DE1147665B

DE1147665B - Digital position control device for machines

Info

Publication number: DE1147665B
Application number: DEW29865A
Authority: DE
Inventors: Donald Poepsel; Charles Lauer
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1960-05-20
Filing date: 1961-04-26
Publication date: 1963-04-25

Description

Digitale Stellungsregeleinrichtung für Maschinen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stellungsregeleinrichtungen für Maschinen, insbesondere zur numerischen Positionierung von Werkzeugmaschinen, bei der die von einer Programmierungseinrichtung in einem Sollwert-Zählwerk eingespeicherte neue Position und die mit Hilfe eines von der Maschinenbewegung angetriebenen Impulsgebers in einem Istwert-Zählwerk eingespeicherte tatsächliche Position der Maschine in einem Differenzzählwerk verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung der Werte ein der Größe der Abweichung entsprechendes Signal gegeben wird, wobei die übertragung des neuen Sollwertes von dem Sollwert-Zählwerk auf das Differenzzählwerk mit einem Oszillator, der die beiden Zählwerke schrittweise fortschaltet, unter Zuhilfenahme einer Stufenschaltvorrichtung dekadenweise vorgenommen wird.Digital Position Controller for Machines The present invention relates to position control devices for machines, especially numerical ones Positioning of machine tools in which the programming device new position stored in a target value counter and the new position with the help of a The pulse generator driven by the machine movement is stored in an actual value counter actual position of the machine can be compared in a differential counter and if the values do not match, one corresponding to the size of the discrepancy Signal is given, the transmission of the new setpoint from the setpoint counter on the differential counter with an oscillator that moves the two counters step by step advances, made with the help of a step switching device for a decade will.

Bei einem älteren Vorschlag sind sämtliche Zählwerke gleichartig aufgebaut und besitzen das gleiche Fassungsvermögen. Bei einem anderen älteren Vorschlag dieser Art werden mit Hilfe der Stufenschaltvorrichtung die neuen Positionswerte dem Sollwert-Zähler über Gatterschaltungen bereitgestellt. Sind sämtliche Werte in dem Sollwert-Zählwerk eingespeichert, wird in einer weiteren Stufe der Schaltvorrichtung die Übertragung dieser Werte in das Differenzzählwerk ausgelöst. Zur Übertragung werden die Impulse des Oszillators mit sehr hoher Frequenz über Gatterschaltungen auf die einzelnen Stufen des Sollwert-Zählwerkes sowie auf die entsprechenden Stufen des Differenzzählwerkes gegeben, wobei die Weiterschaltung von einer zur anderen Dekade durch einen jeder Dekadenstufe zugeordneten Nullsignalanzeiger erfolgt.In the case of an older proposal, all counters have the same structure and have the same capacity. In another older suggestion, this one With the help of the step switching device, the new position values are sent to the target value counter provided via gate circuits. Are all values in the target value counter stored, the transmission is carried out in a further stage of the switching device these values are triggered in the differential counter. The impulses are used for transmission of the oscillator with a very high frequency via gate circuits to the individual Levels of the setpoint counter as well as the corresponding levels of the differential counter given, the switching from one to the other decade by each The zero signal indicator assigned to the decade stage takes place.

Gemäß der Erfindung kann der Aufwand einer solchen Regeleinrichtung dadurch erheblich herabgesetzt werden, daß als Sollwert-Zählwerk ein Eindekaden-Zählwerk verwendet ist, jeder Dekadenwert einzeln auf das Sollwert-Zählwerk und anschließend mit Hilfe der Oszillatorfrequenz auf das Differenzzählwerk unmittelbar übertragen wird und daß die Weiterschaltung der Stufenschalteinrichtung für die nächste Dekade durch einen dem Sollwert-Zählwerk zugeordneten Nullsignalanzeiger veranlaßt wird, welcher das Erreichen des Nullwertes jeder Dekade überwacht. Eine derartige Maßnahme hat noch den weiteren Vorteil, daß die Positionierung schneller und genauer als bisher erfolgen kann.According to the invention, the complexity of such a control device are considerably reduced by the fact that a one-decade counter is used as the setpoint counter is used, each decade value individually on the target value counter and then directly transferred to the differential counter with the aid of the oscillator frequency and that the switching of the tap changer for the next decade caused by a zero signal indicator assigned to the setpoint counter, which monitors the reaching of the zero value every decade. Such a measure has the further advantage that the positioning is faster and more precise than can be done so far.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden in der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen aufgezeigt.Further features and details of the invention appear in the description shown in connection with the drawings.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Werkstück, wobei eine Ausgangs- oder gegenwärtige Stellung der Werkzeugmaschine und eine zweite Stellung der Werkzeugmaschine angedeutet sind, in welche sie bewegt werden soll. Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der numerischen Regeleinrichtung gemäß der Erfindung im Blockschaltbild.Fig. 1 shows a view from above of a workpiece, with an output or current position of the machine tool and a second position of the machine tool are indicated in which it is to be moved. Figs. 2 and 3 show an embodiment the numerical control device according to the invention in the block diagram.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Werkstück bezeichnet, das auf einem Arbeitstisch 12 od. dgl. einer Werkzeugmaschine, z. B. einer Bohrmaschine, angeordnet ist. Es sei angenommen, daß ein erstes. Loch 14 gebohrt worden ist, dessen Koordinaten in bezug auf einen Punkt A mit Y 1 und X 1 bezeichnet sind. Es soll nun ein zweites Loch 16 gebohrt werden, dessen Koordinaten mit Y 2 und X 2 bezeichnet sind. Zu diesem Zwecke ist es erforderlich, daß ein Motor vorgesehen ist, der den Bohrmechanismus entlang der Y-Achse von der Stellung Y 1 nach der Stellung Y 2 bewegt. Ferner ist ein zweiter Motor vorgesehen, der die Bohrmaschine entlang der X-Achse von der Stellung X 1 nach der Stellung X 2 bewegt. Alsdann wird der Bohrer in der Stellung sein, in der das Loch 16 entsprechend den Koordinaten Y2 und X2 gebohrt werden soll.In Fig. 1, 10 denotes a workpiece, which od on a work table 12. B. a drill, is arranged. Assume that a first. Hole 14 has been drilled, the coordinates of which with respect to a point A are denoted by Y 1 and X 1. A second hole 16 is now to be drilled, the coordinates of which are denoted by Y 2 and X 2. For this purpose it is necessary that a motor is provided which moves the drilling mechanism along the Y-axis from the position Y 1 to the position Y 2 . A second motor is also provided which moves the drill along the X axis from position X 1 to position X 2. The drill will then be in the position in which the hole 16 is to be drilled according to the coordinates Y2 and X2.

In Fig. 2 ist sechmatisch die numerische Positionierungseinrichtung für die Werkzeugmaschine dargestellt, welche mit 20 bezeichnet ist. Die gewünschte Stellung ist auf einem Band in Form eines digitalen Steuersignals, beispielsweise eines binärverschlüsselten Dezimalsignals, gespeichert. Diese Steuersignale werden mit Hilfe eines Abnehmers 22 dem Band entnommen und dem Sollwert-Zählwerk 24 zur Verfügung gestellt. Die Reihenfolge der Entnahme wird durch eine Stufenschaltvorrichtung 26 bestimmt. Die Vorrichtung 26 kann beispielsweise ein mechanisch oder elektrisch betätigter Stufenschalter oder eine völlig kontaktlose Einrichtung sein. Die von dem Bandabnehmer 22 abgenommenen Signale werden dekadisch auf das Sollwert-Zählwerk 24 gegeben. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, .die Werkzeugmaschine in eine Stellung mit einer Koordinate X2 = 43,8 zu bringen, so würde die - Vorrichtung 26- veranlassen, daß vorerst das wichtigste Dekadensignal 4 in binärverschlüsselter Form 01.00 dem Sollwert-Zählwerk 24 zur Verfügung gestellt wird. Als nächstes würde die Stufenvorschaltvorrichtung das Gatter 28 öffnen, damit die Ausgangsimpulse von dem Oszillator 30 den in dem Sollwert-Zählwerk 24 gerade eingespeicherten Wert wieder herumerzählen. Gleichzeitig wird die Zahl dieser Impulse in das Fehlerzählwerk 32 eingezählt. Der Nullsignalanzeiger 34 prüft die Nullbedingung des Sollwert-Zählwerkes 24 und veranlaßt die Weiterschaltung der Stufenschalteinrichtung 26 in ihre nächste Stellung, in der das Gatter 28 geschlossen wird.The numerical positioning device for the machine tool, which is designated by 20, is shown sixmatically in FIG. The desired position is stored on a tape in the form of a digital control signal, for example a binary-coded decimal signal. These control signals are taken from the belt with the aid of a pick-up 22 and made available to the target value counter 24. The sequence of removal is determined by a step switching device 26. The device 26 can be, for example, a mechanically or electrically operated tap changer or a completely contactless device. The signals picked up by the tape pick-up 22 are sent to the target value counter 24 in decadic form. If, for example, it is desired to bring the machine tool into a position with a coordinate X2 = 43.8, the device 26 would cause the most important decade signal 4 to be made available to the setpoint counter 24 in binary-coded form 01.00 will. Next, the stage ballast device would open the gate 28 so that the output pulses from the oscillator 30 recount the value just stored in the target value counter 24. At the same time, the number of these pulses is counted into the error counter 32. The zero signal indicator 34 checks the zero condition of the setpoint counter 24 and causes the step switching device 26 to be switched to its next position, in which the gate 28 is closed.

Nun stellt der Bandabnehmer 22 das nächste Dekadensignal 3 in binärer Form 0011 dem Sollwert-Zählwerk 24 zur Verfügung. Anschließend öffnet die Stufenschaltvorrichtung das Gatter 36, damit die Ausgangsimpulse des Oszillators 30 den in dem Sollwert-Zählwerk 24 eingespeicherten Wert abziehen. Gleichzeitig wird die Zahl der Impulse, die zum Herabzählen auf den Wert Null erforderlich ist, in die nächste Dekadenstufe des Fehlerzählwerkes 32 eingezählt. Der Nullsignalanzeiger 34 prüft wiederum die Nullstellungsbedingung des Sollwert-Zählwerkes 24 und veranlaßt die Stufenschaltvorrichtung 26 zur nächsten Operation, welche das Gatter 36 schließt.The tape collector 22 now sets the next decade signal 3 in binary Form 0011 is available to the target value counter 24. Then the tap changer opens the gate 36, so that the output pulses of the oscillator 30 in the setpoint counter 24 subtract the stored value. At the same time, the number of impulses to the Counting down to zero is required in the next decade Error counter 32 counted. The zero signal indicator 34 again checks the zeroing condition of the setpoint counter 24 and causes the step switching device 26 to proceed to the next Operation which gate 36 closes.

Nun gibt der Bandabnehmer 22 das letzte Dekadensignal 8 in binärer Form 1000 an das Sollwert-Zählwerk 24. Anschließend öffnet die Stufenschaltvorrichtung 26 das Gatter 38, um dieses letzte Dekadensignal abzuzählen, wie zuvor beschrieben, und gleichzeitig in die letzte Dekadenstufe 62 des Fehlerzählwerkes 32 diese Impulse einzuzählen.The tape collector 22 now outputs the last decade signal 8 in binary Form 1000 to the target value counter 24. The step switching device then opens 26 the gate 38 to count this last decade signal, as previously described, and at the same time in the last decade stage 62 of the error counter 32 these pulses to count.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Steuerungseinrichtung selbstverständlich auch für eine größere Zahl von Dekadenziffern geeignet ist, als dies das angegebene Zahlenbeispiel vermuten läßt.It should be noted that the present control device is of course also suitable for a larger number of decade digits than this suggests the given numerical example.

Vor der Einspeicherung der von dem Oszillator 30 kommenden Zählsignale in die entsprechenden Stufen des Fehlerzählwerkes 32 wurde ein der tatsächlichen Stellung der Werkzeugmaschine 20 entsprechendes Steuersignal eingespeichert, und zwar in folgender Art: Die Werkzeugmaschine 20 wird positioniert durch eine geeignete Vorrichtung, z. B. durch einen Motor 40. Der Motor 40 ist mechanisch verbunden mit einem geeigneten Impulsgeber 42, welcher in bekannter Weise ausgebildet sein kann und entsprechend der Bewegung der Maschine ein Ausgangssignal abgibt, beispielsweise einen Impuls pro 0,1 Zoll oder einen Impuls bei 0;01 Zoll zurückgelegten Weges. Mit anderen Worten: Wenn sich die Maschine 20 um 0,01 Zoll bewegt, wird ein Einzelimpuls von der Einrichtung 42 bereitsgestellt. Weiter kann eine Anzeige vorgesehen sein, welche die Richtung der Bewegung der Maschine 20 angibt. Dies ist in Fig. 2 nicht gezeigt. Da, wie beschrieben, der Motor 40 die Maschine 20 nur in einer Richtung bewegen soll und daher die Impulsvorrichtung 42 nicht anzugeben braucht, ob die Maschine in Richtung zum Bezugspunkt A oder umgekehrt bewegt werden soll. Die Steuerimpulse des Impulsgebers 42 werden auf ein Istwert-Zählwerk 44, und zwar auf die kleinste Stufe 46 gegeben, so daß jeder Impuls des Impulsgebers 42 in dem Zählwerk 44 gespeichert wird. Das Istwert-Zählwerk 44 ist mit dem Fehlerzählwerk 32 über Gatter 48, 50 und 52 verbunden, und zwar derart, daß die in jeder Stufe des Istwert-Zählwerkes 44 gespeicherten Signale in die entsprechenden Stufen des Fehlerzählwerkes 32 übertragen werden können.Before the counting signals coming from the oscillator 30 were stored in the corresponding stages of the error counter 32, a control signal corresponding to the actual position of the machine tool 20 was stored in the following way: The machine tool 20 is positioned by a suitable device, e.g. B. by a motor 40. The motor 40 is mechanically connected to a suitable pulse generator 42, which can be constructed in a known manner and emits an output signal corresponding to the movement of the machine, for example one pulse per 0.1 inch or one pulse at 0; 01 inches of travel. In other words, when machine 20 moves 0.01 inches, a single pulse from device 42 is provided. Furthermore, a display can be provided which indicates the direction of the movement of the machine 20. This is not shown in FIG. 2. Since, as described, the motor 40 is only intended to move the machine 20 in one direction and therefore the pulse device 42 does not need to indicate whether the machine is to be moved in the direction of the reference point A or vice versa. The control pulses from the pulse generator 42 are sent to an actual value counter 44, specifically to the smallest step 46 , so that each pulse from the pulse generator 42 is stored in the counter 44. The actual value counter 44 is connected to the error counter 32 via gates 48, 50 and 52 in such a way that the signals stored in each stage of the actual value counter 44 can be transferred to the corresponding stages of the error counter 32.

Das Fehlerzählwerk 32 erhält also ein Steuersignal entsprechend der tatsächlichen Stellung der Maschine 20 durch das Istwert-Zählwerk 44 und weiter ein zweites Steuersignal entsprechend der gewünschten Stellung, welches von dem Zählwerk 24 durch die Wirkung des Oszillators 30 bereitgestellt wird, und zwar durch Abzählen der Signale, welche in dem Sollwert-Zählwerk 24 gespeichert sind. Jede Differenz zwischen der tatsächlichen Stellung der Maschine 20 und der gewünschten Position wird in dem Fehlerzählwerk ein Fehler- oder Differenzsignal hervorrufen. Das Fehlerzählwerk 32 muß in der Lage sein, nach beiden Richtungen zu zählen, um eine Differenzbildung zu ermöglichen. Dieses Fehler- oder Differenzsignal von dem Fehlerzählwerk 32 wird einem Digital-Analogumformer 54 bereitgestellt, welcher über eine geeignete Gatterschaltung 56 und einen Verstärker 58 das erforderliche analoge Fehlersignal für den X-Motor 40 bereitsstellt, um die Maschine 20 in die gewünschte Stellung entlang der X-Achse zu bewegen. Wie Fig. 2 zeigt, werden die Steuersignale von dem Impulsgeber 42 über eine Gattcrschaltung 60 auch auf die letzte Stufe 62 des Fehlerzählwerkes 32 geleitet. Die Steuerimpulse vom Impulsgeber 42 ändern den Betrag sowohl im Istwert-Zählwerk 44 als auch im Fehlerzählwerk 32 entsprechend der tatsächlichen Stellung der Maschine. Dies geht so lange weiter, bis das Fehler- oder Differenzsignal im Zählwerk 32 schließlich den Wert Null annimmt. Anschließend erfolgt eine ähnliche Operation in Richtung der Y-Achse, um in die Position Y2 zu gelangen.The error counter 32 thus receives a control signal corresponding to actual position of the machine 20 by the actual value counter 44 and further a second control signal corresponding to the desired position, which of the Counter 24 is provided by the action of the oscillator 30, namely by Counting the signals which are stored in the target value counter 24. Every Difference between the actual position of the machine 20 and the desired one Position will cause an error or difference signal in the error counter. The error counter 32 must be able to count in both directions in order to to enable a difference formation. This error or difference signal from the Error counter 32 is provided to a digital-to-analog converter 54, which has a suitable gate circuit 56 and an amplifier 58 provide the required analog Error signal for the X-motor 40 already provides to the machine 20 in the desired Move position along the X-axis. As shown in FIG. 2, the control signals from the pulse generator 42 via a gate circuit 60 also to the last stage 62 of the error counter 32 passed. The control pulses from the pulse generator 42 change the Amount both in the actual value counter 44 and in the error counter 32 accordingly the actual position of the machine. This continues until the error or the difference signal in the counter 32 finally assumes the value zero. Afterward a similar operation is performed in the direction of the Y-axis in order to move to the position Y2 reach.

In Fig. 3 ist nun die Steuereinrichtung nach Fig. 2 im Blockschaltbild unter Berücksichtigung der Verstellung in Richtung der Y-Achse dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet sind. In bezug auf Fig. 3 wird bemerkt, daß das Fehlerzählwerk 33 mit dem Oszillator 30 in gleicher Weise wie das Fehlerzählwerk 32 der X-Achse in Wirkverbindung steht. Die Gatterschaltungen sind in Fig. 3 nicht gezeigt. Das Fehlerzählwerk 33 für die Y-Achse ist ebenfalls ein vor- und rückwärts zählendes Zählwerk und empfängt ein Steuersignal von einem Istwert-Zählwerk 45 in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Stellung der Werkzeugmaschine 20 durch ein Ausgangssignal von einem Impulsgeber 43. Das Zählwerk 33 empfängt also das nächste oder gewünschte Stellungssignal für die nächste Y-Koordinate von dem Bandabnehmer 22 ebenfalls durch die Wirkung des Sollwert-Zählwerkes 24 entsprechend Fig. 2. Das Differenz- oder Fehlersignal, das durch das Fehlerzählwerk 33 bereitgestellt wird, wird einem Digital-Analogumformer 55 zugeführt und danach einem der Y-Achse zugeordneten Motor 41 zugeführt.In FIG. 3, the control device according to FIG. 2 is now in the block diagram shown taking into account the adjustment in the direction of the Y-axis, where the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. In relation on Fig. 3 it is noted that the error counter 33 with the oscillator 30 in the same Way how the error counter 32 of the X-axis is in operative connection. The gate circuits are not shown in FIG. 3. The error counter 33 for the Y-axis is also an up and down counter and receives a control signal from one Actual value counter 45 in accordance with the actual position of the machine tool 20 by an output signal from a pulse generator 43. The counter 33 thus receives the next or desired position signal for the next Y coordinate of the Tape collector 22 likewise by the action of the setpoint counter 24 accordingly FIG. 2. The difference or error signal provided by the error counter 33 is fed to a digital-to-analog converter 55 and then to one of the Y-axis assigned motor 41 supplied.

In Fig. 3 ist eine Nullausgleichseinrichtung 66 dargestellt, welche mit dem Fehlerzählwerk 32 und dem Istwert-Zählwerk 44 der X-Achse in Wirkverbindung steht. Die der Y-Achse zugeordnete Nullausgleichseinrichtung ist mit 67 bezeichnet. Sie steht in Wirkverbindung mit dem Fehlerzählwerk 33 und dem Istzählwerk 45. Mit den Nullausgleichsvorrichtungen 66 und 67 kann der Bezugspunkt von der Stellung A nach der Stellung B gemäß Fig. 1 geändert werden. Derartige Maßnahmen sind bei Werkzeugmaschinen an sich bekannt. Die Wirkungsweise der Nullausgleichsvorrichtungen 66 und 67 ist an sich sehr einfach. Es wird der Differenzbetrag zwischen den Bezugspositionen A und B in Richtung der X-Achse bzw. Y-Achse in dem Istwert-Zählwerk 44 bzw. 45 abgezogen und gleichzeitig in dem Fehlerzählwerk 32 bzw. 33 hinzugefügt. Hierbei ist es aber erforderlich, daß die Polarität der Nullausgleichssignale berücksichtigt wird.3 shows a zero compensation device 66 which is in operative connection with the error counter 32 and the actual value counter 44 of the X-axis. The zero compensation device assigned to the Y axis is denoted by 67. It is in operative connection with the error counter 33 and the actual counter 45. With the zero compensation devices 66 and 67, the reference point can be changed from position A to position B according to FIG. Such measures are known per se in machine tools. The operation of the zero compensation devices 66 and 67 is very simple per se. The difference between the reference positions A and B in the direction of the X-axis or Y-axis is subtracted in the actual value counter 44 or 45 and added to the error counter 32 or 33 at the same time. In this case, however, it is necessary that the polarity of the zero compensation signals be taken into account.

Bei der Regeleinrichtung nach Fig. 2 bewirkt der Oszillator 30 ein Wegzählen irgendeines in dem Sollwert-Zählwerk 24 eingespeicherten digitalen Steuersignals, und zwar derart, daß dieses digitale Steuersignal wirksam auf eine vorbestimmte Stufe des Fehlerzählwerkes 32 übertragen wird. Wenn die Frequenz des Oszillators im Bereich von 10 kHz liegt und das Positionierungssignal fünf Dekadenziffern enthält, so ergibt sich für jede Dekadenziffer maximal ein Betrag von zehn Zählsignalen, so daß für jede Dekadenziffer maximal eine Zeitperiode in der Größenordnung von einer Millisekunde zur Verfügung steht, um den größten praktisch vorkommenden Wert abzählen zu können. Es wird bemerkt, daß die Verwendung des Nullsignalanzeigers 34 eine größere Genauigkeit und noch verschiedene andere Vorteile bringt. So kann mit Hilfe des Nullsignalanzeigers eher ein Nullbetrag in den Zählstufen festgestellt werden als durch das Feststellen der Gleichheit zwischen willkürlichen Zahlen in den Stufen des Istwert-Zählwerkes 44.In the control device according to FIG. 2, the oscillator 30 causes a Counting down any digital control signal stored in the target value counter 24, in such a way that this digital control signal is effective to a predetermined Level of the error counter 32 is transmitted. When the frequency of the oscillator is in the range of 10 kHz and the positioning signal contains five decade digits, this results in a maximum of ten counting signals for each decade digit, so that for each decade digit a maximum of one time period in the order of magnitude of one millisecond is available to the largest practically occurring value to be able to count. It is noted that the use of the zero signal indicator 34 brings greater accuracy and various other advantages. So can with the help of the zero signal indicator rather a zero amount was determined in the counting stages are considered by finding the equality between arbitrary numbers in the levels of the actual value counter 44.

Ferner wird zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 bemerkt, daß jede Stellung der Maschine 20 in den Istwert-Zählwerken 44 und 45 in Form von digitalen Steuersignalen gespeichert wird. Diese Steuersignale sind auf einen Nullbezugspunkt bezogen, z. B. auf den Punkt A in Fig. 1. Das Istwert-Zählwerk 44. das der X-Achse zugeordnet ist, ist also ein absoluter Stellungsspeicher, während das Fehlerzählwerk 32 ein Differenzstellungsspeicher ist.Furthermore, it is noted with regard to the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3, that each position of the machine 20 in the actual value counters 44 and 45 in the form of digital control signals is stored. These control signals are at a zero reference point related, e.g. B. to point A in Fig. 1. The actual value counter 44. that of the X-axis is assigned, so is an absolute position memory, while the error counter 32 is a difference position memory.

Nachdem ein Stellungssignal von dem Band in geeigneter Weise abgenommen worden ist, wird das nächste erwünschte Stellungssignal, z. B. für die X-Achse, bereitgestellt. Diese Stellung wird unmittelbar in das Sollwert-Zählwerk 24 eingegeben. Es wird in bezug auf Fig. 2 bemerkt, daß das von der Stufenschaltvorrichtung 26 gelieferte Steuersignal sowohl die Lesevorrichtung des Bandes auslöst, als auch die Gatter 48, 50 und 52 zwischen dem Istwert-Zählwerk 44 und dem Fehlerzählwerk 32 öffnet, so daß die wirkliche Stellung der Maschine 20 in bezug auf die X-Achse in dem Fehlerzählwerk 32 registriert wird. Dann öffnet sich das Gatter 28, während sich die Gatter 48, 50 und 52 schließen. Durch die Wirkung des Oszillators 30 werden die einzelnen in dem Sollwert-Zählwerk 24 gespeicherten Ziffern abgezählt und dadurch auch die Ziffern in den entsprechenden Stufen des Differenzzählwerkes 32 weggezählt, die von dem Istwert-Zählwerk 44 übertragen worden sind. Auf diese Weise wird ein Fehler- oder Differentialsignal von dem Fehlerzählwerk 32 erhalten, und zwar in der Form einer Ziffer, die durch einen Digital-Analogwandler 54 in eine analoge Größe umgewandelt wird. Der der X-Achse zugeordnete Motor 40 empfängt dieses analoge Steuersignal und korrigiert in entsprechender Weise die Stellung der Maschine 20, während der Impulsgeber 42 Ausgangssignale bereitstellt, die sowohl auf das Istwert-Zählwerk 44 als auch auf das Fahlerzählwerk 32, und zwar über ein Gatter 60, gegeben werden. Dadurch wird das von dem Fehlerzählwerk 32 abgegebene Differenz- oder Fehlersignal entsprechend der Maschinenbewegung vermindert. Dies setzt sich so lange fort, bis das Fehlersignal Null geworden ist und die Maschine 20 die gewünschte Stellung in Richtung der X-Achse erreicht hat.After a position signal has been appropriately removed from the tape, the next desired position signal, e.g. B. for the X-axis provided. This position is entered directly into the target value counter 24 . It is noted with reference to Fig. 2 that the control signal supplied by the step switch device 26 triggers both the reading device of the tape, and the gates 48, 50 and 52 between the actual value counter 44 and the error counter 32 opens so that the real Position of the machine 20 with respect to the X-axis is registered in the error counter 32. Then gate 28 opens while gates 48, 50 and 52 close. As a result of the action of the oscillator 30, the individual digits stored in the setpoint counter 24 are counted and the digits that have been transmitted from the actual value counter 44 are also counted away in the corresponding stages of the differential counter 32. In this way, an error or differential signal is obtained from the error counter 32 in the form of a digit which is converted into an analog quantity by a digital-to-analog converter 54. The motor 40 assigned to the X-axis receives this analog control signal and corrects the position of the machine 20 in a corresponding manner, while the pulse generator 42 provides output signals that are sent to the actual value counter 44 as well as to the error counter 32 via a gate 60, can be given. As a result, the difference or error signal emitted by the error counter 32 is reduced in accordance with the machine movement. This continues until the error signal has become zero and the machine 20 has reached the desired position in the direction of the X-axis.

Anschließend wird eine ähnliche Operation für die Positionierung in der Y-Achse durchgeführt.Then a similar operation is performed for the positioning in carried out on the Y-axis.

Falls es erwünscht ist, kann das Differenz- oder Fehlersignal des Fehlerzählwerkes 32 der X-Achse durch ein Gatter 56 zur Wirksamkeit gebracht werden, um den Motor 40 in Betrieb zu setzen, während zur selben Zeit die entsprechenden Zahlen für die erwünschte Stellung in der Y-Achse in dem Sollwert-Zählwerk 24 und in dem Fehlerzählwerk 33 eingespeichert werden. Sobald nämlich das Gatter geöffnet wird, wird der Motor 40 in Betrieb gesetzt. Unter Umständen kann es. erwünscht sein, daß sowohl der Motor 40 für die X-Achse als auch der Motor 41 für die Y-Achse gleichzeitig wirksam sind. In diesem Falle wird das Gatter 56 gemäß Fig. 2 für den Motor 40 gleichzeitig mit dem Gatter des Motors 41 für die Y-Achse geöffnet.If desired, the difference or error signal of the Error counter 32 of the X-axis are brought into effect by a gate 56, to put the motor 40 into operation, while at the same time the corresponding Numbers for the desired position in the Y-axis in the setpoint counter 24 and are stored in the error counter 33. As soon as the gate is open is, the motor 40 is put into operation. Under certain circumstances it can. be desirable that both the motor 40 for the X-axis and the motor 41 for the Y-axis simultaneously are effective. In this case, the gate 56 shown in FIG. 2 for the motor 40 is simultaneous with the gate of the motor 41 for the Y-axis opened.

Sobald die Steuerimpulse von dem Impulsgeber 42 das Fehler- oder Differenzsignal des Fehlerzählwerkes 32 ausgezählt haben, wird die Bewegung des Motors 40 angehalten. In gleicher Weise wird auch die Bewegung in. der Y-Richtung angehalten. Die Polarität der Steuerimpulse sowie die Steuerimpulse selbst werden in dem Istwert-Zählwerk gespeichert, so daß die wirkliche Bewegung von dem Bezugspunkt Null aus registriert wird. Falls es erwünscht ist, die Bewegung der Maschine 20 in beiden Richtungen der X-Achse bzw. der Y-Achse zu steuern, müssen polaritätsabhängige Steuerschalter vorgesehen sein, um die tatsächliche Bewegungsrichtung erfassen zu können.As soon as the control pulses from the pulse generator 42 the error or difference signal of the error counter 32 have counted, the movement of the motor 40 is stopped. The movement in the Y direction is also stopped in the same way. The polarity the control pulses and the control pulses themselves are stored in the actual value counter stored so that the real movement registered from the reference point zero will. Movement of the machine 20 in both directions, if desired To control the X-axis or the Y-axis, polarity-dependent control switches must be used be provided in order to be able to detect the actual direction of movement.

Falls ein Einlaufen in die gewünschte Stellung mit niedrigerer Geschwindigkeit erwünscht ist, wird das von dem Digital-Analogumformer abgegebene Signal überwacht und bei Unterschreitung eines bestimmten vorgegebenen Wertes - gegebenenfalls über einen Verstärker - ein entsprechendes Steuersignal für den Motor gegeben.If you run into the desired position at a lower speed is desired, the signal emitted by the digital-to-analog converter is monitored and if the value falls below a certain predetermined value - possibly over an amplifier - given a corresponding control signal for the motor.

Claims

PATENT CLAIM: Digital position control device for machines, especially for the numerical positioning of machine tools, in which the a programming device stored in a target value counter Position and that with the help of a pulse generator driven by the machine movement actual position of the machine stored in an actual value counter in a differential counter can be compared and if the values do not match a signal corresponding to the size of the deviation is given, the transmission of the new setpoint from the setpoint counter the differential counter with an oscillator that incrementally advances the two counters With the help of a step switching device is made for a decade, thereby characterized in that a one-decade counter is used as the setpoint counter, each decade value individually on the target value counter and then with the help of the Oscillator frequency is transmitted directly to the differential counter and that the switching of the tap changer for the next decade by one the zero signal indicator assigned to the target value counter is initiated, which the Reaching the zero value every decade monitored: