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Automatische Steuerungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine automatische
Steuerungsvorrichtung. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung zum Erzeugen von
Signalen zur automatischen Steuerung der Verschiebung eines Teiles gegenüber einem
anderen Teil. Bei diesen Teilen handelt es sich vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich,
um einen Autogen-Schneidbrenner, der sich relativ zu einem zu schneidenden Werkstück
bewegt.
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In der eisenverarbeitenden Industrie, z. B. im Schiffbau, ist es sehr
häufig notwendig, Stahlplatten nach einer vorbestimmten Umrißform zuzuschneiden.
Beim Schneiden dieser Platten mit einem Schneidbrenner ist jedoch ein beträchtlicher
Aufwand an Arbeitszeit und Geschick erforderlich, da der gewünschte Umriß vor Beginn
des Schneidens selbst ermittelt und auf der Stahlplatte angezeichnet werden muß.
Die Stahlplatten können sehr groß sein, auch kann ein hoher Genauigkeitsgrad für
die zugeschnittenen Platten erforderlich sein. Es ist deshalb wünschenswert, die
Verschiebung des Schneidbrenners automatisch zu steuern. Die bislang bekannten Vorrichtungen,
welche eine geeignete und genaue Steuerung bewirken, sind jedoch recht kostspielig
und machen im übrigen den gleichen Aufwand an Geschick und Arbeitszeit, der sonst
für das Anzeichnen und Durchführen des Schneidvorgangs benötigt wird, nunmehr zum
Aufstellen des Programms oder zum Erzeugen der Prototype für die Steuervorrichtung
erforderlich. Weiterhin kann man auch feststellen, daß der geschnittene Umriß mitunter
nicht exakt mit dem durch das Programm definierten geometrischen Ort übereinstimmt,
da Schwankungen in der Arbeitsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges vorkommen können.
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Mit der Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.
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Die Erfindung geht dabei aus von einer Vorrichtung zum Erzeugen von
Signalen zur automatischen Steuerung der relativen Verschiebung eines Teils gegenüber
einem anderen Teil, bei welcher aus einem von einer Aufzeichnung abgenommenen Signal
ein Befehlssignal abgeleitet wird, das sich zum Darstellen der Werte einer Koordinate
von aufeinanderfolgenden und einen geometrischen Ort definierenden Punkten ändert
und das an einen Servomotor angelegt wird, der die relative Verschiebung zwischen
den Teilen in einer ersten Richtung erzeugt, während die relative Verschiebung zwischen
den Teilen in einer zweiten Richtung nach Maßgabe der Werte einer anderen Koordinate
der Punkte erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß in einem Signalgenerator,
der auf die tatsächliche relative Verschiebung zwischen den Teilen anspricht, ein
Steuersignal erzeugt wird, das eine Funktion der relativen Bewegungsgeschwindigkeit
der Teile zueinander ist und das auf die Einrichtungen zum Ableiten des Befehlssignals
zur Änderung der Geschwindigkeit des Ableitens des Befehlssignals und damit der
relativen Bewegungsgeschwindigkeit der Teile zueinander in der ersten Richtung und
entsprechend auch der relativen Bewegungsgeschwindigkeit in der zweiten Richtung
so einwirkt, daß die tatsächliche relative Bewegung der beiden Teile zueinander
mit einer etwa konstanten Geschwindigkeit erfolgt.
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Durch diesen Vorschlag kann der Schneidvorgang in einfacher, auch
sonst für die Steuerung automatischer Werkzeugmaschinen üblicher Weise ohne Rücksicht
auf die relative Bewegungsgeschwindigkeit der Teile zueinander programmiert werden,
beispielsweise durch Auswahl von beliebigen Bezugspunkten entlang der zu schneidenden
Kontur, die auf einen Aufzeichnungsträger gegeben werden und von dort über Interpolatoren
abgenommen und zu einem dichter beieinanderliegende Punkte definierenden Befehlssignal
verarbeitet werden. Die Interpolation kann dabei in bekannter Weise für eine Koordinatenrichtung
oder für beide Koordinatenrichtungen vorgesehen sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden in Ausführungsbeispielen
an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellt dar Fig. 1 schematisch
und zum Teil in Blockform ein Ausführungsbeispiel einer automatischen Steuervorrichtung
für einen Schneidbrenner,
Fig. 2 ein Schaltdiagramm für die Programmeinheit,
die einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bildet, Fig. 3 ein Schaltdiagramm
für einen der zehn Speicher, die einen Teil der in Fig, 1 gezeigten Vorrichtung
bilden, Fig. 4 ein Schaltdiagramm für einen Interpolator und einen mit ihm verbundenen
Selektorschalter, die einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bilden, Fig.
4 a ein Erläuterungsdiagramm für Fig. 4, Fig. 5 drei graphische Darstellungen, die
in der Beschreibung eingehend besprochen werden, Fig. 6 eine Modifikation des Ausführungsbeispieles
nach Fig. 1, Fig. 7 eine Modifikation der Interpolatoren in der Anordnung nach Fig.
6, Fig. 8 eine die Fig. 7 erläuternde graphische Darstellung.
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In den Zeichnungen sind mechanische Wellen durch einfache gepunktete
Linien und elektrische Verbindungen durch einfache, voll ausgezogene Linien dargestellt,
während doppelte, voll ausgezogene Liniengruppen parallele elektrische Verbindungen
bezeichnen sollen. Die automatische Schneidvorrichtung als solche ist nur durch
den Brenner 1 und die Zufuhrleitung für Sauerstoff und Brenngas angegeben. Es soll
angenommen werden, daß der Brenner auf einem Wagen angeordnet ist, der auf einer
Führung in einer Koordinatenrichtung verschoben werden kann (die als y-Richtung
definiert werden soll), während die Führung selbst in einer zweiten, senkrecht zur
ersten Richtung stehenden Richtung verschieblich ist (die als x-Richtung definiert
werden soll). Alternativ kann auch das zu schneidende Werkstück in einer oder in
beiden Koordinatenrichtungen verschoben werden, während der Brenner in den betreffenden
Richtungen unverschieblich ist. Aus Gründen der Vereinfachung wird nachfolgend jedoch
nur von einer Verschiebung des Brenners gesprochen.
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Die Verschiebungen des Brenners in x- und y-Richtung werden durch
zwei Servomotoren 2 und 3 bewirkt, die den Wagen bzw. die Führung über Wellen 4
und 5 und geeignete Übertragungsvorrichtungen antreiben. Auf den Wellen befinden
sich Potentiometer 6 und 7, die Wechselspannungssignale erzeugen, deren Amplituden
Analogwerte für die mechanischen Verschiebungen des Brenners 1 in x- bzw. y-Richtung
darstellen. Das Analogsignal aus dem Potentiometer 6 wird als Rückkopplungssignal
einem Subtraktionskreis 8 zugeführt und dort von einem über den Se-Lektor 9 abgeleiteten
Befehlssignal subtrahiert. Das den Ausgang aus der Einheit 8 bildende Differenzsignal
wird als Eingangssignal einem Servoverstärker 10 zugeführt, dessen Ausgang
wiederum den Eingang für den Servomotor 2 bildet. Entsprechend wird das Analogsignal
aus dem Potentiometer 7 in einem Subtraktionskreis 11 von einem weiteren, über den
Selektor 12 abgeleiteten Befehlssignal subtrahiert. Das dabei gebildete Signal läuft
zu einem Servoverstärker 13, dessen Ausgang an den Servomotor 3 angelegt wird. Die
Potentiometervorrichtungen 6 und 7 können jeweils eine Serie von in Kaskade geschalteten
Spannungsteilern enthalten, damit ein hoher Genauigkeitsgrad für die Analogsignale
entsteht.
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Die Vorrichtungen, die zum Erzeugen der über die Selektoren 9 und
12 abgeleiteten Befehlssignale dienen, erhalten ihre Eingangsinformation aus einer
Leseeinheit 16, die zum Ablesen eines Lochstreifens eingerichtet ist, wie er beispielsweise
bei Streifenfernschreibern verwendet wird. Die auf dem Band niedergelegte Information
stellt die Werte für die x- und y-Koordinaten einer Serie von Bezugspunkten dar,
welche die aus einer Stahlplatte zu schneidende Kontur definieren sollen. Diese
Bezugspunkte können beispielsweise Punkte auf der Kontur selbst sein, sie können
aber auch Punkte auf dem geometrischen Ort darstellen, dem der Mittelpunkt des Brenners
1 zum Erzeugen der gewünschten Kontur folgen soll. Im vorliegenden Fall soll angenommen
werden, daß die Information die Werte für die Koordinaten von Punkten darstellen,
die auf dem geometrischen Ort für den Mittelpunkt des Brenners liegen, wobei für
den Schnitt berücksichtigt sein muß, daß der Brenner einem Schneidwerkzeug mit vorgegebenem
Radius (in der Größenordnung Millimeter) äquivalent ist, bei dem die Größe des Radius
von der Betriebsgeschwindigkeit des Brenners und von anderen Faktoren abhängt.
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Für die Signale der x-Koordinate ist eine Speicheranordnung 17 vorgesehen,
die aus fünf Einzelspeichern X1 bis X5 besteht. Eine entsprechende Speicheranordnung
18 mit fünf Einzelspeichern Y 1 bis Y5 ist für die Signale der y-Koordinate
vorgesehen. Der Aufbau der Speicher X 1 bis X 5 und Y1 bis Y5 wird
weiter unten beschrieben, es möge jedoch bereits hier erwähnt werden, daß die Speicher
so arbeiten, daß ein einem Einzelspeicher zugeführtes Signal durch den Speicher
in eine Wechselspannung umgesetzt wird, deren Amplitude ein Analogwert der Dimension
ist, die durch das auf dem Band verschlüsselte Signal dargestellt ist. Es wird jedes
durch die Leseeinheit 16 abgelesene Signal parallel allen Speichern in den Speicheranordnungen
17 und 18 zugeführt, jedoch nur von dem einen Speicher angenommen, der vorher von
einer Programmeinheit 20 auf »Empfang« geschaltet worden ist.
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Die Signale sind auf dem Band so verschlüsselt, daß die x-Werte der
Bezugspunkte in Zweiergruppen auftreten und sich mit den Signalen für die y-Werte
der gleichen Bezugspunkte abwechseln. Wie weiter unten noch erläutert wird, erfolgt
die Annahme der Signale in einer vorbestimmten Reihenfolge, wobei die Programmeinheit
teilweise über eine Leitung 19 durch die Leseeinheit 16 gesteuert wird. Die Analogsignale
in den Speicheranordnungen 17 und 18 werden in Gruppen von drei Signalen gleichzeitig
an Interpolatoren 21 bzw. 22 gelegt. In diesen Interpolatoren werden
Befehlssignale für Punkte hergestellt, die so eng beieinander liegen, daß sie scheinbar
kontinuierliche Darstellungen der Veränderungen der x- und y-Koordinaten längs dem
gewünschten geometrischen Ort sind. Die Auswahl der Signale aus den Speicheranordnungen
17 und 18 zum Zuführen zu den Interpolatoren 21 und 22 wird durch Selektorschalter
23 bzw. 24 bewirkt.
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Die Interpolatoren 21 und 22 führen eine quadratische Interpolation
der x- und y-Dimension als Funktion eines unabhängigen nichtgeometrischen Parameters
0 aus. Der Wert dieses Parameters wird in grobem Maßstab durch die Winkelverschiebung
einer Welle 25 dargestellt. Diese Welle 25 wird über ein Untersetzungsgetriebe 27
durch eine Welle 26 angetrieben, welche mit hoher Geschwindigkeit umlaufen kann
und die ihrerseits durch einen Servomotor 28 angetrieben wird. Die Winkelverschiebung
der Welle 26 stellt ebenfalls den Wert des Parameters
0 dar, und
zwar in einem feineren Maßstab gegenüber der Welle 25.
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Die bereits erwähnten Selektoren 9 und 12 (d. h. die Kontaktarme der
betreffenden Selektorschalter), die zum Abnehmen der Befehlssignale dienen, sind
in gleicher Winkelstellung auf der Welle 26 befestigt. Sobald sich die Welle 26
dreht, läuft der Selektor 9 zyklisch über eine Serie von Ausgangskontakten 29, denen
Spannungen aus dem Interpolator 21 in solcher Weise zugeführt werden, daß das von
dem Selektor 9 abgenommene Signal das benötigte Befehlssignal für die x-Koordinate
darstellt. Gleichzeitig läuft der Selektor 12 zyklisch über eine Serie von Ausgangskontakten
30 des Interpolators 22 und nimmt das Befehlssignal für die y-Koordinate ab. Durch
die Welle 25 wird ein Schalter 31 in solcher Weise betätigt, daß einmal pro halber
Umdrehung der Welle 25 ein Ausgangsimpuls von positiver Polarität erzeugt wird.
Diese Ausgangsimpulse bilden die Grundtaktimpulse für die Programmeinheit 20.
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Das Speisesignal für den Servomotor 28 stammt aus einem Verstärker
32. Zum Erzeugen des Eingangssignals für diesen Verstärker 32 wird der Läufer 33
eines Generators 34 durch die Welle 4 und der Läufer 35 eines ähnlichen Generators
36 durch die Welle 5 angetrieben. Auf den Wellen 4 und 5 befinden sich weiterhin
übliche Tachogeneratoren 37 bzw. 38, deren Ausgangsspannungen den Feldwicklungen
39 und 40 der Generatoren 34 und 36 in der angezeigten Weise zugeführt werden. Da
die Ausgänge aus den Tachogeneratoren 37 und 38 die Werte bzw. darstellen, stellen
die Ausgänge aus den
Läufern
33 und 35 der Generatoren 34 und 36 die Werte bzw. dar. Die Läufer 33 und 35 liegen
in
Serie zwischen
dem Abgriff eines Spannungsteilers 41 und der Eingangsklemme 42 des Verstärkers
32. Hierdurch wird für den Verstärker 32 ein Eingangssignal vom Wert
erzeugt, wobei k die vom Abgriff des Spannungsteilers 41 abgenommene Spannung darstellt.
Der Spannungsteiler 41 ist darüber hinaus so einjustiert, daß k die erforderliche
Geschwindigkeit des Brenners 1 darstellt. Da
das Quadrat der tatsächlichen Geschwindigkeit des Brenners 1 darstellt, die als
bezeichnet werden soll, ergibt das dem Verstdrxer
32 zugeführte Eingangssignal eine Spannung, die den Fehler in dem Quadrat der Geschwindigkeit
des Brenners 1 darstellt. Der Ausgangswert aus dem Verstärker 32 bewirkt über den
Servomotor 28 eine Beeinflussung der Änderungsgeschwindigkeit des weiter oben erwähnten
Parameters 0 in solcher Weise, daß der Wert
gleich dem Wert von k gehalten wird.
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Durch die Welle 26 wird ein Tachogenerator 43 angetrieben, dessen
Ausgangssignal proportional
ist. Dieses Ausgangssignal wird als negatives Rückkopplungssignal dem Verstärker
32 zugeführt und damit in auch sonst üblicher Weise das Stabilisieren der Servoschleife
unterstützt. Entsprechend dient der Ausgang aus den Tachogeneratoren 37 und 38 als
negative Rückkopplung für die Verstärker 10 und 13 zum Stabilisieren der betreffenden
Servoschleifen. Da das Befehlssignal ein Wechselspannungssignal ist, andererseits
die Servomotoren Gleichstromsignale benötigen, enthalten die Subtraktionskreise
8 und 11 phasenempfindliche Gleichrichter.
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Die Erfindung ist nicht auf eine besondere Bauweise derjenigen Komponenten,
die zum Ableiten der Befehlssignale dienen, beschränkt. In den Fig. 2 bis 4 ist
als Beispiel ein geeigneter Aufbau für diese Komponenten erläutert, der in Verbindung
mit binärdezimal verschlüsselt aufgezeichneten Werten für die x- bzw. y-Koordinate
der jeweiligen Punkte verwendbar ist. Ein Signal nimmt fünf Spuren auf dem Band
ein, von denen jede einer Dezimalziffer entspricht. Somit kann jeder Koordinatenwert
mit einer Genauigkeit von 1:100 000 ausgedrückt werden. In jeder Spur können bis
zu fünf Löcher vorhanden sein, die in Abhängigkeit von ihrer Position jeweils eine
binäre Ziffer darstellen. Da jedoch nur vier binäre Ziffern benötigt werden, um
eine Dezimalziffer auszudrücken, wird die fünfte Position (24) nur für Signale mit
besonderen Anweisungen benutzt. Ein Beispiel für ein solches Signal ist weiter unten
beschrieben. Die Leseeinheit 16 ist so beschaffen, daß sie eine Spur jeweils zu
der Zeit abtastet, zu der ein positives Signal in der Eingangsleitung
CL (Fig. 2) erscheint, das die elektromechanische Klaue in der Leseeinheit
16 speist. Sobald in irgendeiner der binären Positionen 20 bis 23 ein Loch abgetastet
worden ist (bei gespeister Klaue), wird ein positiver Impuls in die betreffende
binäre Ausgangsleitung A 1 bis A a abgegeben. Diese Ausgangsleitungen
A 1 bis A 4 sind mit den Eingängen für die Speicheranordnungen 17
und 18 verbunden.
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Sobald jedoch in entsprechender Weise ein Loch in der fünften Position
(24) abgetastet worden ist, wird ein positiver Impuls an die Relaisspule RLC geführt.
Ein solches Signal kann dazu dienen, den übergang der Vorrichtung in die Ausgangsstellung
einzuleiten. In der Praxis können weitere Kombinationen von binär verschlüsselten
Signalen in Verbindung mit einem Loch in der 24-Position benutzt werden, um andere
Steuerfunktionen in der Vorrichtung einzuleiten, beispielsweise alle beweglichen
Teile innerhalb der Vorrichtung in die Grundstellung zu bringen, und die Vorrichtung
anzuhalten. Da jedoch diese Verhältnisse in der Technik durchaus bekannt sind, sollen
sie hier nicht weiter beschrieben werden.
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Die Leitung 19 in Fig. 1 geht von einer Ausgangsklemme TR in der Leseeinheit
16 aus, an welcher eine positive und als -»Trip-Spannung« bezeichnete Spannung erscheint,
außer wenn die Ableseklaue gespeist ist. Sobald die Trip-Spannung erscheint, wird
die Relaisspule RLA gespeist: Im übrigen soll die Leseeinheit 16 nicht in Einzelheiten
erläutert werden, da, wie bereits erwähnt, die geeigneten Leseeinheiten, beispielsweise
für das Ablesen von Fernschreibstreifen, bekannt sind.
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In Fig. 2 bis 4 sind die Relaisspulen nur schematisch als Blocks dargestellt,
da der Aufbau solcher Relais bekannt ist. Die Bezugszeichen sind so gewählt, daß
der Schalter A von der Relaisspule RLA, die Schalter D 1 und D 2 durch
die Relaisspule RLD
usw. betätige werden. Jeder Schalter ist mit
einem Schaltbügel und zwei Kontakten dargestellt, von denen der eine schwarz ausgefüllt
und der andere in Umrissen dargestellt ist. Hierbei soll der Schaltbügel gegen den
schwarz ausgefüllten Kontakt anliegen, wenn die betreffende Spule abgeschaltet ist,
und gegen den nicht ausgefüllten Kontakt anliegen, wenn die betreffende Spule erregt
ist. Zusätzlich werden in einigen Teilen der Vorrichtung Stufenschalter verwendet.
Auch der Stufenmechanismus für einen solchen Schalter ist nur in Blockform gezeigt,
da solche Vorrichtungen in der einschlägigen Technik bekannt sind.
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Der Hauptteil der Programmeinheit 20 wird durch einen Stufenschalter
SWA gebildet, der acht mit den Bezugszeichen SWAa bis SWAh bezeichnete Kontaktbänke
besitzt. In der Praxis kann der Schalter SWA aus zwei miteinander gekoppelten Schaltern
zusammengesetzt sein. In jeder Kontaktbank sind einundzwanzig Kontakte enthalten,
und jede Kontaktbank besitzt ihren eigenen drehbaren Selektor. Die mechanische Verbindung
der Selektoren ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Schrittspule für die Selektoren
ist mit SWAL bezeichnet, sie ist in Serie mit Unterbrecherkontakten SWAi geschaltet.
Sobald in der obenerwähnten Weise die Relaisspule RLA durch die Trip-Spannung gespeist
ist, wird über den Schalter A eine positive hohe Spannung +H. T. den Kontakten
SWAi und der Stufenspule SWAL zugeführt. Hierdurch rückt der Stufenschalter zurück
in die Kontakt-Grundstellung »1«, in welcher die Unterbrecherkontakte SWAi über
den Selektor der Bank SWAa kurzgeschlossen sind. Dieses Zurückrücken in die Kontaktstellung
»1« erfolgt von jeder beliebigen Kontaktstellung aus, unabhängig davon, in welcher
Stellung sich die Selektoren vorher befunden haben. Wenn die Leseeinheit die Position
24 abtastet und gleichzeitig die Relaisspule RLC gespeist ist, wird die Spannung
-!- H. T. durch den Schalter C von den Kontakten »2« bis »21« der
Bank SWAb abgeschaltet, so daß während dieses Rückkehrvorganges die Ableseklaue
nicht betätigt wird und die Leseeinheit nicht zum Abtasten der nächsten Station
oder Reihe in der Aufzeichnung vorrückt. Wenn der Stufenschalter in dieser Weise
in die Grundstellung »1« zurückgekehrt ist, bleibt er so lange ruhend, bis die Arbeit
der Interpolatoren 21 und 22 beginnt und positive Impulse in Intervallen über den
Schalter 31 der Leseeinheit zugeführt werden.
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Es soll vorausgesetzt werden, daß nach der Rückkehr des Stufenschalters
SWA in die Grundstellung und als Ergebnis der Anfangsausrichtung der Teile zueinander
alle Speicher X 1 bis X 5 so gesetzt sind, daß in ihnen eine Spannung
gespeichert ist, welche dem Wert x" der x-Koordinate eines Bezugspunktes P entspricht,
und daß alle Speicher Y 1 bis Y 5 so gesetzt sind, daß in ihnen der
Wert y" der y-Koordinate dieses Punktes gespeichert ist (Fig. 5 a). ES soll weiterhin
angenommen werden, daß ein Stufenschalter SWB sich in der dargestellten Stellung
befindet, während die Ausgänge aus den Interpolatoren 21 und 22 von der »parabolischen«
Brücke PB 1 in
21 und der entsprechenden Brücke in 22 abgenommen werden (diese
beiden Brücken werden weiter unten beschrieben). Trotz der Arbeit der Interpolatoren
bleiben die Befehlssignale konstant und stellen x" bzw. y" dar, wobei der Brenner
1 am Startpunkt des Schneidvorganges angeordnet ist. Dieser Vorgang der Anfangsausrichtung
der Teile kann durch Betätigung von Hand erfolgen, wird jedoch vorzugsweise automatisch
bewirkt. Dies ist bereits an anderer Stelle beschrieben und braucht daher hier nicht
näher erläutert zu werden.
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In jedem der Interpolatoren 21 und 22 sind zwei parabolische Brücken
angeordnet. Die Interpolation wird abwechselnd durch diese beiden Brücken bewirkt,
und zwar während derjenigen Intervalle, die durch die halben Umdrehungen der Welle
25 bestimmt werden. Der auf der Welle 25 befindliche Schalter 31, der jede geeignete
Bauart besitzen kann, erzeugt während jedes Intervalls der Wirksamkeit einer Brücke
einen positiven Impuls, dessen tatsächliche Abstimmung jedoch nicht kritisch ist.
Während die Interpolatoren 21 und 22 die die Werte x" und y. darstellenden Befehlssignale
erzeugen, speist der Impuls aus dem Schalter 31 die Relaisspule RLD. Hierdurch wird
der Schalter D 1 geschlossen und die Spannung +H. T. der Eingangsleitung
CL durch die Klaue der Leseeinheit zugeführt, und zwar über den Kontakt »1«
der Bank SWAb. Hierdurch erhält ebenfalls Schrittschaltwerk SW BM für den
Stufenschalter SWB einen Impuls, wodurch dieser im Ergebnis um einen Schritt in
die Stufe »1« vorrückt. Die Leseeinheit rückt zur nächsten Spur auf dem Band vor,
wobei die positive Spannung in der Leitung 19 verschwindet. Hierdurch wird das Relais
RLA abgeschaltet, so daß der Schalter Am geöffnet wird und das Schrittschaltwerk
SWAi über SWAL einmal schaltet. Hierdurch rücken die Selektoren SWA zum Kontakt
»2« vor. Wenn sich der Schalter SWB in der Stellung » 1 « befindet, wird dem Selektor
der Kontaktbank SWAc Erdpotential zugeführt, das von dort aus über den Kontakt »2«
dieser Kontaktbank zu der Eingangsklemme A 6 des Speichers X 4 geleitet
wird. Dies stellt ein Signal dar, welches den Speicher X4 auf Empfang schaltet.
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Durch das Vorrücken des Selektors der Bank SWAb in die Stellung »2«
wird das Einspeisen der Spannung +H. T. in die Leitung CL für die
Klaue unterbrochen. Hierdurch wird die Klaue gelöst, die positive Spannung erscheint
wiederum in der Leitung 19, die Relaisspule RLA wird wiederum gespeist, der Schalter
A geschlossen und die Spannung +H. T. wiederum der Eingangsleitung
CL für die Klaue zugeführt (wobei der Schalter C in der- dargestellten Stellung
liegt). Hierdurch rückt die Leseeinheit zur nächsten Spur vor. Durch dieses Vorrücken
wird wiederum erneut die positive Spannung bei TR abgeschaltet, so daß der beschriebene
Zyklus erneut abläuft. Dieser Zyklus wiederholt sich durch die übrigen zwanzig Stellungen
des Stufenschalters SWA, bis der Schalter wieder in die Stellung »1« zurückkehrt
und dort zum Empfang des nächsten Impulses aus dem Schalter 31 bereitsteht. Somit
wird durch Betätigung des Selektors für die Bank SWAc das Erdpotential aufeinanderfolgend
'den Eingangsklemmen A 6 bis A 10 der Speicher X 4, X 5, Y 4
und Y 5 zugeführt. Zur gleichen Zeit werden zwanzig Spuren durch die Leseeinheit
? 6 auf dem Band abgetastet, und die entsprechenden Impulse werden den Klemmen
A 1 bis A 4, die allen Speichern gemeinsam zugeordnet sind, zugeführt.
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In dem Erläuterungsdiagramm der Fig. 5 ist der geometrische Ort, der
durch die Befehlssignale beschrieben werden soll, dargestellt. Die Punkte P, Q,
R, S und T sind einige derjenigen Punkte, die als Bezugspunkte gewählt worden sind.
Diese Punkte sind
ohne Rücksicht auf ihren Abstand längs dem geometrischen
Ort, sondern nur mit Rücksicht auf die Arbeitsweise der Interpolatoren 21 und 22
ausgewählt. Der Punkt P ist der Ausgangspunkt, die Punkte R und T wurden gewählt,
weil sie Eckpunkte darstellen, und die Punkte Q und S wurden gewählt, weil die Interpolatoren
21 und 22 gleichzeitig drei Eingangsspannungen benötigen. Die Spannen P-R und R-T
sind so gewählt, daß die Interpolation bei Anwendung einer quadratischen Interpolation
noch innerhalb der zulässigen Toleranz liegt.
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Es werden die obenerwähnten zwanzig Spuren auf dem Band durch vier
Signale von je fünf Dezimalziffern eingenommen, die jeweils die Werte fürx2,xs,yzundy3
darstellen. Hierbei sind die Speicher X 4, X 5, Y 4 und Y5 so geschaltet,
daß sie die betreffenden Signale annehmen. Danach folgen dann weitere Ablesezyklen
von je zwanzig Dezimalziffern, welche die Werte für x4, x3, y4 und y3 usw. darstellen,
wobei der Stufenschalter SWB jeweils vor jedem Zyklus um eine Stellung vorrückt.
Hierdurch werden die betreffenden Speicher selektiv zur Annahme der entsprechenden
Signale geschaltet. Die Reihenfolge, in der diese Speicher auf Annahme geschaltet
werden, kann durch ein entsprechendes Verbinden der Speichereingangsklemmen mit
den verschiedenen Gruppen von je fünf Kontakten auf den Kontaktbänken SWAc bis SWAh
bestimmt werden.
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Der Aufbau eines einzelnen Speichers ist am Beispiel des Speichers
X4 in Fig. 3 dargestellt. Der Speicher besteht aus fünf im wesentlichen identischen
Einheiten, von denen jeweils eine für eine der fünf Dezimalstellen bestimmt ist;
in der Zeichnung ist nur die für die Dezimalstelle der höchsten Ordnung bestimmte
Einheit in Einzelheiten gezeichnet und mit dem allgemeinen Bezugszeichen D 104 bezeichnet.
Die Einheit enthält zehn Sammelschienen B 0 bis B 10, die mit zehn
in gleichem Abstand angeordneten Abgriffen eines Spartransformators T 1 verbunden
sind. Der Spartransformator wird durch Wechselspannung mit Bezugsamplitude gespeist.
Die Sammelschienen B 0 bis B 9 können selektiv vermittels einer Schalteranordnung
E 2, F 2, F 3, G 2 bis G 5, H 2 und H 3 mit einer Ausgangsklemme
X4, verbunden werden. Die Schalteranordnung bildet in bekannter Weise ein Entschlüsselungsnetz.
Die Schalter werden selektiv durch die Relaisspulen RLE bis RLH betätigt (wobei
wiederum einander entsprechende Bezugsbuchstaben das jeweilige Zusammenwirken andeuten
sollen). Jede Relaisspule ist mit einem der Halteschalter El, F 1,
G 1 oder H 1 sowie mit drei Gleichrichtern verbunden. Von den Gleichrichtern sind
einige mit dem Bezugszeichen MR bezeichnet. (Dieser Schaltkreis ist in seinem Aufbau
und seiner prinzipiellen Wirkungsweise bereits an anderer Stelle beschrieben, braucht
daher hier nicht weiter erläutert zu werden.) Die Relaisspulen können nur erregt
werden, wenn gleichzeitig positive Spannungen an die Ausgangsklemmen A 1
bis A 4 der Leseeinheit und Erdpotential an die Klemme A 6, die den
Relaisspulen RLE bis RLH gemeinsam zugeordnet ist, angelegt wird. Eine erregte Relaisspule
bleibt so lange in dem erregten Zustand, bis das Erdpotential wiederum an die Klemme
A 6 angelegt wird, und zwar ohne gleichzeitige Speisung der entsprechenden Ausgangsklemme
A 1 bis A 4 der Leseeinheit mit positiver Spannung.
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Die Entschlüsselungsnetze der übrigen vier Einzelheiten des Speichers
sind nur als Rechtecke mit den Bezugszeichen D 103 bis D 100 bezeichnet.
Die zugehörigen Relaisschaltungen zum Betätigen der Entschlüsselungsnetze sind ebenfalls
als Rechtecke dargestellt und tragen die Bezugszeichen RD 103 bis RD 100: Die Ausgangsklemmen
A 1 bis A 4 der Leseeinheit sind mit allen Relaisschaltungen in dem
dargestellten Speicher und darüber hinaus mit allen Relaisschaltungen in allen Speichern
verbunden. Jede Relaisschaltung besitzt jedoch eine individuelle Klemme, die der
Klemme A 6 gleich ist und zum Schalten des Speichers auf »Empfang« dient.
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Die entsprechenden Klemmen A 7 bis A 10 dienen zum Schalten der Relaisschaltungen
RD 103 bis RD 100 auf »Empfang«. Aus den Zeichnungen geht hervor, daß die Klemmen
A7 bis A 10 (Fig. 4) mit den Kontakten »2« bis »6« der Kontaktbänke
SWAc, SWAe und SWAg verbunden sind (Fig. 2). Die entsprechenden Klemmen zum Schalten
der übrigen Speicher auf »Empfang« sind mit den jeweiligen Kontaktbänken des Stufenschalters
SWA in der in Fig. 2 angedeuteten Weise verbunden.
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Die durch die Entschlüsselungsnetze D103 bis D100 ausgewählten
Ausgangsspannungen werden nicht direkt der Ausgangsklemme X40 zugeführt, sondern
über eine Serie von Transformatoren T2 bis T 5 in die Leitung vom Schalter E 2 zur
Ausgangsklemme X4, eingespeist. Jeder Transformator transformiert im Verhältnis
1.0:1 abwärts. Die Transformatoren sind so angeordnet, daß die Amplitude der an
der Klemme X40 auftretenden Ausgangsspannung der Analogwert der fünfstelligen durch
die Zustände der jeweiligen Entschlüsselungsnetze dargestellten Dezimalzahl ist.
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Falls beispielsweise in Fig.2 der Stufenschalter SWB in der Stellung
» 1 « und der Stufenschalter SWA ebenfalls in der Stellung »1« steht und der Ablesezyklus
in der Ableseeinheit 16 begonnen hat, werden die in den ersten fünf abgelesenen
Spuren dieses Zyklus abgetasteten Dezimalziffern aufeinanderfolgend an die fünf
in Fig. 3 dargestellten Speichereinheiten angelegt, und zwar nach Maßgabe des aufeinanderfolgenden
Zuführens von-Erdpotential über die Stufenschalter SWB und SWA an die Klemmen A
6 bis A 10 des Speichers X4. Durch diese Aktion wird gleichfalls eine in
dem Speicher X4 noch vorhandene alte Information gelöscht, da durch das Anlegen
von Erdpotential an die Klemme A 6 jedes der Relais RLE bis RLH so lange abgeschaltet
wird, bis gleichzeitig ein positives und eine binäre Ziffer vom Wert »1« darstellendes
Signal der betreffenden Klemme A 1 bis A 4 in der Leseeinheit zugeführt
wird.
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Es soll angenommen werden, daß die Darstellung in Fig. 4 den Interpolator
21 zeigt. Dieser Interpolator enthält im wesentlichen parabolische Brücken, die
mit dem Sammelbezugszeichen PB 1 und PB 2 bezeichnet sind. Die Brücke
PB 1 enthält zwei Transformatoren T 6 und T7, die auf getrennten
und durch das gestrichelte Rechteck angedeuteten Kernen TC 6
und TC7 gewickelt
sind. Die Transformatoren TC6 und TC7 besitzen zahlreiche Wicklungsabschnitte, die
untereinander in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise verbunden sind. Der Transformator
T 6 soll als »linearer« Transformator und der Transformator T7 als »quadratischer«
Transformator bezeichnet werden. Die in der Praxis vorhandene unterschiedliche Anzahl
der Windungen in den Wicklungsabschnitten ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die
Brücke PB 2 besitzt den gleichen Aufbau wie die Brücke PB 1 und besteht
aus einem linearen Transformator T8 und einem quadratischen Transformator
T 9. In Fig. 4 liegen bei den Brücken PB 1
und PB
2 jeweils die linearen Transformatoren T 6
und T8 und die quadratischen
Transformatoren T7 und T9 nicht untereinander, sondern einander schräg gegenüber.
Diese Darstellungsweise ist lediglich gewählt, um die Darstellung der Ausgangsverbindungen
in der Zeichnung übersichtlicher gestalten zu können.
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Jede Brücke ist mit dreizehn Ausgangs-Kontaktpaaren gezeigt, wobei
die beiden Kontakte jedes Kontaktpaares untereinander elektrisch leitend verbunden
sind. Die Ausgangskontakte der Brücke PB 1 sind mit S 1 a bis
S 13 a und S 1 b bis S 13 b, diejenigen der Brücke PB
2 mit S 14a bis S 26a und S 14b bis S 26 b
bezeichnet. Die Kontakte
mit gleicher Zahl und nur unterschiedlichem Index a bzw. b bilden
jeweils das zusammengehörige Kontaktpaar. Die Kontakte sind in vier Kontaktbänken
so angeordnet, daß in jeder Bank nur Kontakte mit ungerader oder mit gerader Bezugszahl
vorhanden sind. In der Zeichnung sind die Kontaktbänke geradlinig untereinander
dargestellt, in der Praxis sind sie jedoch winkelförmig um die Achse der Welle 25
(Fig. 1) so herumgelegt, daß vier kreisförmige Kontaktbänke entstehen. Auf der Welle
25 ist bei dieser Anordnung ein Selektor für diese Kontakte vorgesehen, welcher
vier mechanisch miteinander gekoppelte und elektrisch voneinander isolierte Bürsten
B 1, B 2, B 3 und B 4 besitzt. Die Bürste
B 1 ist leitend mit dem einen Ende und die Bürste B 4
leitend mit dem
anderen Ende eines Spartransformators T10 verbunden. In entsprechender Weise sind
die Bürsten B 2 und B 3 mit den Enden eines weiteren Spartransformators
T 11 verbunden. Die Spartransformatoren T 10 und
T 11 sind linear abgegriffen. Die Abgriffe sind mit einer Serie von
Ausgangskontakten 29 verbunden, an denen, wie zu Fig. 1 erläutert, die Ausgangsspannungen
für den Selektor 9 auf der Welle 26 abgenommen werden können.
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Die parabolische Brücke PB 1 besitzt drei Eingangsleitungen
UI., U2 und U3, entsprechend besitzt die parabolische Brücke drei Eingangsleitungen
U4, U 5 und U 6. Die Leitungen U 3 und
U 1 sind mit den entsprechenden Selektoren für die Kontaktbänke SWCa
und SWCb des Stufenschalters SWC verbunden. Jede Kontaktbank besitzt sechs Stellungen.
In entsprechender Weise sind die Selektoren eines Stufenschalters SWD mit den zwei
Kontaktbänken SWDa und SWDb mit den Leitungen U4 und U6 verbunden. Wie aus
Fig.4 hervorgeht, sind die Kontakte der Kontaktbänke der Stufenschalter SWC und
SWD in zyklischer Reihenfolge mit den Ausgangsklemmen X 1o, X3, und
X5, der Speicher X l, X 3 bzw. X 5
verbunden. Die Schrittschaltwerke
für die Schalter sind durch das Rechteck SWCM bzw. SWDM angegeben. Die Schalter
SWC und SWD rücken jeweils abwechselnd zu der Zeit um eine Stellung vor, zu der
der Schalter 31 einen Ausgangsimpuls erzeugt. Zu diesem Zweck werden die Ausgangsimpulse
aus dem Schalter 31 über einen durch die Welle 26 angetriebenen Kommutator 31a den
Schrittschaltwerken .SWCM und SWDM zugeführt. Die Eingangsleitungen U2 und
U 5 sind permanent mit den Ausgangsklemmen X 2, und X 4, der
Speicher X 2 bzw. X 4 verbunden.
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Die Windungszahl in den linearen Transformatoren T 6 oder
T 8 zwischen den jeweiligen Eingangsleitungen der Brücken soll die Intervalle
des Parameters J definieren. Damit stellen die Spannungen an den Ausgangskontakten
S enger beieinander liegende Werte von O dar, die zwischen den jeweiligen Intervallen
liegen. Die in den benachbarten Ausgangskontakten der Brücken erzeugten Spannungen
werden abwechselnd durch die Bürsten B 1 bis B 4 über
die Transformatoren T10 bzw. T 11 gelegt. Diese Transformatoren bilden in
Verbindung mit der Kontaktserie 29 und dem Selektor 9 eine lineare Subinterpolation
der durch die parabolischen Brücken erzeugten Ausgangsspannungen.
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Die Theorie für die Wirkung der parabolischen Brücken ist in Einzelheiten
bereits anderweitig beschrieben, soll jedoch an dieser Stelle zwecks besserer Veranschaulichung
nochmals in Fig. 4 a für die Brücke PB 1 kurz erläutert werden. Aus Fig.
4 a geht schematisch hervor, in welcher Weise die Windungszahlen der Wicklungsabschnitte
des Transformators T 7 quadratisch in bezug auf die Intervalle von U angeordnet
sind und in welcher Weise die Windungszahlen der Wicklungsabschnitte des Transformators
T6 linear in bezug auf diese Intervalle angeordnet sind. Die Intervalle von O werden
durch die Abstände zwischen den betreffenden Ausgangskontakten angegeben.
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In der Praxis kann die Zahl der Ausgangskontakte jeder Brücke größer
sein, als dies in der Zeichnung dargestellt ist. Auch braucht die Welle 25 nicht
kontinuierlich zu rotieren, sie kann vielmehr stufenweise so gedreht werden, daß
der Selektor mit den Bürsten B 1 bis B 4 die Entfernung
zwischen den Mittelpunkten einander benachbarter Kontakte S während jeder halben
Umdrehung der den Selektor 9 tragenden Welle 26 zurücklegt. Demzufolge kann das
durch das Rechteck 27 in Fig. 1 dargestellte Getriebe einen Schrittschalter oder
einen Impulsmotor, der durch einen von der Welle 26 angetriebenen Schalter betätigt
wird, enthalten. Der Aufbau des Interpolators 22 und des Selektorschalters 24 ist
dem Aufbau des Interpolators 21 bzw. des Schalters 23 identisch.
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Nach der anfänglichen Ausrichtung der Maschinenelemente werden allen
Eingangsleitungen des Interpolators 21 Signale zugeführt, die xo darstellen.
Gleichfalls werden entsprechende Signale an die Eingangsleitungen des Interpolators
22 angelegt, die yo entsprechen, und es soll angenommen werden, daß nun der
Interpolationsvorgang beginnt. Wenn sich die Welle 26 dreht, bewegen sich
die Bürsten B 1 bis B 4 in der in Fig. 4 niedergelegten Darstellungsweise
abwärts. Während dieses Abtastens der Kontakte der Brücke PB 1 werden in
den Speichern X 4 bzw. X 5
die Signale x1 und x2 erzeugt und den Eingangsleitungen
U 5 und U 6 der Brücke PB 2 zugeführt. Sobald die Bürsten
B 1 bis B 4 von der Brücke PB 1 zur PB
2
übergehen, beginnt sich der von dem Selektor 9 abgenommene
Ausgang des Interpolators 21 zu verändern, und zwar stellt er die x-Werte
für eng beieinander liegenden Punkte auf der in Fig. 5 (b) dargestellten Kurve
x = f (O) innerhalb des Intervalls (9o bis 02 dar. Entsprechend verändert
sich der über den Selektor 12 abgenommene Ausgang aus dem Interpolator 22
und stellt die y-Werte für die entsprechenden Punkte auf der in Fig. 5(c) dargestellten
Kurve y=f (O) dar.
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Während dieses Interpolationsvorganges werden in den Speichern X1
bzw. X2 Signale erzeugt, die die Werte für x3 und x4 darstellen. In gleicher Weise
werden
in den Speichern Y 1 und Y 2 Signale für die
Werte y3 bzw. y4 erzeugt, so daß Signale x2, x3 bzw.
x4 den Eingangsleitungen
U 1, U 2 und U 3 der Brücke PB 1 zugeführt
werden, bevor die Bürsten B 1 bis B 4
am Ende der Brücke PB
2 angekommen sind. Infolgedessen kann die Interpolation ohne Unterbrechung
weitergeführt werden. Diese für den Interpolator 21
geschilderten Verhältnisse
gelten auch für den anderen Interpolator 22.
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Den graphischen Darstellungen in Fig.5(a), 5(b) und 5(c) liegt der
Fall zugrunde, daß die Intervalle von O zwischen den Punkten 0o, 01, 02 usw.
einander gleich sind und daß die Interpolation mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt
wird. Aus Fig. 5(a) geht jedoch hervor, daß hierbei der Brenner 1 Abschnitte von
wesentlich verschiedener Länge in aufeinänderfolgenden gleichen Zeitintervallen
durchlaufen müßte, was im Interesse der Qualität des Schneidvorganges vermieden
werden soll. Um diesem Nachteil abzuhelfen, wird, wie bereits weiter oben ausgeführt,
die Geschwindigkeit des Servomotors 28 so gesteuert, daß die Änderungsgeschwindigkeit
von O in solcher Weise variiert wird, daß die Geschwindigkeit für die Bewegung des
Brenners längs dem geometrischen Ort im wesentlichen konstant bleibt.
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Der Kraftftuß in den Kernen der Subinterpolations-Transformatoren
T10 und T 11 stellt in guter Näherung die Ableitung d der durch die
parabolischen Brücken erzeugten quadratischen Kurven dar. Die Transformatoren T10
und T 11 besitzen Sekundärwicklungen. Die über diese Sekundärwicklungen induzierten
Spannungen werden den Kontakten SWE a
und SWEb eines Übergangsschalters SWE
zugeführt. Auf diese Weise kann ein Ausgangssignal erzeugt werden, welches sich
so verändert, daß es jeweils den Wert d an dem Punkt der quadratischen Kurve darstellt,
dessen x-Koordinate durch die Spannung an dem Selektor 9 dargestellt wird. Entsprechende
Maßnahmen werden im y-Interpolator 22 zum Erzeugen von *v benutzt. Falls es gewünscht
wird, können diese beiden Signale zum automatischen Kompensieren des »Radius« des
Schneidwerkzeuges, d. h. des Unterschiedes zwischen dem geometrischen Ort des Werkzeuges
und der effektiven Schneidkante, benutzt werden. Falls eine Radiuskompensation angewandt
wird, ist es günstiger, daß die Bezugspunkte, deren Koordinaten auf der Aufzeichnung
verschlüsselt sind, Punkte auf dem zu erzeugenden Muster an Stelle von Punkten auf
dem geometrischen Ort des Schneidbrennermittelpunktes darstellen.
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Die bislang beschriebene Ausführungsform stellt die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dar, da die Steuerung der Änderungsgeschwindigkeit des Parameters
0 direkt in Abhängigkeit von den Geschwindigkeitskomponenten des Brenners 1 bewirkt
wird. Bei dieser Anordnung kann die Schneidgeschwindigkeit im wesentlichen konstant
gehalten werden mit Ausnahme der Perioden, in denen eine neue parabolische Spanne
auf dem geometrischen Ort beginnt, während dieser Perioden wird die Geschwindigkeit
der Interpolatorwelle 26 neu eingestellt. Diese i Periode kann sehr kurz gehalten
werden.
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In Fig. 6 ist jedoch eine Modifikation der Ausführung gemäß Fig. 1
dargestellt, bei welcher die Ausgänge aus dem Schalter SWE im Interpolator 21 und
des entsprechenden Schalters im Interpolator 22 zum Erzeugen eines Signals benutzt
werden, das die Geschwindigkeit des Brenners 1 darstellt. Die Ausgänge aus diesen
beiden Schaltern stellen die Werte bzw.
dar. Sie werden an die beiden Statorwicklungen
au und 51 eines Resolvers 52 angelegt. Dieser Resolver besitzt zwei Rotorwicklungen
53 und 54, deren magnetische Achse im rechten Winkel zueinander und zur Resolverwelle
55 angeordnet sind. Die Welle 55 wird durch einen Servomotor 56 angetrieben, dessen
Eingangssignal aus einem Verstärker 57 stammt. Dieser Verstärker 57 verstärkt die
über der Rotorwicklung 53 erzeugte Spannung. Durch den Servomotor 56 werden die
Welle 55 und damit die Rotorwicklungen in solcher Weise gedreht, daß der Ausgang
aus dem Verstärker 57 auf dem Wert 0 gehalten wird. Wenn diese Bedingung erreicht
ist, erhält der Ausgang aus der Rotorwicklung 54 den Wert
(Hierbei ist ds definiert als ds = Ebenfalls auf der Welle 56 ist ein Tachogenerator
58 angeordnet, der in bekannter Weise eine Gschwindigkeitsrückkopplung zum Servomotor
56 zwecks Stabilisierung der Servoschleife erzeugt. Das Signal aus der Wicklung
54 wird (außer dem weiter unten
beschriebenen Gleichrichter 60) auch einer Divisionsschaltung 59 zugeführt. Als
zweiten Eingang erhält diese Divisionsschaltung 59 ein Signal von Bezugsamplitude,
das die Maßstabseinheit innerhalb der Vorrichtung darstellt. Die Divisionsschaltung
59 ist so angeordnet, daß der Ausgang aus dieser Schaltung den Reziprokwert von
ds darstellt. Dieses Ausgangssignal wird als Signal zur veränderlichen Verstärkung
des Verstärkers 57 benutzt. Es läßt sich zeigen, daß durch diese Maßnahme die Empfindlichkeit
des Servos praktisch unabhängig von der Winkelstellung 55 wird.
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Zur Steuerung der Änderungsgeschwindigkeit des in den Interpolatoren
21 und 22 benutzten Parameters 0 wird der Ausgang aus der Wicklung
54 in einem Gleichrichter 60 gleichgerichtet und dann der Statorwicklung 61 eines
Generators 62 zugeführt. Der Läufer dieses Generators wird durch den Servomotor
28 angetrieben. Die über dem Läufer des Generators erzeugte Spannung stellt im Ergebnis
das Produkt aus
und der Geschwindigkeit der Welle 25 dar. Da die Geschwindigkeit der Welle 25 als
ausgedrückt werden kann, entspricht die Ausgangsspannung über dem Läufer 63 dem
Wert und damit der Brennergeschwindigkeit, die von
den aus den Selektoren 9 und 12 abgenommenen Befehlssignalen für x und y gefordert
wird. Diese Befehlssignale werden in der beschriebenen Weise zum Steuern der Servomotoren
2 und 3 (Fig. 1) benutzt, allerdings werden in diesem Fall die Generatoren 34 und
36 auf den Wellen der Motoren 2 und 3 nicht benötigt. Die über dem Läufer 63 des
Generators 62 erzeugte Spannung wird von einer aus einem Potentiometer 64 abgeleiteten
Bezugsspannung k subtrahiert. Das Potentiometer 64 entspricht dem Potentiometer
41 in Fig. 1. Die resultierende Spannung wird
dem Verstärker 32
für den Servomotor 28 zugeführt und stellt den Wert
dar. Da der Ausgang aus dem Verstärker auf dem Wert Null gehalten wird, erfolgt
durch den Motor 28 eine Drehung der Welle 25 in solcher Weise, daß ds in der benötigten
Weise gleich der konstanten Spannung k wird.
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Durch die in Fig. 6 dargestellte Anordnung wird die Brennerbewegung
im wesentlichen auf konstanter Geschwindigkeit gehalten, es erfolgen allerdings
einige plötzliche Geschwindigkeitsänderungen, wenn sich
abrupt ändert. Diese Geschwindigkeitssprünge können durch geeignete Wahl der Bezugspunkte
für die Interpolatoren vermindert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Interpolatoren
in der in Fig. 7 gezeigten Weise zu modifizieren. Bei dieser Anordnung ändert sich
verhältnismäßig glatt beim Übergang von einer
parabolischen Brücke auf die nächste. Um dies zu bewirken, ist die parabolische
Brücke PB 2 im Interpolator 21 so modifiziert, daß der Kontakt S 14a über
vier Transformatorenabschnitte 65, 66, 67 und 68 mit der Eingangsleitung
U 4 anstatt direkt mit der Leitung U4 verbunden wird (das letztere
ist in Fig.4 dargestellt). Die Transformatorenabschnitte 65 bis 68 sind jeweils
um die Kerne der Transformatoren T8, T7, T 6 bzw.
T 9
herumgelegt. Es soll angenommen werden, daß m Windungen im Transformator
T 6 und n Windungen im Transformator T7 zwischen dem Kontakt S13a
und der Eingangsleitung U3 angeordnet sind. Es soll weiter angenommen werden, daß
m Windungen im Transformator T 8 und rr Windungen im Transformator
T 9 zwischen dem Kontakt S 15a und der Eingangsleitung U4 angeordnet
sind. Damit besitzen die Abschnitte 65 und 67
Windungen und die Abschnitte 66 und 68
Windungen. Die Abschnitte 65 und 66 sind gegenüber den Abschnitten 66 und 67 im
negativen Sinne gewickelt.
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In dem Erläuterungsdiagramm der Fig. 8 ist vorausgesetzt, daß zwischen
dem Kontakt S 13 a und der Eingangsleitung U3 eine Spannung h und zwischen dem Kontakt
S 15 a und der Eingangsleitung U 4 eine Spannung h' auftritt. Bei
den parabolischen Brücken, die in Fig. 4 dargestellt sind, würde die Spannung am
Kontakt S 1.4a einen Wert besitzen, der durch die Ordinate x,4 angedeutet ist. Durch
die Wirkung der Abschnitte 65 bis 68 steigt diese Spannung jedoch um den Betrag
an (wobei h und h' die oben angegebene Beaeutung
besitzen). Als Ergebnis dieser Maßnahme wird die Änderung der Tangente beim Übergang
von einer parabolischen Brücke auf die nächste wesentlich vermindert. Natürlich
müssen den Abschnitten 65 bis 68 entsprechende Abschnitte auch zwischen dem Kontakt
Sla und der Eingangsleitung U 1 in der Brücke PB 1 vorgesehen werden; die
gleichen Modifikationen sind auch in dem zweiten Interpolator 22 notwendig.
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Falls in der Vorrichtung gemäß Fig. 6 Mittel zum Kompensieren des
»Radius« des Brenners vorgesehen werden sollen, kann eine Servoschleife, in welcher
der Auflöser 50, der Servomotor 56 und der Tachogenerator 58 enthalten sind, zusätzlich
als Teil der die Radiuskompensation bewirkenden Mittel benutzt werden.
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Das Ableiten der Signale für
und - braucht nicht unbedingt in der in Fig. 4 niedergelegten
Weise zu geschehen. Diese Signale können auch mit anderen, hier als bekannt anzusehenden
Vorrichtungen entwickelt werden.
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Die Anwendbarkeit der Erfindung ist nicht auf die Steuerung von automatischen
Schneidbrennern beschränkt. Die Erfindung kann allgemein in allen Fällen einer automatischen
Verfahrenssteuerung angewandt werden, bei denen eine konstante Verrückgeschwindigkeit
eines gesteuerten Teiles notwendig oder wünschenswert ist.