ist, soweit es hier beschrieben wurde, im einzelnen in der oben erwähnten älteren Anmeldung beschrieben und dargestellt. Die Fehlerbegrenzungsschaltung weist die folgenden Bauteile auf: einen Zuführmodulator 19, und einen Phasendetektor 2o. Der Phasendetektor 2o erhält Signale aus den X- und Y-Phasendiskriminatoren 26, 26'. Solange die tatsächliche Stellung der Werkzeugmaschine längs der X- und Y-Achsen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches oder Abstandes der befohlenen Stellung der Werkzeugmaschine längs der X- und Y-Achsen liegt, erzeugt der Phasendetektor 2o ein Durchlassignal. Dieses Durchlassignal wird dem Zuführmodulator 19 aufgegeben, der ermöglicht, dass Impulse von der Handzuführübersteuerung 14 dem Zuführraten- Yervie"-Jachungsgatter 16 eingespeist werden. Diese Gatter 16 benötigen diese Impulse, um das Geschwindigkeitssignal zu er- zeugen. Wenn der Phasendetektor 2o jedoch anzeigt, dass die tatsächliche Stellung der Werkzeugmaschine längs der X- oder Y-Achse unter einem vorbestimmten Bereich oder Abstand von der befohlenen X- oder Y-Stellung der Werkzeugmaschine liegt, erzeugt der Phasendetektor 2o ein Sperrsignal. Dieses Sperrsignal wird dem Zuführmoaulator 19 aufgegeben, der die Impulse von der Hand$uführüberstsuerung 14 sperrt und verhindert, dann diese Impulse die ZufUhrraten-Yervielfachungs-Gatter 16 erreichen. Dadurch wird das ge-
$chwindigkeitssignal gesperrt oder unterbrochen, sodass keine weiteren Geschwindigkeitssignale erzeugt werden. Auf diese Weise kann das Steuersystem die tatsächliche Werkzeugmaschinenstellung längs der %- oder Y-Achse innerhalb dem vorbestimmten Bereich oder Abstand der befohlenen Werkzeugmaschinenstellung längs der %- oder Y-Achse bringen. Zu diesen Zeitpunkt wird das Geschwindig- keitssignal wieder in den Funktionsgenerator eingespeist. Fig. 2 zeigt ein ins einzelne gehendea Schaltbild der Konturengesahwindigkeite-Befehleeinrichtung des numerischen Steuereysteas nach Pig. 1, die den Zuführraten-Puffer- Speicher 18, den aktiven Zuführraten-Befehlsgeber 17, ` den Zuführraten-Yervielfachungezähler 15 und die ZufUhr- raten-Yervielfachungsgatter 16 aufweist. Jedes Element der Konturengesehwindigkeite-Befehlseinrichtung enthält drei Dekaden, deren Oröesen loo, 1o und l betragen. Jede Dekade eines jeden Elementes eräält vier Plip-Flope mit den enge- gebemWerten. Diese Plip-Flops sind miteinander zur Durchführung der angezeigten Funktionaler Speicherung oder Zählung ver- bunden. Eine Information aus der numerischen Dateneingabe- Vorrichtung", ,wird abgelesen und In Zufifhrratenpufferepeieher durch entsprechendes Setzen der Plip-Flope des ZufUhrraten- Pufferspeichers gespeichert. Falls erforderlich, wird diese Information in den aktiven Zuführraten-Befehlsgeber durch entsprechendes Setzen der ]Plip-Flops in diesem ZufUhrraten- Befehlsgeber übertragen. Die Information-in dem Zuführraten- Befehlsgeber wird mit dem Zählwert in Zuführraten-Yerviel- fachungs=Zähler verglichen. Der Zuführraten-Yervielfachungs-. Zähler zählt mit der Rate-Cp'(sea°wobei der Strich über C2 die logische Inversion von 02 angibt), während:dee Inter=- valles, in welchen -die Impulse oder Signale von. der Hand-" , - suführUbersteuerung aufgenommen werden. In Abbänggks@t: vow .f @:-°: - Fig. 3 zeigt ein ausführliches Schaltbild der X- und Y-Phasendiskriminatoren 26, 26', wobei jeder Diskrininator innerhalb der gestrichelten Linienführung vorgesehen ist. Beide Diskriminatoren sind sowohl im Aufbau als in der Wirkungsweise ähnlich. Wenn zusätzliche Diskriminatoren verwendet werden, sind diese ebenfalls ähnlich aufgebt. Es wird deshalb nur der Y-Phasendiskriminator 26' beschrieben. Der Diskriminator enthält ein Stellungs-Flip-Flop FFPY und ein Befehls-Flip-Flop FFCY. Diese Plip-Flope FFPF und FFCY weisen Eingangsklemmen auf, die einen ge-setzten Steuereinggng, SS, einen gesetzten Triggereingang ST, einen rückgesetzten Triggereingang RT und einen rückgesetzten Steuereingang RS, sowie Ausgangsklemmen 1 und 0 enthalten. Wenn ein solcher Flip-Flop gesetzt ist, nimmt er den Eins-Zustand ein, wobei seine AuE.ngsklemme 1 auf einer logischen 1 und seine Ausgangsklemme 0 auf einer logischen 0 steht. Wenn ein solcher Flip-Flop rückgesetzt wird, nimmt er den Null-Zustand ein, wobei seine Ausgangsklemme 1 auf einer logischen 0 und seine Ausgangsklemme 0 auf einer logischen 1 steht. Das Flip-Flop kann durch Signale an den Eingangsldemmen gesteuert werden. Eine logische 0 an den gesetzten oder rückgesetzten Steuereingängen SS oder RS steuert für eine vorbestimmte Zeit vor einem Triggerimpuls den Flip-Flop und ermöglicht, dass der -Flip-Flop entsprechend durch eine Triggerimpulsänderung aus einer logischen 1 in eine logische 0 entweder an dem gesetzten Triggereingang ST oder dem rückgesetzten Triggereingang RT gesetzt oder rückgesetzt wird. Ein Flip-Flop bleibt somit nach dem Entfernen dieser Signale und so-lange, bis weitere Signale zugeführt werden, gesetzt oder rück- , gesetzt. Der Diskriminator enthält auch einen reversiblen Zähler RC'. Der reversible Zähler weist vier Flip-Flops mit den angegebenen Wertstellungen auf, dieser Zähler kann 15 Zählwerte aufwärts oder abwärts ohne logische Verdoppelung zählen. Der reversible Zähler RC# zählt in Abhängigkeit von dem Übergang von einer logischen 0 in eine logische 1 an den entsprechenden Aufwärts- oder Abwärtseingängen aufwärts (U) oder abwärts (D). Ein Zählwert wird durch den besonderen Flip-Flop angezeigt, der mit seiner Ausgangsklemme 1 auf eine logische 1 und mit seiner Ausgangsklemme O auf eine logische 0 gesetzt ist. Wenn der Zähler einen Zählwert 0_ angibt, werden alle Flip-Flope rückgesetzt (d.h. alle Ausgangsklemmen 1 bestehen auf einer logischen 0). Wenn eine Aufwärtszählung von 1 aufgenommen wurde, wird der Eine-P'lip-Flop gesetzt (d.h. seine Ausgangsklemmjwird eine logische l), die Zwei-, Vier-, und Acht-Flip-Flope bleiben jedoch rückgesetzt. Eine Aufwärtszählung von Zwei wird dadurch angezeigt, dass der Zwei-Flip-Flop gesetzt ist und die anderen Flip-Flops rückgesetzt werden. Andere Aufwärtszählungen werden durch
andere Setz- und Rücksetzkombinationen der Flip-Flops angegeben. Wenn aber der Zähler eher Zählwert von Null aufweist und eine Abwärtszählug vor. Eine aufgenommen wird, werden alle Flip-Flops gese;-t,(d.h. alle Ausgangs- klemmen 1 stehen auf einer logischen 1). Eine Abwärts- zählung von Zwei wird dadurch angezeigt, dass der Eins- Flip-Flop rückgesetzt ist und die anderen Flip-Flopa ge- setzt sind. Andere Abwärtszählungen werden durch andere Setz- und Rücksetzkombinationer. der Flip-Flops angezeigt. Der Diskriminator ist willkürlich angeordnet worden, sodass jeder Zälwertimpuls (d.h. Übergang von einer logischer. 0 in eine logische 1) aus dem Befehlsgeber-Flip-Flop FPCY bewirkt, dass der reversible 'ä'lpr narb aufwärts zählt, und dass jeder Zählwertimpuls aup dem lage-Flip-Flop PFPY bewirkt, dass der reversible Zähler nach abwärts zählt. Das Steuersystem ist so angeordnet, dass eine Bewegung in einer Richtung erfolgt, wenn die Phasenlagen der Befehls- signale (d.h. des zeitlichen Auftretens der führenden hinten der Befehlssignale) aus den Befehlsphasenzählern der .Phase:?- lage der Einstellsignale (d.h. dem zeitlicher. Auf-'-weten der führenden Kanten der Einetc11sigr@alE) aus den Auflöse- vorrichtungen voreilt. Wenn die Phasenlagen der Einstell- signale den Phasenlagen der BefehIssigrale voreilt, tritt eine Verschiebung in der entgegengesetzten Richttag ein. Arbeitet das System in der Weiss, de--ss die t^trlgchliche Stellung sehr nahe an der gew7ä-ce :qterte.',1 liegt, er- bibt der reversible Zähler kein?n grsse@Z hlwert in einer der beiden Richtungen. "#,5 ,._. p sei z.B. arpenommen, dass der Zähler einen Zählwert vor: Full zufweist, dass beide F1ipFlops FFFY ur.d FFCY rüek,E@pe+zt cird, und dass die Bewegung .n der einer Richtiul- Impulsübergang von der logischen l zur logischen 0 ,wird von dem Y- Befehlophasenzähler 25' eingespeist. Der Flip-Flope FFCY ist mit seiner Ausgangekleme 1 (die auf einer logischen 0 steht) mit des gesetzten Steuereingang SS gekoppelt. Wenn der Impuls aus des Y-Befehlsphasen- $ähler 25' aufgenommen wird, wird somit der Flip-Flop FFCY so genetzt, dass seine Ausgangsklemme eine logische 0 wird. Die Ausgangeklemwe 0 wird eine logische 0, wo- durch eine $itcksetssteuerung sm Rüaksetzsteuereingang RS entsteht. Kurz danach wird ein Impuls der Rate Clo der logischen 0 am küeheetstriggereiagang 8f aufgenommen, wodurch der.Flip-Flop MY rückgesetzt wird. Die Ausgangs- klemme 0 kehrt auf eine logische 1 zurück, wodurch eine Aufwärtszählung um glas aufgenoamen und im reversiblen Zähler durch den einen Flip-Flop, der gesetzt wird, ange- zeigt wird.:Wem die tatsächliche Stellung innerhalb eines engen Bereiches der gewtinechten Stellung liegt, ergibt die Y-Auflösevorrichtung 27! eine logische 0, um den Plip-Flop FFPYzu setzen. Kurs danach wird ein Impuls C-lö (die lo- gische Inversion des Impulses 01o) aufgenommen, um den . Flip-Flop MT rüaksusetzen. Wenn der Plip-Flop FFPY rUckge- setzt ist, kehrt seine Ausgangsklemme 0 auf eine logische 1 zurück, wodurch eine Abwärtezählung um Eins aufgenommen und in den revereibleri ßähler durch den einen Plip-Flop, der rückgesetzt wird, angezeigt wird. Wenn der Stellungsimpuls aus des Y- Auflöser 27' zuerst aufgenommen worden wäre,(wo- durch eine Verachiebung in der entgegengesetzten Richtung eintritt), würde der reversible Zähler um Eins nach abwärts gezählt haben, was dadurch angezeigt wird, dass alle Flip- Flops gesetzt sind. `infolgedessen würde ein Befehlsimpuls aufgenommen werden, der den Zähler um Eins nach aufwärts zählen lässt, was dadurch angezeigt wird, dass alle Flip- Flops rückgesetzt werden. Tabelle 1 Abstands-Befehl eilt Zustände der reversiblen Zähler- der Einstelluna vor Flip-Flops 1 2 8 0 0 0 0 0 2.54 mm 1 0 0 0 5.08 mm 0 1 0 0 7.62 mm 1 1 0 0 10.16 mm 0 0 1 0 12.70 mm 1 0 1 0 15.24 mm 0 1 1 0 17.78 mm 1 1 1 0 20.32 mm 0 0 0 1 Abstands-Einstellung eilt dem Befehl vor Zustände der reversiblen Zähler- Flip-Flops 1 2 4 B 0 0 0 0 0 2954 mit 1 1 1 1 5:08 mm - 0 1 1 1 7.62 mm 1 0 1 1 10.16 mm 0 0 1 1 12.70 Ein 1 1 0 1 15.24 mm 0 1 0 1 17.78 mm 1 0 0 1 20.32 mm 0 0 0 1 In dieser Tabelle bedeutet eine 0, dass ein Flip-Plop rückgesetzt ist, wobei seine Ausgangsklemme 1 auf einer logischen 0 und seine-Ausgangsklemae 0 auf einer logischen 1 -steht; eine 1 bedeutet, dass ein Plip-Plop gesetzt ist, wobei die Ausgangeklemml/auf einer logischen 1 und die Ausgangsklemme 0 auf einer logischen 0 steht. Die Zuwachsanteile in der linken Spalte betragen jeweils 2.54 mm. Die Befehls- und Stellungssignale treten mit einer Rate von etwa 25o Hz auf. Einer oder mehrere der Flip-Flops des reversiblen Zählern sind bei dieser Rate von 150 Hz entsprechend des tatsächlichem Abstand stets gesetzt und rückgesetzt. Wenn z.B. die.Befehl$gabe der Einstellung um 15.75m3 voreilt, werden die Zwei-- und . Vier-Flip-Flope ,gesetzt und der Acht-PlipTFlop rückgesetzt; Der Eine-Flip-Plop wird über 2/10 einer bestimmten Befehle® phasenzähler-Auegangeperiode und über 8/10 dieser Periode rüokgeeetzt. Als weiteres Beispiel sei. erwähnt, dann die vier- und Acht-Fiip-Flops gesetzt werden, wenn -die Einstellung der Befehlsgabe um 6.86 am voreilt. Der Bine-F11p-Flop wird gesetzt und der Zwei-Flip-glop über 7/l4 einer bestimmten Befehlsphasenzähler-Ausgangaperiode rüokgenetßt, der Eine- Flip-Flop wird rUakgesetzt und der Zwei-Plip-Flop Uber 3f10 dieser Periode #esetzt. Wenn nach einem anderen Beispiel die Einstellung der Befehlsgabe um 15,49 mm voreilt, wird der Vier-Flip-Flop rückgenetzt und der Acht-flip...plop ge- setzt. Der Eine-Flip-Plop wird gesetzt und der Zwei-plip- FIV über 1/14 einer bestimmten @ifeh3.sphasen@sthler-ud,ange@: periode rUQkgesetzt, der Eins-flip-Flop wird rüokgenetet, und der Zwei-Plip-Flop über 9/.0 dieser Periode ,gesetzt. Diesen Merkmal ergibt eine genaue Anzeige den tategohliohext Abstanden zwischen der wirklichen Sblluni und der befohlenen - Die Ausgänge der vier-Flip-Flops des reversiblen Zählers RC' werden mit einem Digital-Analog-Umwandler DAC' gekoppelt. Dieser Umwandler ist an sich bekannt und kann entsprechend bewertete Widerstände aufweisen, die in Abhängigkeit davon, ob die Plip-Flops des reversiblen Zählers gesetzt oder rückgesetzt sind, in den Stromkreis ein- oder aus ihm ausgeschaltet werden. Diese bewerteten Widerstände werden mit Gleichstrom gespeist, sodass die Gesamtmenge des Stromes, die von dem Digital-Analog-Umwandler eingespeist wird, von dem Betrag oder der Anzahl der bewerteten Widerstände abhängt, die in den Stromkreis durch die Flip-Flops des reversiblen Zählers eingekoppelt sind. Dieser Strom kann entweder positiv oder negativ sein, je nachdem ob der reversible Zähler aufwärts oder abwärts gezählt hat. Der Strom weist eine Grösse auf, die die Anzahl von Aufwärts-oder Abwärtszählungen angibt. Dieser Strom wird in die Servoeinrichtungen 28' eingespeist, damit eine Verschiebung der Werkzeugmaschine längs der Y-Achse in einer Richtung erzielt wird, die davon abhängt, ob der Zähler nach aufwärts oder nach abwärts gezählt hat, sowie mit einer Geschwindigkeit, die proportional der Grösse des Stromes ist.
- FehlerbegrenzunGssehaltuU !! !I I # I 1 A # 1 1W 1I 1 Die Pehlerbegrenzungsschaltung weist einen Phasendetektor 2o und einen Zuführmodulator 19 auf, die. beide innerhalb der gestrichelten Linien in Pig. 3 dajgeN°@;ellt sind. Im Phaeendetektor 20 erhalten die entsprechenden Elemente für die X-- und X-Achsen die gleichen Bezugszeichen, das T-Element erhält zusätzlich einen '. Der Phasendetektor 20 echlieset Mehrfacheingänge autoreisende WEDER-NOCH-Tore 31, 32, 3V9 321 auf, die manchmal als NICHT-UND-Tore hezeictmet werden.
Diese Tore 31, 32, 31#, 32# erzeugen eine logische 0 an ihren Ausgängen, wenn einer ihrer Eingänge eine lo¢ische 1 besitzt; sie erzeugen ferner eine logische 1 an ihren Ausgängen, wenn alle ihre Eingänge auf einer logischen 0 stehen. Der Phasendetektor 20 weist ferner ein mit Mehrfacheingängen versehenesMER-NOCH-Tor 33 auf, das manchmal als ODER-NICHT-Tor bezeichnet wird. Dieses Tor 33 erzeugt auch eine loglecht0 an seine' Ausgang, wenn einer seiner Eingänge auf einer logischen l steht und eine logische 1, am Ausgang, wenn alle Eingänge eine logische 0 aufweisen. Sohlieeslioh enthält der Phasendetektor 20 einen Umwandler 34. wenn eine logische 1 aufgegeben wird, erzeugt der Um- wandler 34 eine logische Mull, und wenn eine logische lull zugeführt wird, erzeugt der Urwandler 34 eine logische 1. Da vorstehend auf die ?-Aehee Bezug genommen wurde, wird die eingehende Beschreibung des Phasendetektors 20 wiederum anhand der ?-Achse vorgenommen. Die wirkiLmggewgise der X-Achse und ihrer logischen Soäaltungen ist jedoch identisch. Jeder der drei Eingänge des Gatters 31' ist mit der Ausgangekle ue der Zwei- und Vier-Plip:-llope und mit der Ausgangsklemme 0 des koht-Flip-Flope des reversiblen Zählers verbunden. Jeder der vieringnge des Gatters 32' ist mit der AuegangskleMle 0 der Eine-, Zwei- und Vier-Plip-Flope und mit der Ausgangs- klemme 1 des gekoppelt: Der Zufihrmodulator 19 ist innerhalb der gestrichelten Linienführung angedeutet. Dieser Modulatom 19 enthält ein WEDEH-l#H-Tor 35 mit zwei Eingängen. Ein Eingang wird mit: Impulsen aus der Handzufuhr- übersteuerung 14 gespeist, der andere Eingang ist mit dem Ausgang den U®wandlbrs 34 gekoppelt. Das ZufUhrmodulator- signal (Impulse) soll eine logische l sein, um die Verviel- fachungsgatter betriebsbereit $u machen. wenn die Impulse aus der Rand$uführübersteuerung 14-auf einer logischen O stehen, werden diese Impulse durch das Tor 35 als logische 1 geführt, - In Verbindung mit Tabelle 1 ist wenigstens einer der Eingänge zum Tor 31" mit einer logischen 1 für alle Abstandsunterschiede von 0 bis 17.78 mm (aber nicht darüber) belegt, wenn der Befehl der Einstellung voreilt, und für alle Abstandsunterschiede von 0 bis 15.24 mm (aber nicht darüber) wenn die Einstellung dem Befehl voreilt. Das Tor 31' erzeugt somit unter diesen Bedingungen eine logische 0. Wenn die Einstellung dem Befehl um einen bestimmten Betrag über 15.24 mm voreilt, werden die Ausgangsklemme 1 der Zwei- und der Vier-Flip-Flops und die Ausgangsklemme O@@äes Acht-Flip-Flopn alle auf eine logische 0 gebracht. Unter diesen Bedingungen erzeugt das Tor 31' eine logische 1. Diese logische 1 bewirkt, dass das Tor 33 eine logische 0 erzeugt, die von dem Umwandler 34 in eine logische 1 umgewandelt wird. Diese logische 1 wird in das Tor 35 eingespeist und bewirkt, dass das Tor 35 Impulse von der Hand- zuführübersteuerung 14 sperrt. In ähnlicher Weine nimmt wenigstens einer der Eingänge zum Tor 32# eine logische 1 für alle Abstände von 0 bis 17.78 mm an, wenn die Einstellung dem Befehl voreilt, und für alle Abstände von 0 bis 15.2X4 mm, wenn der Befehl der Einstellung voreilt. Das Tor 32' erzeugt somit unter diesen Bedingungen eine logische 0. Wenn jedoch der.Befehl der Einstellung um einen Betrag über 15.24mm voreilt, werden die Ausgangsklemme 0 der Eins-, Zwei- und Vier-Flip-Flops und die Ausgangsklemme 1 des Acht! Flip-Flops alle auf eine logische 0 gebracht. Das Tor 321 erzeugt somit eine logische 1. In der vorbeschriebenen Weise bewirkt diese logis #ne 1, dass das Tor 35 Impulse von der Handzuführübersteuerung 14 sperrt.
Solange der Abstandsunterschied Zwischen dem Befehl und der ginatellung nicht grösner als 15:24mm ist, nimmt wenigstens einer der ingägo in Jeden Tor 31t, 321 (und in ähnlicher Weine in die Tore 31, 32) eine logische 1 an: Deshalb erzeugen diese Tore 31*, 32, (und die Tore 31., 32) alle en e logische 0: Das Tor 33 erzeugt eine logische 1, die in eine logische 0 durch den ümwandler 34 umgewandelt wird. Diese logische 0 ßhtt. wenn nie dem Tor 35 des Zuführmodulatore 19 aufgegeben wirdi das Tor 35 durehlässig! sodann Impulse aus der Handzuführr. übersteuerung 14 in de Zugührraten-lfervielfachungo-eore 16 eingeeist werden können. Solange somit die befohlene Eif- ntellurig und die td»ächliehe Einstellung voneinander 1m weniger als einen vorbentiimttten Wert, nämlich 15,24 t unterschiedlich sind, kann das gyntem in seiner Arbeite- weise fortfahren. Sobald jedoch der Abstandeuntersched in einer lliohtg in einer Achse denen vorbestimmten Wert vor. 15.24 M tberechreitet, werden die fervielts.öunge'ti@e 16 und die denohwixidgkeitöoiale, die dem runktdngenerator 21 aufgegeben werden, angehalten) wöbe*ie vornuhiebung des degenstandee und der Steuerung der Siale von einen oder beiden, der X- und lt-pefehlgphaneneähler förtgeeetet wird, die durch die S1-lmpulne abgelesen werden, welche to lange zugeführt werden, bis der Abstand ewisehen der bs- fohlenen un.d Fier tateäohlichen ginetelluden äegetetädee wieder kleiner al.t§ derörgegeee.,et ist, während die impulowiederhöratm der 01-Släle eine fegte, berölene Qesuhwindigkeit daretellts RC-??8 ist rückgesetzt. Der tins--Flip-Flop RC-PFl ii jei@t zwischen gesetzt und rückgesetzt. Zu $oginri ist der Eirr-Flip-Flop rückgesetzt. Nachdem sich das tefehlssignal in eine logische 0 zurückgekehrt hat, um den Plip--Plop PFCY zu setzen, setzt ;ier C1Cyüatenimpuls den PlipwFlop PPCY zurück. sodass eine Aufwärtszählung durch den rdVersiblen Zählet aufgenommen wird. Der Eins=Plip-Plop ist gesetzt. wenn des ginstelisignal eine Jogi sehe Q wird, - Die Erfindung wurde änhand eines nwrerisohen Konturensteuersy--stens erläutert, sie kann bei anderen Gegenstände einstellenden Systemen ebensogut verwendet werden. Die Erfindung kann auch durch eine beliebige Anzahl von Achsen durch Addition von ent- sprechenden logischen Stromkreisen In dem Phasendetektor 20 aus- geführt werden. Ferner^läest sie sich such zur Begrenzung von Abstandsunterschieden auf wenigerals 15.24m oder auf 'ehr als 15.24mm durch entsprechende logische Schaltung In Phasendetektor 20 anwenden. Die Durchlass- und sperraignale aus dem Phasen- detektor 20 können In anderen seilen des Steuersystems -zur Erzielung der gleichen Punktion vorgesehen werden.
Claims (1)
- P a t e n t a n e p r ü o h e: 1. Lageeinstellsystem mit einem ersten Impulsgenerator zur Erzeugung einer ersten Impulsfolge, deren Wiederholrate eine gewünschte Geschwindigkeit festlegt, mit der ein Gegenstand bewegt werden soll, mit einer Vorrichtung zur Verschiebung des Gegenstandes in eine gewünschte Stellung mit der durch die erste Impulsfolge festgelegten Geschwindigkeit, mit einem zweiten Impulsgenerator, der durch die Verschiebung des Gegenstandes betätigbar'ist und eine zweite Impulsfolge mit einer Wiederholrate erzeugt, die die tatsächliche Geschwindigkeit des Gegenstandes darstellt, und mit einen Phasendiskrininator zur Anzeige der Phasenverschiebung zwischen der ersten und der zweiten Impulsfolge, wobei die Phasenbeziehung die Differenz zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Gegenstandes dar- stellt, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Fehlerbegrenzungsschaltung, die einen Phasendetektor aufweist, der mit dem Diskriminator so gekoppelt ist, dass ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die angezeigte Phasenbeziehung einen vorbestimmten Wert übersteigt, und eine Sperrschaltung, die von dem Ausgangssignal betätigt wird, und das Aufgeben der ersten Impulsfolge auf die den Gegenstand verschiebende Einrichtung sperrt, bis die tatsächliche Nllung des Gegen-
standen erreicht ist, bei der eine Phasenbeziehung
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Also Published As
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