DE1069750B

DE1069750B - Anordnung zur digitalen Steuerung

Info

Publication number: DE1069750B
Application number: DENDAT1069750D
Authority: DE
Inventors: Waynesboro Va. Jamtes Lois Myracle und Murray Rosenblatt (V. St. A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1958-03-26
Publication date: 1959-11-26
Also published as: BE576567A; US2885613A; GB889355A; CH372732A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung, bei der eine digitale Darstellung eines Lagesteuersignals sowie eine digitale Darstellung der tatsächlichen Lage des zu steuernden Teiles verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich speziell auf die Umwandlungsvorrichtung, die eine Analogspannung bildet, deren Größe und Vorzeichen durch die relativen Größen der beiden digitalen Signale bestimmt werden. Die Erfindung ist nicht auf die Steuerung einer bestimmten Vorrichtung beschränkt; sie eignet sich jedoch besonders zur Steuerung von Werkzeugmaschinen und wird daher in Verbindung mit einer derartigen Maschine beschrieben.

Analogsteuerungen sind für verschiedenartigste Geräte und Maschinen, z. B. Werkzeugmaschinen, bekannt. Sie verwenden eine Steuerspannungsquelle zur Erzeugung einer Spannung, die in ihrer Größe und ihrem Vorzeichen je nach der Abweichung eines gesteuerten Elementes von einer vorgegebenen Bezugsstellung verändert werden kann. Das Kommandosignal wird mit einem Spannungssignal verglichen, welches die tatsächliche Lage des zu steuernden Elementes angibt, und die Differenz zwischen den beiden Signalen bildet ein Fehlersignal, das dazu verwendet wird, um einen Motor zu steuern, der das genannte Element verstellt. Die Bewegungsrichtung des Motors ist so gewählt, daß er das Fehlersignal, das in dem betreffenden Augenblick vorhanden ist, auf Null zu bringen sucht. Solche Anordnungen können auch durch gespeicherte Daten, z. B. von einem Magnetband, von Lochkarten oder von einem Lochband aus, gesteuert werden. Es sind auch Einrichtungen entwickelt worden, um digitale Rechenmaschinen für die Vorbereitung derartiger Programme zu benutzen. Dabei muß an einer Stelle der gesamten Anlage, die aus einer Rechenmaschine, einem Speicher, einem Ablesegerät und einem Stellmotor besteht, eine Umwandlungseinrichtung vorhanden sein, welche die digitalen Steuergrößen in analoge Steuergrößen umformt, wenn der Stellmotor auf analoge Steuergrößen anspricht.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, an Stelle eines Analogsystems ein digitales Steuergerät zu benutzen, bei dem die gewünschte Stellung gegenüber einem Bezugspunkt durch eine digital verschlüsselte Zahl dargestellt wird, z. B. im Binärcode, während die tatsächliche Stellung durch eine zweite digital verschlüsselte Zahl dargestellt wird. Dabei wird ein analoges Fehlerspannungssignal erzeugt, dessen Größe und Richtung die relative Größe der beiden codierten Zahlen darstellt. Andere Arten von digitalen Steuergeräten verwenden eine Reihe von Steuerimpulsen, von denen jeder einen Zuwachswert der Lageänderung darstellt, wobei eine besondere Einrichtung digitale Rückkopplungsimpulse erzeugt. Die Kommandoimpulse und die Rückkopplungsimpulse werden verglichen, um das analoge Fehlerspannungssignal abzuleiten. Diese Anlagen lassen sich Anordnung zur digitalen Steuerung

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. März 1958

James Lois Myracle und Murray Rosenblatt,

Waynesboro, Va. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

wirtschaftlicher und mit größerer Betriebsgenauigkeit herstellen als die Analogsysteme, da das Steuersignal und das Signal, welches die erreichte Lage angibt, durch eine Anzahl von diskreten Spannungen dargestellt werden, die alle die gleiche Größe haben und die durch, außerordentliche genaue elektrische oder mechanische Teile erzeugt werden können. Die einzelnen Teile der Anlage, die mit einer analogen Größe arbeiten, sind der Umwandler, der die digitalen in analoge Größen umformt, und die Steuereinrichtung des Stellmotors. Die Umwandler verwenden gewöhnlich Widerstandselemente, deren Fehler durch geeignete Auswahl des Widerstandsmaterials klein gehalten werden können.

Die Schwierigkeit bei den bekannten digitalen Steuergeräten und besonders bei Geräten, die binär codierte Steuerzahlen verwenden, liegen darin, daß außerordentlieh lange und umständliche Binärzahlen verwendet werden müssen, so daß besonders große Speicherregister erforderlich werden, sowie Umwandlungseinrichtungen, die in der Lage sind, die langen Binärzahlen zu verarbeiten. Beispielsweise soll eine digitale Steuerung für eine Drehbank entwickelt werden, die eine Genauigkeit von 0,025 mm bei einem Werkstück erzielen soll, das 60 cm lang ist; die Binärzahl, die erforderlich ist, um jede einzelne Stellung entlang dem Bett der Maschine darzustellen, muß dann mindestens fünfzehn Stellen aufweisen. Es ist ohne weiteres klar, daß viele der Vorteile, die sich bei der Verwendung eines digitalen Steuergerätes ergeben, wieder verlorengehen, wenn zwei Sätze von Binärzahlen von je fünfzehn Stellen verwendet werden müssen. Die Umwandlungseinrichtungen, die

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die digitalen Werte in analoge Werte umwandeln, würden dreißig einzelne Umwandlungsstufen benötigen, und bei denjenigen Anlagen, bei denen Speicherregister erforderlich sind, würden dreißig einzelne Speicherstufen vorgesehen werden müssen.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine digitale Steuereinrichtung zu schaffen, die einen zyklischen Binärcode verwendet, um die gewünschte und die tatsächliche Stellung oder Position der Einrichtung darzustellen, und die nur eine verhältnismäßig kleine Zahl von Binärstellen benötigt, um sowohl die gewünschte als auch die tatsächliche Stellung anzugeben.

Dabei soll die Anordnung so getroffen werden, daß es unnötig ist, die ganze Zahl durch das Gerät zu führen. Vorzugsweise sollen nur die letzten kennzeichnenden Stellen einer Zahl in dem Abfühl- und Steuergerät verwendet werden. Als Beispiel sei angenommen, daß nur die letzten zwei kennzeichnenden Stellen der beiden Spalten von Binärzahlen in Betracht gezogen werden. Da zwei Binärstellen vier verschiedene Zahlen oder Stellungen darstellen können und da das Gerät bei der obigen Annahme eine Nacheilung von nur zwei Zahlen zwischen der gewünschten Lage und der wirklichen Lage aufweist, ist der Unterschied zwischen den beiden Stellungszahlen stets kleiner als die Kapazität der beiden verwendeten digitalen Zahlen. Man erkennt daher, daß nur zwei Binärziffern für die Kommando- und Positionsinformation erforderlich sind, solange das Gerät unter normalen Bedingungen arbeitet.

30

35

40

	Kommando	3	2	1	Dezimal	5	Position	3	2	1	Dezimal
5	4	0	0	0		0	4	0	0	0
0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0
0	0	0	1	1	2	0	0	0	0	1	0
0	0	1	0	0	3	0	0	0	1	0	1
0	0	1	0	1	4	0	0	0	1	1	2
O	0	1	1	0	5	0	0	1	0	0	3
0	0	1	1	1	6	0	0	1	0	1	4
0	0	0	0	0	7	0	0	1	1	0	5
0	1	0	0	1	8	0	0	1	1	1	6
O	1	0	1	0	9	0	0	0	0	0	7
0	1	0	1	1	10	0	1	0	0	1	8
0	1	1	0	0	11	0	1	0	1	0	9
0	1	1	0	1	12	0	1	0	1	1	10
0	1	1	1	0	13	0	1	1	0	0	11
0	1	1	1	1	14	0	1	1	0	1	12
0	1	0	0	0	15	0	1	1	1	0	13
1	0	0	0	1	16	0	1	1	1	1	14
1	0	17	1		15

Es sei bemerkt, daß an der vierten und fünften, achten und neunten, zwölften und dreizehnten und siebzehnten Dezimalzifferstelle der linken Ziffernspalte die Kommandogröße einen niedrigeren Wert hat als die Positionsgröße, die ihr gegenübersteht, und zwar in den Nummernstellungen 0 bis 3, 6 und 7, 10 und 11, 14 und 15. Bei dem oben angegebenen speziellen System ist zwar die absolute Differenz zwischen den Zahlen stets die gleiche; das algebraische Vorzeichen der Differenz wird jedoch nach jeder zweiten Stelle der Zahl umgekehrt, und wenn man diesen Zustand bestehen ließe, dann würde der Motor lediglich um den ersten Umkehrpunkt hin- und herschwingen, so daß das Gerät unbrauchbar wäre.

Gemäß der Erfindung kann diese Schwierigkeit dadurch beseitigt werden, daß sowohl in dem Kommandoab auch in dem Positionsinformationskanal eine zusätzliche Binärziffer verwendet wird. Wenn man nun die ersten drei rechten Spalten der beiden Gruppen von Binärzahlen bis zur Dezimalziffer 17 betrachtet, so zeigt sich, daß eine einzigartige Kombination der beiden nächsthöheren digitalen Stellen in dem Kommando- und in dem Positionsregister vorkommt. In der Reihe der

4. und 5., 12. und 13. Dezimalzahl sind im Kommandoregister in der 2. und 3. Stelle die Werte Null und Eins vorhanden, während an den entsprechenden Stellen des Positionsregisters die Werte Eins und Null vorhanden sind. Diese Kombination von Ziffern findet sich nur an diesen Stellen. Andererseits sind an der 8. und 9., 16. und 17. Reihe an der 2. und 3. Ziffernstelle des Kommandoregisters die Werte 00 vorhanden, während an den entsprechenden Stellen des Positionsregisters die Werte 1 und 1 vorhanden sind. Da diese Kombination der höheren Stellen einzigartig für diese Stellen ist und da dies zutrifft unabhängig davon, wie groß die Zahl der verwendeten Stellen ist, können diese höheren Stellen dazu verwendet werden, eine Schaltung zur Erzeugung einer Spannung zu steuern, so daß eine Umkehr des Vorzeichens des Fehlersignals verhindert wird und Mehrdeutigkeiten, die hierdurch entstehen können, beseitigt werden. Wenn beim Abfühlen der eben erwähnten einzigartigen Bedingungen eine Schaltung vorgesehen wird, die zu der vom Konverter erzeugten Spannung eine Spannung addiert, deren Größe eine Binärzahl anzeigt, welche um 1 größer ist als die Kapazität der Ziffern der Binärzahl ausschließlich der höchsten Binärstelle, dann wird die richtige Spannungsdifferenz zwischen der Kommandozahl und der Positionszahl erhalten. Wenn bei der benutzten Darstellung eine Binärspannung, die die Binärzahl 8 darstellt, der Schaltung hinzugefügt wird, um die Positionszahl von der Kommandozahl abzuziehen, findet keine Umkehrung des Vorzeichens des Fehlersignals statt, und es wird eine Spannung erzeugt, die die wahre Differenz zwischen den beiden Zahlen anzeigt. Es wird nun auf die waagerechte Reihe der Dezimalzahl 3 Bezug genommen. In dieser Reihe ist die Kommandozahl gleich 3 und die Positionszahl gleich 1.

Bei der Subtraktion der Positionszahl von der Kommandozahl wird eine Spannung erzeugt, die eine positive Differenz von der Größe 2 anzeigt. In der 4. und

5. Dezimalzahlenreihe jedoch entsteht die Differenz —2, wenn die zweiziffrige Positionszahl von der zweiziffrigen Kommandozahl abgezogen wird. Wenn nun eine positive Spannung, die eine binäre 4 darstellt, der Schaltung hinzugefügt wird, dann bleibt die Fehlerspannung positiv, da die negative 2, die sich aus der Subtraktion der Positionszahl von der Kommandozahl ergibt, dann von +4 abgezogen wird und einen Wert +2 erzeugt, der die richtige Zahl ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die höchste binäre Stelle nicht als Teil der Positionszahl oder der Kommandozahl geführt wird, sondern daß sie nur verwendet wird, um zu verhindern, daß eine Mehrdeutigkeit entsteht, wenn eines der Register (entweder das Kommandoregister oder das Positionsregister) überfließt, bevor das andere Register dies tut. Dies wird durch Bezugnahme auf die Tabelle der binären Zahlen klar, indem man die dritte Stelle als einen Teil der Kommando- und Positionszahl auffaßt. Wenn diese Zahl nur als Teil der Binärzahl aufgefaßt wird, dann entsteht bei den Dezimalzahlen 8, 9 und 16, 17 die gleiche Schwierigkeit, wie sie bezüglich der Dezimalzahlen 4, 5 und 12,13 entstand. Wenn daher die höchste Stelle lediglich als Teil der gesamten Binärzahl aufgefaßt wird, dann tritt diese Mehrdeutigkeit an einer oder mehreren Stellen des Systems auf, wenn nicht die Gesamtzahl benutzt wird. Nur dadurch, daß die höchste

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Stelle als Markierungsstelle verwendet wird, d. h. als Außer dem der Erfindung zugrunde liegenden Geeine Stelle, die nur zum Zweck der Beseitigung von danken, der eine genaue Steuerung der Maschine trotz

Mehrdeutigkeiten dient, kann dies Problem gelöst werden. der Tatsache gestattet, daß nur ein kleiner Teil der

Wie oben erwähnt, gibt der Wert jeder Binärzahl einen Kommando- und Positionszahlen verwendet wird, bebestimmten Abstand von einem gegebenen Bezugspunkt 5 zieht sich die Erfindung auch auf eine neue Schaltung an, wobei die Binärziffer 0 anzeigt, daß sich das Gerät an zur Abfühlung der Mehrdeutigkeitsgruppen und zur einer Bezugs- oder Nullstelle befindet, oder daß ein Erzeugung einer Additionsspannung der richtigen Rich-Kommando gegeben ist, welches bedeutet, daß sich der tung und Größe, um eine unerwünschte Richtungs-Mechanismus an dieser Bezugs- oder Nullstelle befinden umkehr der Fehlerspannung zu verhindern, die zu einem soll. Bei dem oben angegebenen Beispiel, bei dem die ¹O Schwingen des Systems führen würde.
Kommandozahl in dei linken Spalte und die Positionszahl Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein in der rechten Spalte stehen, bewegt sich das Gerät von digitales Servogerät zu schaffen, das codierte Impulse der Bezugsstellung weg, jedoch kann offensichtlich auch benutzt, um Kommando- und Positionsinformationen der umgekehrte Fall eintreten, und das Gerät kann anzuzeigen, wobei die zu verarbeitende Information während des Betriebes die Anweisung erhalten, sich bis J-5 außerordentlich reduziert werden kann, indem Stellen zu einer Stelle zu bewegen, die von dem Bezugspunkt der Kommando- und Positionszahlen als Markierungsentfernt ist, und sich dann wieder auf den Bezugspunkt stellen und nicht als Binärziffern verwendet werden, die zurückzubewegen. Die obige Diskutierung der Mehr- einen Teil der numerischen Kommando- oder Positionsdeutigkeit und das Verfahren der Erfindung zur Ver- zahlen bilden.

meidung der Mehrdeutigkeit, falls nicht die vollständigen 20 Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Schaltung

binären Kommando- und Positionszahlen verwendet anzugeben, die die Differenz zwischen zwei digitalen

werden, lassen sich sowohl bei einer Bewegung von dem Zahlen bestimmt und die eine analoge Spannung erzeugt,

Bezugspunkt weg als auch bei einer Bewegung auf ihn deren Größe und Vorzeichen die Differenz zwischen den

zu anwenden. Im letzteren Fall, d.h. wenn die Bewegung beiden Zahlen'angeben; dieSchaltung soll ferner Elemente

auf die Bezugsstellung zu stattfindet, sind die Positions- 25 enthalten, die eine zusätzliche analoge Spannung in

zahlen größer als die Kommandozahlen, da das Gerät Abhängigkeit von bestimmten relativen Bedingungen

stets hinter den Kommandozahlen nacheilt. Im letzteren von vorbestimmten Stellen der zwei Zahlen erzeugen,

Falle würde die rechte Spalte die Kommandozahlen an- um eine Spannung hervorzurufen, die eine unerwünschte

zeigen und die linke Spalte die Binärzahlen, welche die Umkehr der so erzeugten Analogspannung verhindert.

Positionszahlen bedeuten. Es sei bemerkt, daß in diesem 30 Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen

Fall die mehrdeutigen Stellungen nun den Zahlen 2, 3, 6, näher erläutert.

7,10, U, 14 und 15 zugeordnet sind. Bei diesen Stellungen Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Steuerung einer ist wiederum die Anordnung der Zahlen in den beiden Werkzeugmaschine, bei der die erfindungsgemäße Anhöchsten Spalten eindeutig, d. h., sie unterscheidet sich Ordnung angewendet wird;

von den Zahlen in allen anderen Stellungen, und es kann 35 Fig. 2 und 3 zeigen die an der erfindungsgemäßen

daher das gleiche System angewendet werden, um diese Anordnung auftretenden Spannungen in Tabellen- und

eindeutigen Bedingungen festzustellen, genau wie es bei Diagrammform;

der Feststellung der Mehrdeutigkeiten bei der umge- Fig. 4 ist ein Schaltbild der erfindungsgemäßen

kehrten Bewegungsrichtung verwendet wurde. Auf Korrekturschaltung und des Gerätes zur Umwandlung

diese Weise lassen sich unabhängig von der Bewegungs- 40 der Digitalwerte in Analogwerte;

richtung des Gerätes, die entweder von der Bezugs- Fig. 5 bis 7 zeigen andere Ausführungsformen dieser

stellung weg oder darauf zu erfolgen kann, alle Mehr- Anordnung.

deutigkeiten des Systems, die sich aus der Verwendung In Fig. 1 soll ein Maschinenteil 1 in seiner Stellung

einer geringeren Anzahl von Binärziffern ergeben, als durch einen Motor 2 auf Grund von Kommandos

zur genauen Definition der Lage des Gerätes notwendig 45 gesteuert werden, die von einem Lesegerät 3 erzeugt

wären, dadurch beseitigen, daß eine der höchsten Stellen werden, das geeignet ist, Informationen einem Speicher

der Binärzahlen als Anzeigeziffern und nicht als Ziffer zu entnehmen. Das Maschinenteil 1 kann z. B, aus dem

einer Zahl verwendet wird. Bett einer Hobelmaschine, dem Werkzeughalter einer

Wenn man das Gerät der Erfindung genauer betrachtet, Drehbank, dem Bohrer eines Bohrwerks usw. bestehen, so ergeben sich einige bemerkenswerte Tatsachen. Die 50 Das Lesegerät 3 kann z. B. ein Bandablesegerät sein oder Erfindung bringt keinen Vorteil, wenn nicht die maximale auch ein Lochbandgerät, ein Lochkartengerät, ein Film-Zahl, die durch die tatsächlich verwendeten Binärziffern ableser usw. Der Aufbau des Lesegerätes 3 wird durch dargestellt werden kann, kleiner als die Hälfte der ge- die Art des verwendeten Speichers bestimmt. Das Lesesamten Zahl ist. Wenn die maximale Zahl, die dargestellt gerät 3 ist in der Lage, verschiedene Speicherflächen werden kann, größer als die Hälfte der maximal mög- 55 abzufragen, und zwar entweder im Parallelverfahren oder liehen Zahl ist, dann erfaßt die Hinzufügung der einen im Serienverfahren, und die auf dem Speicher vorhandene Markierungsstelle den gesamten Bereich; wenn eine Information in Spannungsimpulse umzuwandeln, die Binärstelle zu einer Binärzahl hinzugefügt wird, wächst über eine Leitung 4 einem Kommandospeicherregister 6 bekanntlich die maximale Zahl, die dargestellt werden zugeführt werden, das eine Anzahl von Stufen C₀, C₁, C₂ kann, um das Doppelte. Ferner muß die Zahl, die durch So und C* enthält. Die dem Register 6 von dem Lesegerät 3 die tatsächlich zur Bezeichnung der Stellungen ver- zugeführte Information kann aus einer Zahl in codierter wendeten Binärziffern dargestellt wird, größer sein als Form bestehen, die eine eindeutige Stellung des Werkder Unterschied zwischen der Kommandozahl und der Stückes 1 gegenüber einer Bezugsstelle definiert und die Positionszahl; wenn dies nicht der Fall wäre, könnte sich innerhalb einer digitalen Zeichengruppe befindet, nämlich die Positionszahl von der Kommandozahl um 65 deren Beginn der Bezugsquelle entspricht. Eine digitale eine Zahl abweichen, die zwei Mehrdeutigkeitsstellen Zeichengruppe besteht aus einer Anzahl von Binärumfaßt. Das Gerät ist nicht in der Lage, einen solchen zeichen, die ausreicht, um das Register von der höchsten Zustand zu erfassen, da das Gerät nur eine Mehrdeutigkeit Zahl, die es erreichen kann und die von der Zahl der beseitigen kann, die innerhalb einer Mehrdeutigkeits- vorhandenen Stellen abhängt, auf Null zurückzubringen, gruppe liegt. 70 Die dem Register 6 zugeführte Form der Zahl hängt von

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der Form des verwendeten Codes ab; die Erfindung den Registern 6 und 9 gespeicherten Binärzahlen bestimmt wird im Zusammenhang mit einem zyklischen Binärcode wird. Diese Differenzspannung, welche die Fehlerspannung beschrieben; sie ist nicht auf diesen speziellen Code des Systems darstellt, erscheint an der Ausgangsleitung 14 beschränkt, da auch andere an sich bekannte Codeformen, und wird über die Summieranordnung 16, die Leitung 17 z. B. binärcodierte Dezimalzahlen, in zyklischer Form 5 und der Verstärker 18 dem Motor 2 zugeführt und verwendet werden können. Wenn jedoch ein zyklischer steuert die Umlaufsrichtung und die Drehzahl des Binärcode verwendet wird, dann speichert jede Stufe des Motors 2, der das Maschinenteil 1 über eine mechanische Registers 6 eine Ziffer, die einer anderen Stelle der Binär- Kupplung 19 in einer solchen Richtung bewegt, daß die zahl zugeordnet ist, wobei die gesamte gespeicherte von dem Positionsgeber 12 gelieferte Zahl sich der im Information der auf der Speichereinheit gespeicherten io Register 6 gespeicherten Kommandozahl annähert. Der Zahl entspricht, die von dem Lesegerät 3 abgelesen wird. Motor 2 kann außerdem einen Tachometergenerator 21 Das Register muß benutzt werden, um die Information antreiben, der ein Geschwindigkeitssignal über eine aufzunehmen, die von dem Lesegerät 3 geliefert wird, Leitung 22 an die Anordnung 16 zurückliefert, so daß wenn gelochte Bänder oder Karten verwendet werden. die Fehlerspannung, die auf der Leitung 17 auftritt, um Die beim Ablesen derartiger Informationsträger erzeugten 15 einen Geschwindigkeitsfaktor vermindert wird, so daß Spannungen sind diskontinuierlich; um eine konti- bei einer Zunahme der Drehzahl des Motors 2 die miierliche Steuerspannung zu erzeugen, muß demnach Spannung auf der Leitung 17 abnimmt. Wenn der ein Speicherglied, nämlich das Register 6, verwendet Motor 2 sich der richtigen Stellung nähert, wird das werden. Wenn der Aufzeichnungsträger ein Band oder Positionsfehlersignal kleiner, und der Motor wird verein Film ist, die kontinuierliche Aufzeichnungen der 20 langsamt, bis er die endgültige Stellung erreicht, verschiedenen binären Zahlen tragen können, kann das Wie oben erwähnt, sind die Binärzahlen, die normaler-Register6 wegfallen. weise bei solchen digitalen Steuerungen Verwendung

Die in dem Register 6 gespeicherte Information wird finden, um eine bestimmte Genauigkeit bei einer vorüber eine Anzahl Leitungen 7, die je einer Stufe des bestimmten zulässigen Abweichung zu erhalten, ziemlich Registers 6 zugeordnet sind, einem Korrektur- und Um- 25 groß; wenn die Verschiebung des Maschinenteiles z. B. wandlungsgerät 8 zugeführt, das die digitalen Zeichen in 60 cm beträgt und die Genauigkeit des Gerätes 0,025 mm analoge Zeichen umformt und die Kommandozahlen betragen soll, dann müßten fünfzehn Binärstellen für die vergleicht. Die in dem Register 6 gespeicherte Zahl wird Kommandozahl undfünfzehnBinärstellenfürdiePositionsmit einer Binärzahl verglichen, die in einem Positions- zahl zur Verfügung stehen, um die gewünschte Genauigkeit register 9 gespeichert ist und der Einheit 8 über eine 30 zu gewährleisten. Jede Binärzahl, die durch die fünfzehn Anzahl Leitungen 11 zugeführt wird. Binärstellen ausgedrückt wird, zeigt einen bestimmten

Die in dem Register 9 gespeicherte Binärzahl zeigt die Abstand des Werkstückes von einer Bezugsstellung an. tatsächliche Stellung des Maschinenteiles 1 gegenüber Es ist klar, daß die Zahl der Binärstellen, die benutzt der Bezugslage an, so daß die Differenz zwischen der werden müssen, soweit als möglich verringert werden Kommandozahl in dem Kommandoregister 6 und der 35 soll, da bei Verwendung eines Wortes aus fünfzehn Positionsinformation in dem Positionsregister 9 der Ab- Binärstellen der von dem Ablesegerät 3 abgelesene weichung des Werkstückes 1 von einer gewünschten Speicher fünfzehn diskrete Stellungen für j ede Kommando-Stellung entspricht. Die Abweichung des Maschinenteiles 1 zahl aufweisen muß; das Ablesegerät 3 muß in der Lage von der gewünschten Stellung wird durch ein Fehler- sein, fünfzehn Stellen abzulesen, das Register 6 muß signal dargestellt, das in Form einer Spannung benutzt 40 fünfzehn Stellen speichern können, das Positionsmeßwird, um das Maschinenteil 1 derart zu steuern, daß gerät 12 muß fünfzehnstellige Ziffern erzeugen können diese Abweichung verkleinert wird. und das Gerät 8 muß in der Lage sein, zwei Ziffern von

Die in dem Positionsregister 9 enthaltene Information je fünfzehn Binärstellen für jedes analoge Fehlersignal

wird durch einen Positionsgeber 12 erzeugt und dem umzuwandeln.

Register 9 über eine oder mehrere Leitungen 13 zu- 45 Gemäß der Erfindung wird die Notwendigkeit, derart geführt. Der Positionsgeber ist entweder mechanisch, lange Ziffern zu speichern, beseitigt; die Länge der zu optisch oder elektrisch mit dem Werkstück 1 gekoppelt, verarbeitenden Ziffern wird nur durch die zu erwartende so daß die von ihm erzeugte Information, die in dem Zeitverzögerung zwischen der tatsächlichen Stellung des Positionsregister 9 gespeichert wird, jederzeit innerhalb Werkstückes und der Kommandostellung bestimmt, der Genauigkeitsgrenzen des Systems die genaue Lage 50 Wenn z. B. bei dem beschriebenen Gerät angenommen anzeigt, die das Werkstück 1 einnimmt. Digitale Positions- wird, daß das Arbeitsstück niemals hinter der Kommandogeber zur Erzeugung der Lageinformation sind an sich stellung um mehr als 0,05 mm nacheilt, d. h. um zwei bekannt und können z. B. aus einer optischen Scheibe aufeinanderfolgende Kommandozahlen, dann muß die bestehen, die eine Anzahl von konzentrischen Kreisen Binärinformation, die in der Anlage gespeichert wird, aufweist, welche in mehrere undurchsichtige und durch- 55 nur so viel Stellen enthalten, daß die Binärzahl 2 mit sichtige Flächen unterteilt sind. Die Größe und der Ab- umfaßt wird. Auf diese Weise würden nur zwei Binärstand zwischen den Bogen der einzelnen Kreise sind stellen pro Zahl erforderlich sein. Das gemäß der Erdurch die Stellen der Binärzahl bestimmt, die beim findung ausgeführte Gerät benutzt jedoch zur Sicherheit Durchgang des Lichtes durch den betreffenden kon- drei Binärstellen pro Kommando- und Positionszahl, zentrischen Kreis erzeugt wird. Bei einem ähnlichen 60 In Fig. 2 ist in der linken Zahlentabelle eine Anzahl Verfahren, das ebenfalls bekannt ist, werden mehrere von Zahlen in dem Kommandoregister 6 dargestellt, Bürsten verwendet, die auf entsprechenden Spuren während die rechte Zahlentabelle die Zahlen in dem eines Aufzeichnungsträgers angeordnet sind, wobei die Positionsregister 9 enthält, die mit den Kommandozahlen Spuren durch abwechselnde Segmente von leitendem in der gleichen horizontalen Reihe übereinstimmen, und nichtleitendem Material bestimmt werden. 65 wobei jedoch eine Zeitverzögerung von zwei Zahlen zu

Die digitale Information, die dem Gerät 8 zur Um- berücksichtigen ist. Die Binärzahlen, die von den Stellen

Wandlung der digitalen in analoge Informationen zu- in den Spalten C₀, C₁ und C₂ der linken Tabelle dargestellt

geführt wird, hat die Form eines zyklischen Binärcodes, werden, geben je eine gewünschte Stellung des Werk-

der in eine analoge Spannung umgesetzt wird, deren Stückes wieder. Die Stelle in der Spalte C*, die eine

Größe und Vorzeichen durch die relativen Größen der in 70 Fortsetzung des zyklischen Codes in den anderen Stufen

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des Registers bildet, wird dazu verwendet, um eine dem Positionsregister größer als die Zahl in dem Kom-

Stellung darzustellen, die eine Mehrdeutigkeit vermeiden mandoregister ist, ist das Fehlersignal normalerweise

soll, welche sich aus der Wiederholung des zyklischen negativ; wenn die Zahl in dem Kommandoregister größer

Codes innerhalb der Spalten C₀, C₁, C₂ und C* des als die Zahl in dem Positionsregister wird, wird ein

Registers ergibt. In ähnlicher Weise deuten die Stellen P₀, 5 positives Signal mit einer Größe erzeugt, das einer

P₁, P₂ und P* der Binärzahlen in dem Positionsregister binären 6 entspricht. Um das Auftreten von positiven

die tatsächliche Stellung des Werkstückes an; die Stelle P* Signalen zu verhindern, werden die Werte C*, P*, C₂

soll ebenfalls Mehrdeutigkeiten vermeiden. und P₂ abgetastet, um in diesem Fall eine Spannung zu

Die Analogspannungen, die durch die Kommando- addieren, die dem Wert —8 entspricht, so daß bei der

und Positionsregisterzahlen dargestellt werden, werden io Subtraktion des Spannungswertes —8 von dem Wert +6

durch die in senkrechter Richtung verlaufenden stufen- sich eine Spannung von —2 ergibt, die den richtigen

förmigen Spannungsdiagramme e_c, e_p wiedergegeben. Die Wert für dieses System darstellt.

Kurve e₀ stellt die Analogspannung dar, deren Größe In Fig. 4 ist ein vollständiges Schaltbild einer Korrektur-

und Richtung der Differenz zwischen den Spannungen e_c und Umwandlungseinrichtung gemäß der Erfindung

und e_p entspricht. Es sei angenommen, daß der Arbeits- 15 dargestellt. In dieser Einrichtung ist jede Stufe des

tisch sich von der Null- oder Bezugsstellung wegbewegt Kommandoregisters 6 nach Fig. 1 mit einer bestimmten

und daß daher die Zahlen in dem Kommando- und Eingangsklemme 30 verbunden. Die einzelnen Stufen

Positionsregister nach unten zunehmen, wobei die Zahl sind mit der gleichen Bezeichnung versehen wie das

in dem Positionsregister hinter der entsprechenden Zahl Kommandoregister, von dem sie die Information er-

in dem Kommandoregister nacheilt. Es sei ferner an- 20 halten. In ähnlicher Weise ist eine zweite Gruppe von

genommen, daß bei einer negativen Spannung der Motor Anschlüssen 31 vorgesehen, von denen jede die Be-

die richtige Bewegungsrichtung hat, um das Gerät von zeichnung des Positionsregisters 9 trägt, von dem sie die

der Nullstellung wegzubewegen. Information erhält. Die C₂-Klemme 30 ist mit einer

Aus den Spannungskurven e_c und e_p geht hervor, daß Sammelleitung 32 über einen Widerstand 33 mit der

die stufenförmig verlaufenden Kurven sich wiederholen, 25 Größe R verbunden, während die Klemmen C₁ und C₉

wobei die Zahl der Stufen in jedem Abschnitt von der an die Sammelleitung 32 über Widerstände 34 und 35

maximalen Zahl abhängt, die von den Stellen, welche in mit den Werten 22? und 4 R angeschlossen sind. Diese

dem Register gespeichert sind, unter Ausschluß der Stelle Anordnung ist bei Geräten zur Umwandlung von

höchster Ordnung dargestellt werden kann. Wenn in digitalen Werten in analoge Werte üblich und beruht

vorliegendem Beispiel die Binärzahlen drei Stellen ent- 30 auf der Tatsache, daß jede Binärstelle ein Gewicht hat,

halten, dann ist der maximale Wert der Binärzahl gleich das gleich dem Doppelten der nächstniedrigen Stelle ist;

7, und der minimale Wert ist natürlich gleich 0. Die Zahl wenn daher allen Anschlüssen 30 die gleiche Spannung

in dem Register wird daher bis zum maximalen Wert 7 zugeführt wird, dann ist die an der Sammelleitung 32

ansteigen und kehrt dann auf 0 zurück. Infolgedessen auftretende Spannung gleich der Summe der Gewichts-

stellt jede Zahl eine bestimmte Stellung innerhalb eines 35 spannungen, welche je eine Binärziffer 1 darstellen. Eine

gegebenen Bereiches oder einer Gruppe von Stellungen der Klemme C₂ zugeführte Spannung wird daher um

dar, zeigt aber keine bestimmte Lage gegenüber der den Wert R erniedrigt, während eine der Klemme C₁

gesamten Bewegungsbahn des Werkstückes 1 an. An zugeführte Spannung um den Wert 2 R erniedrigt wird

denjenigen Orten, wo die Kommandozahl kleiner wird als und daher nur halb so groß ist wie die Spannung, die über

die Positionszahl, wenn nämlich die Kommandozahl von 40 den. Widerstand R zugeführt wird.

der maximalen Zahl einer Gruppe von Zahlen auf die Die an der Sammelleitung 32 auftretenden Spannungen kleinste Zahl der nächstfolgenden Gruppe von Zahlen der Anschlüsse C₀, C₁ und C₂ werden in einem Widerübergeht, ergibt sich eine Mehrdeutigkeit; wenn weiter stand 37 summiert und der Ausgangsklemme 38 zugeführt, nichts vorgesehen wäre, würde die Maschine zwischen Die Anschlüsse P₀, P₁ und P₂ sind mit einer Sammelvier Kommandozahlstellungen hin- und herpendeln, da 45 leitung 39 über Widerstände 41 verbunden, die die nur dies der Umkehrung der Spannung entspricht, Werte 4 R, 2 R und R haben. Diese Anordnung entspricht wenn man die Nacheilung des Systems berücksichtigt. der Umwandlungseinrichtung des Kommandoregisters.

Dieser Vorgang läßt sich ohne weiteres aus den drei Die der Sammelleitung 39 zugeführten Spannungen Spannungsdiagrammen e_c, e_p und e₀ ableiten. Solange die werden in dem Widerstand 43 summiert, und die Spannung e_c größer ist als die Spannung e_v, ist die 50 Spannungen, die auf den Leitungen 32 und 39 auftreten, Differenz positiv; wenn jedoch die Spannung e_c von dem haben daher eine Größe, welche durch die in den Re-Wert 7 auf den Wert 0 abnimmt und die Spannung e_P gistern 6 und 9 gespeicherten Binärzahlen bestimmt ist. dem Wert 6 entspricht, dann ist die Differenz zwischen Wenn den Anschlüssen 30 und 31 positive Spannungen der Positions- und der Kommandospannung —6 und zugeführt werden, dann werden die auf den Leitungen nicht +2. Um diese Mehrdeutigkeit zu beseitigen, d. h. 55 32 und 39 auftretenden Spannungen summiert und nicht die Spannungsumkehr zu vermeiden, ist eine zusätzliche subtrahiert. Die Sammelleitung 39 wird daher über eine Binärstelle C* bzw. P* in dem Kommando- und Positions- Umkehrschaltung 42 mit dem Widerstand 43 verbunden, register vorgesehen. Diese Stellen werden in Verbindung so daß eine negative Spannung der gleichen Größe, wie mit den Stellen der C₂- und P₂-Positionen benutzt, um sie auf der Leitung 39 auftritt, an dem Widerstand 43 eine Spannung zu addieren, die einer positiven binären 8 60 entsteht. Die beiden Spannungen werden an dem Widerentspricht, so daß die —6, welche von der positiven 8 stand 44 subtrahiert, der mit einem Bezugsspannungsabgezogen wird, eine Spannung +2 erzeugt, die auch punkt, z. B. Erde, verbunden ist, so daß die Spannung, während der übrigen Arbeitszeit der Anlage erzeugt wird. die an der Ausgangsklemme 38 auftritt, eine Größe hat,

In Fig. 3 sind die Verhältnisse dargestellt, wenn der welche durch die relative Größe der Binärzahl in den

Tisch sich auf die Bezugsstellung zu bewegt. In diesem 65 Registern 6 und 9 bestimmt ist, und ein Vorzeichen,

Fall nehmen die Zahlen ab, so daß die Kommandozahl welches davon abhängt, welche der Zahlen den höheren

daher in der Tabelle von unten nach oben abgelesen wird. Wert hat. Wenn die Zahl in dem Kommandoregister

Da die Positionszahl hinter der Kommandozahl nacheilt, größer ist, darm ist die Spannung an der Klemme 38

sind die Zahlen in dem Positionsregister stets größer als positiv; wenn die Zahl in dem Positionsregister 9 größer

die Zahlen in dem Kommandoregister. Da die Zahl in 70 ist, ist die Spannung an der Klemme 38 negativ.

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An den Stellen, wo keine Mehrdeutigkeiten auftreten, Fig. 4 die C*-Stufe eine 1 und die P*-Stufe eine O enthält, mtspricht die absolute Größe der Spannung an der ist die Spannung P* positiv; über die UND-Schaltung 48 Slemme38 im vorliegenden Fall einer binären 2; dies und über die ODER-Schaltung 49 wird eine Spannung ;ilt auch für Mehrdeutigkeitsstellen, wenn die in ge- dem einen Eingang der UND-Schaltungen 51 und 52 zuitrichelte Linien eingeschlossene Korrekturschaltung 46 5 geführt. In dieser Stellung ist die P₂-Stufe des Positionsjenutzt wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung registers positiv, und die Spannung wird über die UND-jesteht die logische Korrekturschaltung 46 aus einer Schaltung 51 und den Widerstand 53 der Sammelleitung :rsten UND-Schaltung 47 mit zwei Eingängen und einer 32 zugeführt. Es gibt keinen anderen Zustand für dies zweiten UND-Schaltung 48 mit zwei Eingängen, an die Register, bei dem eine solche Kombination der Binäräne ODER-Schaltung 49 angeschlossen ist. Die Ausgangs- io ziffern der kennzeichnenden Stellen des Registers vorspannung dieser ODER-Schaltung wird dem einen handen ist, daß die Information von den Torschaltungen iingang einer dritten UND-Schaltung 51 und einer 51 und 52 durchgelassen wird.

/ierten UND-Schaltung 52 zugeführt. Die Eingangs- Es wird nun auf den Fall eingegangen, daß das Maspannungen der UND-Schaltungen 47 werden von der schinenteil 1 auf die Bezugsstellung zu bewegt wird, wobei "*-Stufe des Kommandoregisters 6 und von der P*-Stufe 15 besonders auf die Fig. 3 und 4 Bezug, genommen wird, les Positionsregisters abgeleitet. Das Vorzeichen der Mehrdeutigkeiten würden normalerweise entstehen, wenn spannung der P*-Stufe, die der Torschaltung 47 zu- das Kommandoregister eine binäre 6, 7, 14 und 15 ge-'eführt wird, wird umgekehrt und mit P* bezeichnet, speichert hat. Wenn das Kommandoregister eine binäre 6 A'obei der horizontale Strich über dem P die Umkehr oder 7 speichert, befindet sich in der P*-Stufe eine ies Vorzeichens andeutet. Infolge dieser Vorzeichen- 20 binäre 1, die C_x-Stufe enthält eine binäre 1, und die umkehr ist die der UND-Schaltung 47 zugeführte anderen wichtigen Stufen enthalten eine binäre 0. Hierbei Spannung, wenn die P*-Stufe eine binäre 0 enthält, werden die Eingangsleitungen P* und C* zur UND-aositiv, während die der UND-Schaltung 47 zugeführte Schaltung 48 erregt und erregen ihrerseits eine Eingangsipannung gleich 0 ist, wenn in dieser Stufe eine binäre 1 leitung der UND-Schaltungen 51 und 52 durch die ODER- *espeichert war. Die Vorzeichenumkehr kann dadurch 25 Schaltung 49. Die C₂-Leitung zur UND-Schaltung 52 ist aewirkt werden, daß die Ausgangsspannung des Registers ebenfalls erregt, so daß der Leitung 39 eine Spannung über eine Umkehrstufe 45 geführt wird. Die Eingangs- über einen Widerstand 54 zugeführt wird. Der Wider-.eitungen der UND-Schaltung 48 sind mit der P*-Stufe stand 54 hat einen Wert von Rß, so daß eine Spannung, ies Positionsregisters verbunden und über eine Umkehr- die eine binäre 8 darstellt, der Leitung 39 zugeführt wird; stufe mit der C*-Stufe des Kommandoregisters verbunden. 30 nach dem Durchlaufen der Umkehrstufe 43 wird diese Die UND-Schaltung 51 ist so geschaltet, daß sie außer Spannung, die den Wert —8 darstellt, den Spannungen der Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 49 auch am Widerstand 44 hinzuaddiert, so daß die Spannung noch die Spannung der P₂-Stufe des Positionsregisters an der Ausgangsklemme 38 einen Wert von —2 und nicht jrhält; die andere Eingangsleitung der UND-Schaltung 52 etwa von +6 aufweist. In ähnlicher Weise werden, wenn ist mit der C₂-Stufe des Kommandoregisters 6 verbunden. 35 das Kommandoregister Zahlen aufweist, die einer binären Aus Fig. 2 geht hervor, daß in dem Bereich der Mehr- 14 oder 15 entsprechen, die Leitungen C* und P* zur ieutigkeit, der in der graphischen Darstellung in den UND-Schaltung 47 erregt, und die UND-Schaltung 52 Reihen auftritt, die durch die Dezimalzahlen 0, 1,8, 9, 16 ist wieder offen, so daß eine Spannung an die Leitung 39 und 17 bezeichnet sind, nur zwei binäre Einsen in den gelegt wird. Auf diese Weise kann die Anordnung gemäß Stellen C*, P*, C₂ und P₂ vorhanden sind und daß die 40 der Erfindung unabhängig von der Bewegungsrichtung Stellen C* und P* sowie P₂ und C₂ verschieden sind. des Maschinenteiles 1 und der begrenzten Speicherfähig-Wenn z.B. das Positionsregister die binäre 16 und 17 keit der Kommando-und Positionsregister 6 und 9 genau aufweist, enthalten die Stufen P₂ und P* eine 1 und die die Stellung des Maschinenteils steuern.
Stufen C₂ und C* eine 0. Aus Fig. 4 ergibt sich, daß in Bei dem Ausführungsbeispiel der Schaltung 46 nach diesem Zeitpunkt die C*-Leitung zur UND-Schaltung 48 45 Fig. 4 werden Korrekturspannungen einer der Sammelpositiv ist, während die P*-Leitung, die zu dieser Tor- leitungen dann zugeführt, wenn ein Mehrdeutigkeitsschaltung führt, positiv ist; der einen Eingangsleitung bereich im Arbeitsgebiet der Binärzahlen auftritt. Bei der UND-Schaltungen 51 und 52 wird daher eine Span- einer anderen Ausführungsform nach Fig. 5 werden nung über die ODER-Schaltung 49 zugeführt. Da die Korrekturspannungen beiden Sammelleitungen 32 und 39 P₂-Spannung positiv und die C₂-Spannung negativ ist, 50 stets zugeführt, außer wenn eine Mehrdeutigkeit auftritt, wird eine Spannung über die UND-Schaltung 51 und In diesem Fall wird die Korrekturspannung von einer über den Widerstand 53 geleitet, deren Wert nur dem der Sammelleitungen abgeschaltet, bleibt jedoch an der halben Wert R entspricht, und der Sammelleitung 32 anderen Sammelleitung bestehen. In Fig. 5 ist die Korrekzugeführt. Da der Wert des Widerstandes 53 gleich ¹J₂R torschaltung 46' durch gestrichelte Linien eingefaßt. Die ist, ist die der Sammelleitung 32 von der UND-Schaltung 55 Schaltung 46' enthält eine erste ODER-Schaltung 56, 51 zugeführte Spannung doppelt so groß wie die von deren Ausgangsleitung an den einen Eingang einer UND-der C₂-Stufe des Kommandoregisters zugeführte Span- Schaltung57 angeschlossen ist; sie enthält ferner eine nung. Die über den Widerstand 53 zugeführte Spannung zweite ODER-Schaltung 58, deren Ausgangsleitung an ist daher gleich dem Wert einer binären 8. Da bei dieser die zweite Eingangsleitung der UND-Schaltung 57 ange-Stellung die Spannung am Ausgang der Klemme 38 60 schlossen ist. Eine Ausgangsleitung führt von der UND-gleich —6 wäre, wenn die Korrekturschaltung nicht ver- Schaltung 57 über eine Ausgangsleitung 60 zu der ersten wendet würde, erzeugt die Addition einer Spannung, Eingangsleitung der ODER-Schaltungen 59 und 61. Eine welche eine binäre 8 darstellt, einen Wert, der eine Ausgangsleitung der ODER-Schaltung 59 liegt über binäre 2 am Ausgang darstellt. Eine andere Gruppierung einen Widerstand 53 an der Sammelleitung 32; eine Ausder Binärzahlen kann in den Stufen P₂, P*, C₂ und C* 65 gangsleitung der ODER-Schaltung 61 ist über einen auftreten, wenn in dem Positionsregister ein Wert 6 oder 7 Widerstand 54 mit der Sammelleitung 39 verbunden, und in dem C-Register ein Wert 8 oder 9 enthalten ist. Die Eingangsleitungen der ODER-Schaltung 56 sind mit In diesem Fall ist in der C*-Stufe eine binäre 1 gespeichert. C* und P* bezeichnet und liegen an der C*-Stufe des Die P₂-Stufe enthält ebenfalls eine 1, und die anderen Kommandoregisters 6 bzw. über eine Umkehrstufe 45' an Stufen enthalten Nullen. Wenn in der Schaltung der 70 der P*-Stufe des Positionsregisters 9. Die ODER-

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Schaltung 58 hat zwei Eingangsleitungen C* und P*, die kehrt werden mußte, um die Subtraktion vorzunehmen, über eine Umkehrstufe 45 mit der C*-Stufe des Komman- In der Schaltung nach Fig. 6 sind die von dem Kommandodoregisters bzw. mit der P*-Stufe des Positionsregisters register kommenden Spannungen positiv, während die verbunden sind. Die ODER-Schaltung 59 ist über eine von dem Positionsregister kommenden Spannungen zweite Eingangsleitung C₂ und eine Umkehrstufe an die 5 negativ sind, so daß eine direkte Summierung der Span-C₂-Stufe des Kommandoregisters 6 angeschlossen, wäh- nungen möglich ist, da die Spannungen entgegengesetztes rend die ODER-Schaltung 61 mit ihrer zweiten Eingangs- Vorzeichen aufweisen und sich unmittelbar subtrahieren leitung P₂ mit der P₂-Stufe des Positionsregisters 9 über lassen. Die Korrekturschaltung 69, die mit dem Umwandeine Umkehrstufe verbunden ist. lungsgerät nach Fig. 6 verwendet wird, kann entweder

Aus den Fig. 2 und 5 geht hervor, daß in der dritten io nach Fig. 4 oder nach Fig. 5 ausgebildet sein. Die einzige und vierten Stufe des Kommando- und Positionsregisters Abänderung der Schaltung besteht darin, daß die P*-Lei-— von oben gerechnet — die C₂- und P₂-Stufen eine Null tung nun mit P* und die P*-Leitung nun mit P* beenthalten, so daß die beiden ODER-Schaltungen 59 und zeichnet wird, da die negative Spannung nunmehr die 61 an einer Eingangsleitung einen positiven Wert auf- normale Spannung gegenüber dem P-Register und die weisen, und daß eine Spannung über die Widerstände 53 15 positive Spannung die umgekehrte Spannung ist. Eine und 54 an die Sammelleitungen 32 und 39 gelegt wird. weitere Änderung muß in der Schaltung deswegen durch-In der S. bis 8. Reihe des Kommando- und Positions- geführt werden, weil eine einzige Sammelleitung 64 an registers nach Fig. 2 sind die Stufen C* und P* Null, Stelle der beiden Sammelleitungen 32 und 39 in Fig. 4 und infolgedessen wird eine Spannung über die beiden verwendet wird. Da die Umkehrschaltung wegfällt und ODER-Schaltungen 56 und 58 der offenen UND-Schal- 20 die Korrekturschaltung 69 nur positive Spannungen vertung 57 zugeführt, die eine Spannung über die ODER- arbeitet, muß eine Umkehrschaltung 71 in die negative Schaltungen 59 und 61 den Sammelleitungen 32 und 39 Korrekturausgangsleitung der Korrekturschaltung 69 einzuleitet. Es sei jedoch bemerkt, daß in der ersten und gefügt werden. Wenn die Umkehrstufe 71 in der richtigen zweiten Reihe der Tabelle in Fig. 4 die C₂-Stufe des Ausgangsleitung der Korrekturschaltung liegt, dann ist Kommandoregisters Nullen enthält und daß daher die 25 die an der unteren Ausgangsleitung der Schaltung 69 ODER-Schaltung 59 eine Spannung durchläßt, daß je- auftretende Spannung negativ, während die Spannung doch die P₂-Stufe des Positionsregisters eine binäre 1 in der oberen Leitung positiv ist.
enthält, so daß keine positive Spannung zur ODER- In den bisher beschriebenen Schaltungen zur Umwand-Schaltung 56 gelangt und infolgedessen auch keine lung der digitalen in analoge Werte werden alle Spannun-Spannung über die ODER-Schaltung 61 zur Sammel- 30 gen, welche Binärwerte darstellen und von den beiden leitung 39 gelangt. An dieser Mehrdeutigkeitsstelle führt Registern kommen, zusammengerechnet. Derartige Schaldaher nur die Sammelleitung 32 eine Kompensations- tungen sind anfällig für Fehler, da sich die Werte der spannung. In der 9. und 10. Reihe der Tabelle nach Fig. 2 verschiedenen Widerstände ändern können und da auch wird die C₂-Leitung der Torschaltung 59 wieder erregt, die Spannungen, die von den Registern aufgenommen weil in dem C₂-Register Nullen vorhanden sind; da aber 35 werden, infolge von Änderungen der Röhreneigenschaften die P₂-Stufe eine binäre 1 enthält und die ODER-Schal- und Schwankungen der Anodenspannung nicht konstant tung 58 nicht erregt ist, ist die ODER-Schaltung 61 ge- sind. Wenn eine besonders hohe Genauigkeit erforderlich sperrt, und es wird keine Spannung an die Sammelleitung ist und diese Genauigkeit sich infolge unkontrollierbarer 39 gelegt. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich, wenn die Änderungen der verschiedenen Spannungen und Werte Tabellen und graphischen Darstellungen der Fig. 3 be- 40 der Schaltelemente nicht erzielen läßt, kann die Anordnutzt werden. Es ist ersichtlich, daß nur die Sammel- nung nach Fig. 7 zur Umwandlung der digitalen Werte leitung 39 unter Spannung steht, wenn eine Mehrdeutig- in analoge Werte benutzt werden. Der Zweck dieser keit vorhanden ist, während zu allen anderen Zeiten beide Anordnung besteht darin, bei der Surnmenbildung der Sammelleitungen erregt sind. Die Korrekturschaltung Spannungen diejenigen Spannungen zu unterdrücken, kann daher verschiedene Ausführungsformen annehmen. 45 welche in den beiden Registern Binärziffern der gleichen

Die Anordnung zur Umwandlung der digitalen Werte Stellen und Augenblickswerte darstellen, so daß nur diein Analogwerte nach Fig. 4 stellt nicht die einzige Möglich- jenigen Spannungen addiert und subtrahiert werden, keit dar, die gemäß der Erfindung benutzt werden kann. welche Binärzifferwerte darstellen, denen kein entspre-In Fig. 6 ist eine andere verwendbare Anordnung dar- chender Wert im anderen Register gegenübersteht. In gestellt. Bei dieser sind die Stufen C₀, C₁ und C₂ des 50 Fig. 7 sind die Stufen C₀, C₁ und C₂, C* des Kommando-Kommandoregisters 6 mit den Klemmen 62 der Um- registers mit den Eingangsklemmen 72 der Umwandwandlungsstufe verbunden, wobei jede Klemme 62 über lungsstufe und die Stufen P₀, P₁, P₂, P* des Registers 9 einen Widerstand 63 mit der Sammelleitung 64 in Ver- mit den Anschlüssen 73 verbunden. Jeder Anschluß C₀, bindung steht. Die Werte der Widerstände 63 sind wieder C₁ und C₂ ist über eine besondere UND-Schaltung 74 so abgestuft, daß die vom Kommandoregister 6 züge- 55 mit der einen Seite eines zugehörigen Widerstandes 76 führte Spannung, die von der Klemme C₁ zur Sammel- verbunden, dessen andere Seite mit einer Sammelleitung leitung 64 führt, den halben Wert hat, wie die von der 77 in Verbindung steht. Der Widerstand 76, der zwischen Klemme C₂ kommende, und doppelt so groß ist, wie die der Stufe C₁ mit der Anschlußklemme 72 und der Sammelvon der Klemme C₀ kommende Spannung. Die Stufen leitung 77 liegt, hat einen doppelt so großen Wert wie des Positionsregisters sind mit den Klemmen 66 und 60 der entsprechende Widerstand 76, der zwischen der über Widerstände 67 mit der Sammelleitung 64 verbun- Anschlußklemme C₂ und der Sammelleitung 77 angeden. Die Widerstände 67 sind in entsprechender Weise ordnet ist, und einen halb so großen Wert wie der Widerabgestuft ; die Sammelleitung 64 steht mit der Ausgangs- stand zwischen der Klemme C₀ und der Sammelleitung 77. klemme 68 in Verbindung. Die Klemmen 66 erhalten Die Anordnung der relativen Werte der Widerstände 76 negative Spannungen von dem Positionsregister 9. Es 65 entspricht den relativen Werten der Widerstände 33 in sei daran erinnert, daß in der Schaltung nach Fig. 4 der Fig. 4 und dient demselben Zweck. Die Anschlüsse P₀, Umwandlungsstufe positive Spannungen zugeführt wur- P₁, P₂ sind über verschiedene UND-Schaltungen 78 mit den, und zwar sowohl von dem Kommando- als auch der einen Seite je eines Widerstandes 79 verbunden, dem Positionsregister, so daß die Spannungen unabhängig dessen andere Seite an die Sammelleitung 81 angevoneinander summiert und eine der Spannungen umge- 70 schlossen ist. Die Widerstände 79 entsprechen den Ver-

Claims

hältniswerten der Widerstände 76. Die UND-Schaltungen 74 und 78 haben je zwei Eingänge; die zweiten Eingänge der UND-Schaltungen 78 werden je von einem der Eingänge C0, C1, C2 über eine Umkehrstufe 82 gespeist. Der C0-Anschluß 72 ist über eine Umkehrstufe 82 an die zweite Eingangsleitung der UND-Schaltung 78 angeschlossen, deren zweite Eingangsleitung an dem Po-Anschluß 73 liegt. Die UND-Schaltungen 78, die zu den Anschlüssen P1 und P2 gehören, sind mit den Ausgängen der Umkehrstufen 82 verbunden, die an den Anschlüssen C1 und C2 liegen. Die zweiten Eingangsleitungen der UND-Schaltungen 74 sind je an einen Ausgang einer Umkehrstufe 83 angeschlossen, die je von einem Anschluß 73 gespeist werden; die UND-Schaltungen74 der Anschlüsse C0, C1 und C2 werden über Umkehrstufen gespeist, die von den Anschlüssen P0, P1, P2 Eingangsspannungen erhalten. Die Korrekturschaltung 46 der Fig. 7 entspricht derjenigen der Fig. 4. Der einzige Unterschied zwischen den Umkehrschaltungen 46 der Fig. 4 und 7 ist der, daß in Fig. 7 die Umkehrstufe zur ao Erzeugung der Spannung P* als Umkehrstufe 84 dargestellt ist und die Umkehrstufe zur Erzeugung der Spannung C* als Umkehrstufe 86. Alle anderen Bestandteile der Korrekturschaltung 46 entsprechen denen der Fig. 4. as Wenn bei der Schaltung der Fig. 7 die Stufen P2 und C2 des Positions- und Kommandoregisters je eine binäre 1 enthalten, wird keine Ausgangsspannung an den UND-Schaltungen 74 und 78 erzeugt, da die Spannung C2 nach dem Durchlaufen der Umkehrstufe 82 die Eingangsleitung der UND-Schaltung 78 spannungslos macht und die P2-Spannung nach Umkehr durch die Stufe 83 eine negative oder eine Null-Spannung an der einen Eingangsleitung der UND-Schaltung 74 erzeugt und diese sperrt. Wenn eine positive Spannung dem P2-Anschluß 73, aber nicht dem C2-Anschluß 72 zugeführt wird, dann ist die UND-Schaltung 78 offen, da die negative oder Null-Spannung am Anschluß C2 umgekehrt wird, so daß eine positive Spannung an der einen Eingangsleitung der UND-Schaltung 78 entsteht, während die Spannung P2 die andere positive Spannung liefert, die zum Öffnen der UND-Schaltung erforderlich ist. Wenn umgekehrt eine positive Spannung dem C2-Anschluß 72, aber nicht dem P2-Anschluß 73 zugeführt wird, dann ist die UND-Schaltung 74 des Anschlusses C2 offen, und eine entsprechend bemessene positive Spannung wird der Sammelleitung 77 zugeführt. Die Analogspannungen der Sammelleitungen 77 und 81 bestehen daher aus Spannungswerten, denen keine entsprechenden Werte in dem anderen Register oder auch der anderen Sammelleitung gegenüberstehen; die Fehler der Ausgangsspannung werden hierdurch vermindert, da nur eine kleine Zahl von Einzelspannungen verwendet und das Auftreten der Fehler und ihre Größe stark vermindert werden. Die Anordnung nach Fig. 7, bei der Torschaltungen und Umkehrstufen vorgesehen sind, um nur diejenigen Spannungen zu summieren, denen keine entsprechenden Spannungen im anderen Register gegenüberstehen, kann auch in Verbindung mit der in Fig. 6 dargestellten Anordnung verwendet werden. Patentansi'nr<.π i.

1. Anordnung zur digitalen Steuerung, bei der digital codierte Kommandosignale mit digital codierten Positionssignalen verglichen werden und ein analoges Abweichungssignal hergestellt wird, dessen Größe und Vorzeichen von den relativen Werten der Kommando- und Positionssignale abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß die maximalen Werte der Kommando- und Positionssignale so ausgewählt sind, daß der Wert des Kommandosignals und der Wert des Positionssignals größer ist als die normal zu erwartende Nacheilung der zu steuernden Einrichtung gegenüber der gewünschten Stellung in einem beliebigen Augenblick, daß ferner eine Anordnung vorgesehen ist, die auf vorbestimmte Werte der Kommando- und Positionssignale anspricht, welche die beiden am höchsten bewerteten Binärstellen der beiden Gruppen von Signalen darstellen, und daß eine Anordnung zur Beseitigung von Mehrdeutigkeiten vorgesehen ist, die von der Ansprechschaltung gesteuert wird und eine Umkehr des Vorzeichens des Abweichungssignals verhindert, wenn sich ein Kommando- oder Positionssignal von dem einen Extremwert zum anderen Extremwert des Größenbereiches der Kommando- oder Positionssignale ändert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei dem die Positions- und Kommandosignale durch elektrische Größen dargestellt sind und jede dieser Größen einer Gruppe eine Binärziffer einer verschiedenen Stelle darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der elektrischen Größen jeder Gruppe so gewählt ist, daß die maximale von jeder Gruppe darstellbare Zahl unter Ausschluß der Größe, welche die Binärzahl der höchsten Stelle darstellt, weniger als halb so groß ist als die Gesamtzahl der einzelnen Positionen, die das Gerät einnehmen kann.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechschaltung Gruppierungen von elektrischen Größen mißt, von denen die Hälften, die die beiden höchsten Stellen der beiden Gruppen darstellen, den gleichen Wert haben, während die Größen, welche einander entsprechende Binärziffern innerhalb der Gruppen darstellen, verschieden sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit Widerstände enthält, die bei der Feststellung der vorbestimmten Gruppierungen durch die Ansprechschaltung zu dem Abweichungssignal ein Kompensationssignal algebraisch addieren, dessen Größe einer Binärzahl entspricht, die um 1 größer ist als der maximale Wert der Kommando- und Positionssignale, und die das gleiche Vorzeichen hat wie das normale Abweichungssignal.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit Widerstände enthält, die zu dem Abweichungssignal eine Spannung der einen Richtung addieren, wenn die Ansprechschaltung Gruppierungen von elektrischen Größen feststellt, bei denen die Binärzahlen der beiden höchsten Stellen der Signale, die von der einen Gruppe dargestellt werden, den gleichen Wert haben, und wobei ferner die der höchsten Stelle benachbarte Binärzahl, die durch die eine Gruppe dargestellt wird, und die höchste Stelle der anderen Gruppe den gleichen Wert haben, und daß ferner die Widerstände eine Spannung umgekehrten Vorzeichens der Abweichungsspannung hinzuaddieren, wenn die Ansprechschaltung eine andere Gruppierung feststellt.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere Widerstände und eine Sammelleitung, der die Kommandosignale über jeweils einen Widerstand zugeführt werden, wobei der Wert dieses Widerstandes jeweils doppelt so groß ist wie der Wert des. Widerstandes, welcher der nächsten Stelle der Binärzahl zugeordnet ist, und ferner durch eine zweite Gruppe von Widerständen sowie eine zweite Sammel-

leitung, der die Positionssignale jeweils über einen Widerstand zugeführt werden, wobei dieser Widerstand jeweils einen Wert hat, der doppelt so groß ist wie der des Widerstandes, der der nächsthöheren Stelle zugeordnet ist, und durch Einrichtungen zur algebraischen Summierung der Spannungen auf den Sammelleitungen.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit einen Anschluß zur Zuführung einer to

Kompensationsspannung zu einer der Sammelleitungen aufweist, wenn vorbestimmte Kommandooder Positionssignalgruppierungen festgestellt werden.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit einen Anschluß aufweist, der beiden Sammelleitungen eine Spannung zuführt, wobei die Spannung unterdrückt wird, wenn ein Kommandooder Positionssignal an einer der Sammelleitungen auftritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen