Numerische Programmsteuerung mit einem Regelkreis und einem Interpolator
Numerische Programmsteuerungen mit einem Interpolator sind bekannt. Die F i g.1
zeigt in @ schematischer Form eine solche Steuereinrichtung, die beispielsweise
für Werkzeugmaschinen anwendbar ist.Numerical program control with a control loop and an interpolator
Numerical program controls with an interpolator are known. The F i g.1
shows in schematic form such a control device, for example
is applicable to machine tools.
Die Einrichtung besteht aus einem Programmspeicher, beispielsweise
in Form eines Lochstreifenlesers L. Das Programm wird auf einen Zwischenspeicher
ZS gegeben. Ein derartiger Speicher nimmt einen vollständigen Progranunsatz auf.
Dieser enthält die zur Interpolation eines Bahnabschnittes notwendigen Angaben.
Dem Zwischenspeicher ZS ist ein digitaler Interpolator JP zur Durchführung zirkularer
und linearer Interpolationen nachgeschaltet. Zwischenspeicher und Interpolator werden
in Abhängigkeit von der programmierten Vorschubgeschwindigkeit von einem durch die
Pfeile a, b angedeuteten Steuerwerk gesteuert. Ist eine Interpolation durchgeführt,
so wird ein neuer Programmsatz übernommen. Die vom Interpolator JP ausgegebenen
digitalen Lagesollwerte Xk gelangen auf- ein Lage-Soll-Istvergleichsglied
LV. Die Lageistwerte X werden mittels einer geeigneten, am verstellbaren
Element der Maschine angeordneten digitalen Lagemeßeinrichtung LM ermittelt
und dem Lagevergleichsghed LV zugeführt. Die digitale Lageabweichung X",
dient zur Ansteuerung eines Digital-Analog-Umsetzers 1, dem ein Leistungsverstärker
V nachgeschaltet ist, der einen Stellmotor M, beispielsweise für die X-Koordinate,
steuert. Mit ST sei die Regelstrecke bezeichnet. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe
gestellt, bei derartigen Einrichtungen nicht nur die Lage, sondern auch die Lageänderung,
d. h. die Stellgeschwindigkeit, zu beeinflussen.The device consists of a program memory, for example in the form of a punched tape reader L. The program is transferred to an intermediate memory ZS. Such a memory takes up a complete program set. This contains the information necessary for the interpolation of a path section. A digital interpolator JP for performing circular and linear interpolations is connected downstream of the buffer ZS. The buffer and interpolator are controlled as a function of the programmed feed rate by a control unit indicated by the arrows a, b. If an interpolation has been carried out, a new program block is accepted. The digital nominal position values Xk output by the interpolator JP arrive at a nominal position / actual comparison element LV. The actual position values X are determined by means of a suitable digital position measuring device LM arranged on the adjustable element of the machine and fed to the position comparison device LV. The digital position deviation X ″ serves to control a digital-to-analog converter 1, which is followed by a power amplifier V which controls a servomotor M, for example for the X coordinate The task of influencing devices of this type is not only the position but also the change in position, ie the actuating speed.
Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Programmsteuerung mit
einem Regelkreis und einem Interpolator, der Lagesollwerte ausgibt, die mit Lageistwerten
verglichen werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Erzeugung der Sollgeschwindigkeit
durch die Differenzbildung aus den Lagesollwerten von zwei aufeinanderfolgenden
Interpolationsschritten erfolgt. Zweckmäßig ist zur Bildung der Differenz ein Schieberregister
vorgesehen.The invention relates to a numerical program control
a control loop and an interpolator that outputs position setpoints with actual position values
be compared. The invention consists in that the generation of the target speed
by forming the difference from the nominal position values of two successive ones
Interpolation steps. A slide register is useful for forming the difference
intended.
Die Erfindung wird mit weiteren vorteilhaften Ausbildungen an Hand
der F i g. 2 näher erläutert. Die mit F i g.1 übereinstimmenden Elemente tragen
gleiche Bezugszeichen.The invention is illustrated with further advantageous developments
the F i g. 2 explained in more detail. Wear the elements that match F i g.1
same reference numerals.
Wie ersichtlich, werden die Werte für die Geschwindigkeitsregelung
dem Interpolator JP entnommen. Diese Werte werden nacheinander durch von Taktsignalen
angesteuerte digitale Speicher S1 und S, hindurchgeschoben. Steht im Speicher
S2 ein Lagesollwert an, so ist im Speicher S1 bereits der ihm folgende Lagesollwert
eingespeichert. Eine gesondert vorgegebene Sollgeschwindigkeit wird nicht benötigt.
Vielmehr werden für die Erzeugung der Sollgeschwindigkeit die Lagesollwerte herangezogen.
Werden die Lagesollwerte mit konstanter Taktfrequenz in den Speichern S1 und S2
weitergeschoben, so ist die Differenz der Speiseinhalte die jeweilige Schrittweite
pro Takt und damit der vorzugebenden Vorschubgeschwindigkeit proportional. Die Lagesollwerte
des Interpolators JP werden in die Reihenschaltung der beiden Speicher S1, S2 eingegeben.
Im Speicher S2 steht der momentan gebrauchte Wert an und im Speicher S1 der darauffolgende
Wert. Mit Hilfe des Differenzgliedes DG ist die Differenz zwischen dem momentan
gebrauchten Wert im Speicher S2 und dem darauffolgenden im Speicher S1 eingespeicherten
Wert feststellbar. Ist die Abweichung groß, dann wird auch die Differnez groß sein.
Entsprechend muß dann das verstellbare Maschinenelement finit einer großen Geschwindigkeit
verfahren werden. Ist die Differenz hingegen klein, so wird auch entsprechend mit
einer kleinen Geschwindigkeit gefahren. Dem Differenzglied DG ist ein Digital-Analog-Umsetzer
2 nachgeschaltet. Der Ausgang dieses Umsetzers ist auf ein Geschwindigkeitsvergleichsglied
GV geschaltet. Diesem Geschwindigkeitsvergleichsglied GV wird eine der Istgeschwindigkeit
proportionale Größe zugeführt, die vom Motor M, beispielsweise über eine Tachomaschine
G, abgeleitet wird. Dem Geschwindigkeitsvergleichsglied G V,
an welchem
die Geschwindigkeitsabweichung X" auftritt, und dem Digital-Analog-Umsetzer 1, an
welchem die Lageabweichung X", auftritt, ist ein Additionsglied A nachgeschaltet.
In diesem Additionsglied A
werden die Lageabweichung X" und die Geschwindigkeitsabweichung
X,, summiert. Der Summierverstärker V wird mit einer Spannung gesteuert, die der
Summe
aus Lage- und Geschwindigkeitsabweichung entspricht. Hat das verstellbare Element
die richtige Geschwindigkeit, so tritt keine Geschwindigkeitsabweichung X,, auf.
Liegt eine zu große oder zu kleine Geschwindigkeit vor, so wirkt diese Geschwindigkeit
über die Tachomaschine G auf das Geschwindigkeitsvergleichglied GV ein.As can be seen, the values for the speed control are taken from the interpolator JP. These values are pushed through one after the other through digital memories S1 and S, controlled by clock signals. If there is a nominal position value in the memory S2, the nominal position value following it is already stored in the memory S1. A separately specified target speed is not required. Rather, the nominal position values are used to generate the nominal speed. If the nominal position values are shifted further with a constant clock frequency in the memories S1 and S2, the difference in the feed contents is proportional to the respective step size per clock and thus to the feed rate to be specified. The nominal position values of the interpolator JP are entered into the series connection of the two memories S1, S2. The currently used value is in memory S2 and the following value is in memory S1. With the aid of the difference element DG , the difference between the currently used value in the memory S2 and the subsequent value stored in the memory S1 can be determined. If the deviation is large, then the difference will also be large. Accordingly, the adjustable machine element must then be traversed finitely at a high speed. If, on the other hand, the difference is small, the speed is correspondingly low. A digital-to-analog converter 2 is connected downstream of the differential element DG. The output of this converter is connected to a speed comparator GV. A variable proportional to the actual speed, which is derived from the motor M, for example via a tachometer machine G, is fed to this speed comparison element GV. The speed comparison element GV, at which the speed deviation X "occurs, and the digital-to-analog converter 1, at which the position deviation X" occurs, is followed by an addition element A. In this addition element A , the position deviation X "and the speed deviation X ,, are added up. The summing amplifier V is controlled with a voltage which corresponds to the sum of the position and speed deviation. If the adjustable element has the correct speed, there is no speed deviation X, If the speed is too high or too low, this speed acts on the speed comparison element GV via the tachometer machine G.