DE1204737B - Elektrische Regelanordnung mit Fehlerausgleich - Google Patents

Elektrische Regelanordnung mit Fehlerausgleich

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DE1204737B
DE1204737B DET16571A DET0016571A DE1204737B DE 1204737 B DE1204737 B DE 1204737B DE T16571 A DET16571 A DE T16571A DE T0016571 A DET0016571 A DE T0016571A DE 1204737 B DE1204737 B DE 1204737B
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Germany
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phase
rotor winding
signal
phase modulation
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DET16571A
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Daniel C Garber
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Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
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Thompson Ramo Wooldridge Inc
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/33Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device

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Description

  • Elektrische Regelanordnung mit Fehlerausgleich Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Regelanordnung zum Regeln der Bewegung eines gegenüber einem ortsfesten Teil beweglichen Teils, insbesondere zum Regeln der Bewegung eines Schlittens einer Werkzeugmaschine, mit einer Einrichtung zur Phasenmodulation eines Wechselspannungssignals in Abhängigkeit von der Iststellung des beweglichen Teils sowie einer P'hasenvergleichseinrichtung zum Steuern des beweglichen Teils in Abhängigkeit von der Phasenbeziehung zwischen dem Istwertsignal und einem die Sollstellung in der Phase abbildenden Sollwertsignal.
  • Es sind bereits Komponentenzerleger zur Erzeugung von einer mechanischen Bewegung entsprechenden Sinus- und Kosinussignalen bekannt, die eine Einrichtung zur Phasenmodulation eines elektrischen Wechselspannungssignals in Abhängigkeit von der Bewegungsgröße eines beweglichen Teils sowie eine Phasenvergleichseinrichtung zum Steuern des beweglichen Teils in Abhängigkeit von der Phasenbeziehung zwischen dem Istwertsignal und einem in der Phase veränderlichen Sollwertsignal aufweisen. Werden derartige Komponentenzerleger beispielsweise zur automatischen Steuerung von Werkzeugmaschinen wie Fräsmaschinen verwendet, so müßten für eine genaue Regelung sämtliche mechanischen Teile des Systems einschließlich des Zahnradgetriebes für die Übertragung der Istwert-Position des beweglichen Teils auf dem Zerleger vollkommen genau sein und tatsächlich eine Bewegung hervorrufen, die der linearen Bewegung des beweglichen Teils genau proportional ist. In der Praxis ist dies normalerweise nicht der Fall, denn infolge von Fehlern bzw. Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Za'hnräd'er oder anderen mechanischen Teilen des Systems werden sich regelmäßige Fehlerabweichungen ergeben.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Regeln der Bewegung eines gegenüber einem ortsfesten Teil beweglichen Teils mit einem Komponentenzerleger der bezeichneten Art derart zu verbessern, daß auch derartige regelmäßig auftretende Fehler ausgeglichen werden.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Ausgleich von durch die Istwert-Phasenmodulationseinrichtung regelmäßig auftretenden Fehlern eine Vorrichtung zur zusätzlichen Phasenmodulation des Istwertsignals in Abhängigkeit von der Bewegung des beweglichen Teils vorgesehen ist.
  • Es sind an sich bereits Anordnungen zur Fernübertragung von Drehbewegungen auf elektromechanischem Wege bekannt, bei denen zum Ausgleich von im Übertragungsweg auftretenden Winkelfehlern durch -eine Nachbildung mittels einer Kompensationsschaltung ein in Abhängigkeit von einem mechanischen Eingangssignal erzeugtes elektrisches Ausgangssignal korrigiert wird. Im Gegensatz dazu soll bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine fehlerfreie mechanische Ausgangsgröße zur Bewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens od. dgl. in Abhängigkeit von der veränderlichen Phase eines elektrischen Eingangssignals erzeugt werden. Der bekannte Drehgeber ist also in seiner bekannten Ausführungsform zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht geeignet.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Einrichtung zur nominellen Phasenmodulation des Wechselspannungssignals eine Rotorwicklung umfaßt, die durch das bewegliche Teil in Abhängigkeit der Bewegung desselben winkelverstellbar ist, und die Einrichtung zur Phasenmodulation in Abhängigkeit von Fehlern Statorwicklungen umfaßt, die mit dem Wechselspannungssignal beaufschlagt und in Abhängigkeit von den regelmäßig auftretenden Fehlern winkelverstellbar sind. Dabei kann das bewegliche Teil ein Kurvenstück aufweisen, das mit einem die Drehung der Rotorwicklung bewirkenden Bewegungsabnahmeglied zusammenwirkt. Vorzugsweise sind dabei Statorwicklungen und die Rotorwicklung auf dem ortsfesten Teil angeordnet und sowohl gegenüber diesem als auch gegenseitig winkelverdrehbar.
  • Die erfindungsgemäße Regelanordnung erlaubt mit einfachen Mitteln die vollständige Kompensation eventueller reproduzierbarer Fehler der übertragungseinrichtung zwischen dem beweglichen Teil und dem Zerleger und damit eine sehr genaue Regelung, was insbesondere bei der Regelung der Bewegung eines Schlittens einer Werkzeugmaschine od. dgl. von größter Bedeutung ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • F i g. 1 ist eine perspektivische Teildarstellung des bei der erfindungsgemäßen Regelanordnung verwendeten Zerlegers und: läßt erkennen, auf welche Weise die Rotorwicklungen des Zerlegers über durch eine Zahnstange angetriebene Zahnräder betätigt werden und wie die Feldwicklungen des Zerlegers mittels eines Kurvenstücks und ein Tastglied betätigt werden; F i g. 2 zeigt das Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Regelanordnung; F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen den Feldwicklungen und der Rotorwicklung eines Zerlegers der bei der Erfindung verwendeten Bauart.
  • In. F i g. 2 erkennt man ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen, mit Fehlerausgleich arbeitenden Regeleinrichtung in einer Ausbildungsform, wie sie sich bei einer automatischen Werkzeugmaschinensteuerung verwenden läßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel liest ein Streifenlesegerät 10 einen Satz von Befehlen eines vorher aufgestellten Programms ab, durch das die Bewegungen festgelegt sind, die durch eine zu steuernde Maschine, z. B. eine Fräsmaschine, ausgeführt werden sollen. Die von dem Streifen abgelesenen Informationen werden einem Leitgerät 11 zugeführt, auf dessen Ausgangsseite in der Leitung 12 ein erstes Steuersignal erscheint, während in der Leitung 13 ein zweites Signal erscheint, bei dem es sich um das Sollwertsignal handelt. In einem typischen Fall kann es sich bei diesen Signalen um Rechteckspannungen handeln, die durch den zwischen ihnen vorhandenen Phasenunterschied das Ausmaß der Bewegung repräsentieren, die durch den Sollwert festgelegt ist, der mit Hilfe des Streifenlesegeräts 10 aus dem Programm abgelesen worden ist. Das Sollwertsignal wird über die Leitung 13 einem Phasendemodulator 14 zugeführt. Das Istwertsignal wird erzeugt durch einen Sinusspannungsgenerator 15, der zweckmäßig entweder als ein Filter ausgebildet ist, der auf die Grundfrequenz oder die erste harmonische Frequenz des in der Leitung 12 erscheinenden Signals abgestimmt ist, oder aber als Sinusspannungsoszillator, der bezüglich seiner Phase durch die in der Leitung 12 erscheinende Rechteckspannung gesteuert wird.
  • Das Ausgangssignal des Sinusspannungsgenerators 15 wird über die Leitung 16 einem Phasenverschiebungsnetzwerk 17 zugeführt, ,durch das eine Phasenverschiebung dieses Signals um 90° oder -r/2 herbeigeführt wird. Das Ausgangssignal des Sinusspannungsgenerators 15 wird außerdem über die Leitung 18 unmittelbar einer der Feldwicklungen eines Zerlegers 20 zugeführt. Das Ausgangssignal des Phasenverschiebungsnetzwerks 17 gelangt über eine Leitung 19 zu einer anderen der Feldwicklungen des Zerlegers 20.
  • Das Prinzip und die bauliche Ausführung des Zerlegers 20 sind bekannt. Der Zerleger 20 umfaßt zwei gekreuzt angeordnete Feldwicklungen 21 a und 21 b (F i g. 3) und eine Rotorwicklung 22. Bei diesem Zerleger sind die Feldwicklungen in einem Statoraggregat ortsfest angeordnet, und sie werden durch elektrische Signale erregt, zwischen denen ein Phasenunterschied von 90° vorhanden ist. Die Phase .des elektrischen Ausgangssignals, das man dann der Rotorwicklung innerhalb des Feldes der gekreuzten Feldwicklungen über die Leitung 23 entnehmen kann, richtet sich nach der relativen Winkelstellung der Rotorwicklung 22, die auf einer Welle angeordnet ist, so daß die Rotorwicklung gegenüber den Feldwicklungen gedreht werden kann. Somit ist die Phase des der Rotorwicklung 22 entnommenen Ausgangssignals ein Maß für die Winkelstellung oder die Drehbewegung .der die Rotorwicklung antreibenden bzw. drehenden Welle.
  • Es sei bemerkt, daß diese als solche bekannten Zerleger im Rahmen der Erfindung gemäß F i g.1 abgeändert werden, und zwar dadurch, daß nicht nur eine Welle vorgesehen wird, um das Rotorwicklungsgehäuse 22a zusammen mit der darin angeordneten Rotorwicklung 22 anzutreiben, sondern auch durch die Verwendung von einer durch ein Kurvenstück 44 betätigte Vorrichtung zum Antreiben bzw. Drehen des Gehäuses 21 c, in dem die Statorwicklungen fest angeordnet sind. Die durch das Kurvenstück 44 veranlaßte zusätzliche Drehbewegung der Stator- oder Feldwicklungen dient in der nachstehend erläuterten Weise zum Ausgleichen von Fehlern bei :der primären Meßfunktion der Rotorwicklung. Zunächst sei jedoch angenommen, daß das Kurvenstück eine Stellung einnimmt, in der sie keine Drehbewegung der Stator- oder Feldwicklungen hervorruft. In. diesem Falle wird das der Rotorwicklung 22 über die Leitung 23 entnommene Istwertsignal eine Sinusspannung sein, deren Phase gegenüber dem in der Leitung 16 erscheinende Wechselspannungssignal durch die Stellung der Rotorwicklung bestimmt ist. Wenn der Rotor bei einer Bewegung des beweglichen Teils 30 gedreht wird, so wird diese Phase verschoben, und das Ausmaß der Phasenverschiebung liefert eine nominelle Messung der Bewegung des beweglichen Teils, das die den Rotor drehende Welle antreibt. Das in der Leitung 23 erscheinende Istwertsignal wird einem weiteren Eingang des Phasendemodulators 14 zugeführt.
  • Der Phasendemodulator 14 kann in seinen Eingangsstufen derart ausgebildet sein, daß die aus der über die Leitung 23 zugeführte Sinusspannung in eine phasenmäßig gleichwertige Rechteckspannung oder aber die aus der über die Leitung 13 zugeführte Rechteckspannung in eine phasengleiche Sinusspannung umgeformt wird. Ferner kann der Phasendemodulator 14 eine beliebige bekannte Schaltung umfassen, die eine einseitig gerichtete Ausgangsspannung oder eine Gleichspannung erzeugt, die dann den Wert Null besitzt, wenn die beiden dem Phasendemodulator zugeführten Eingangssignale phasengleich sind, d. h. wenn die Perioden der betreffenden Signale jeweils genau im gleichen Zeitpunkt beginnen, und wobei außerdem Größe und Polarität dieser Ausgangsspannung jeweils dem Ausmaß und der Voreilung bzw. Nacheilung des Phasenunterschiedes zwischen dem über die Leitung 23 zugeführten Istwertsignal und dem über die Leitung 13 zugeführten Sollwertsignal proportional ist.
  • Das Ausgangssignal des Phasendemodulators 14 wird einem Gleichstromverstärker 24 zugeführt, dessen Ausgangssignal einen Stellmotor 25 steuert, mittels dessen z. B. ein hydraulisches Steuerventil und eine Hubvorrichtung 26, betätigt werden können, um die Bewegung des beweglichen Teils 30 hervorzurufen, durch die wiederum die -durch den Block 27 angedeutete Bewegung der Zahnstange 31 und die durch den Block 28 angedeutete Bewegung des Tastgliedes 46 erzeugt wird. In F i g. 2 sind die elektrischen Verbindungen durch Vollinien und die mechanischen Verbindungen durch gestrichelte Linien angedeutet.
  • Eine Anordnung zum gleichzeitigen Messen der so erzeugten Bewegung und zum Ausgleichen der bei dieser Messung auftretenden Fehler ist in F i g.1 dargestellt. Hier sind die in F i g. 2 durch die Linien 18, 19 und 23 wiedergegebenen elektrischen Verbindungen schematisch durch ein Kabel 29 angedeutet, dessen Adern zu bzw. von dem Zerleger 20 weg führen.
  • Gemäß F i g.1 ist eine Zahnstange 31 mit dem beweglichen Teil 30 starr verbunden und zusammen mit diesem Teil beweglich, so daß sie einen Mechanismus zum Messen der Bewegung des Teils 30 gegenüber einem ortsfesten Teil 32 betätigt. Bei dem beweglichen Teil 30 kann es sich z. B. um den das Werkstück aufnehmenden Tisch einer Fräsmaschine oder einer anderen Werkzeugmaschine handeln, während das ortsfeste Teil 32 durch das Gestell der Maschine gebildet wird. Eine Welle 33, an deren einem Ende Zahnradzähne 34 ausgebildet sind, die mit der Zahnstange 31 kämmen, ist in einer beliebigen geeigneten Unterstützung 35 .drehbar gelagert; an ihrem entgegengesetzten Ende trägt die Welle 33 ein Zahnrad 36. Eine zweite ähnliche Welle 37 ist an einem Ende bei 38 mit einer Verzahnung vom gleichen Durchmesser wie .die Verzahnung 34 versehen, und -diese Zähne kämmen ebenfalls mit der Zahnstange 31; die Welle 37 ist in einer beliebigen geeigneten Unterstützung 39 drehbar gelagert und trägt an ihrem anderen Ende ein Zahnrad 40. Die Zahnräder 36 und 40 besitzen den gleichen Durchmesser, und die Zahl der Zähne ist ebenfalls die gleiche; diese Zahnräder treiben. das mit einer Verzahnung versehene Ende einer Welle 41, die die Rotorwicklungen trägt. Die Welle 41 ist in beliebigen geeigneten Unterstützungen 42a und 42b drehbar gelagert und trägt das Gehäuse 22a des Zerlegers, das in einer noch zu erläuternden Weise starr mit der Welle verbunden ist.
  • Wenn sich der Tisch der Maschine bzw. das bewegliche Teil 30 in Richtung des in F i g.1 eingezeichneten Pfeils 43 bewegt, so bewegt sich auch die Zahnstange 31 in der gleichen Richtung, und sie dreht die Welle 33, so daß das Zahnrad 36 in Richtung des zugehörigen Pfeils gedreht wird. Ähnlich dreht die Welle 37 das Zahnrad 40 in der Richtung des zugehörigen Pfeils. Die Welle 41 wird daher im Uhrzeigersinne gedreht, so daß die Rotorwicklung 22 in dem Rotorgehäuse 22a um einen Betrag gedreht wird, der sich nach dem Ausmaß der Bewegung des Teils 30 und dem Versetzungsverhältnis des vorstehend beschriebenen Antriebs richtet. Es sei bemerkt, daß die beiden Zahnräder 36 und 40 in der aus F i g.1 ersichtlichen Weise angeordnet sind, um einen toten Gang in der Antriebsverbindung auszuschalten, und daß diese Zahnräder in bekannter Weise unter Federvorspannung stehen können, um die Genartigkeit der Bewegungsübertragung gegebenenfalls noch zu erhöhen. Wenn der Zahnradmechanismus auch mit größter Sorgfalt hergestellt worden ist, so werden trotzdem gewisse kleine Unregelmäßigkeiten vorhanden sein, :die reproduzierbare Fehler bzw. Abweichungen der Phasenverschiebung hervorrufen, die in dem Signal erzeugt wird, das der Rotorwicklung :beim Messen der linearen Bewegung des Teils 30 entnommen wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das vorstehend beschriebene System, bei dem die Statorwicklungen ortsfest angeordnet sind und die Bewegung ausschließlich durch die Drehbewegung der Rotorwicklung gemessen wird, als solches betrieben, und die erwähnten Fehler werden zur endgültigen Ausbildung der Einrichtung :dadurch gemessen, daß man die tatsächliche Bewegung des Teils 30, die mit Hilfe von Endmaßen oder anderen geeigneten Präzisionsmeßgeräten gemessen wird, mit der durch den Eingangsbefehl festgelegten Bewegung vergleicht. Bei diesem Eichvorgang wird ein Befehl, der eine vorbestimmte Bewegungsstrecke des Teils 30 vorschreibt, durch das Streifenlesegerät 10 abgelesen, und das Leitgerät 11 führt hierbei dem an Hand von F i g. 2 beschriebenen Regelsystem ein geeignetes Signal zu. Dann wird die von dem Teil 30 tatsächlich zurückgelegte Strecke in der erwähnten Weise mit Hilfe von Endmaßen oder anderen Präzisionsmeßgeräten ermittelt. Hierbei zeigt es sich, daß imemr wieder reproduzierbare Fehler auftreten, die sich nach der Ausgangsstellung des beweglichen Teils 30 richten und sich genau feststellen lassen.
  • Um diese Fehler auszugleichen, wird ein Kurvenstück 44 mit einer Unterseite 45a und einer Oberseite 45 b gemäß F i g.1 so angefertigt, daß die Abweichung von einer Sandardtiefe d zwischen der Oberseite 45 b des Kurvenstücks und der gestrichelten Linie 45 c in F i g.1 der Größe und Richtung der wiederkehrenden bzw. reproduzierbaren Abweichungen bei der Bewegung der Einrichtung proportional ist. Das Kurvenstück 44 wird dann mit dem bewegliehen Teil 30 fest verbunden. Hierauf sieht man ein Tastglied 46 vor, das in einer gegenüber dem ortsfesten Teil 32 festliegenden Ebene senkrecht auf und ab bewegbar ist. Natürlich könnte sich das Standardtiefenmaß d .auch zwischen der Linie 45c und einer beliebigen anderen waagerechten Bezugsebene erstrecken, die parallel zur Bewegung des Teils 30 verläuft, Das Tastglied 46 kann ,durch beliebige geeignete Unterstützungsmittel gezwungen werden, die vorgesehene Bewegung auszuführen. Beispielsweise könnte sich das Tastglied nach unten durch eine Öffnung in dem ortsfesten Glied 32 erstrecken, in dem geeignete Lagermittel vorgesehen sind. Das Tastglied 46 ist längs einer seiner senkrechten Seitenflächen mit einer Verzahnung 47 versehen, die in die Zähne 48 eines an einem Ende der Welle 49 angebrachten Ritzels eingreift. Die Welle 49, die in einem beliebigen geeigneten Lager 50 laufen kann, trägt auf ihrem entgegengesetzten Ende ein zweites Ritzel 51 zum Antreiben eines Zahnkranzes 52, der mit einem einen kleineren Durchmesser aufweisenden hohlen Wellenabschnitt 53 starr verbunden ist, welcher sich von dem Gehäuse 21 c für die Stator- bzw. Feldwicklungen des Zerlegers aus erstreckt. Es sei bemerkt, daß sich der Wellenabschnitt 53, der Zahnkranz 52, der Gehäuseabschnitt 21e und die in dessen Innerem befestigten Feldwicklungen als einheitliches Aggregat drehen, wenn der Zahnkranz durch das Ritzel 51 in Umdrehung versetzt wird. Dieses einheitliche Aggregat ist in beliebigen geeigneten Lagermitteln gelagert, so daß es sich um das Gehäuse 22a für die Rotorwicklung 22 und um die Welle 41 drehen kann, mit der das Gehäuse für die Rotorwicklung starr verbunden ist.
  • Ferner ist eine Anschlag- und Federanordnung 54 vorgesehen, um den Zahnkranz 52 in Richtung des in F i g.1 eingezeichneten Pfeils 54 a vorzuspannen. Die Anordnung 54 ist somit bestrebt, das Ritzel 51 in der Richtung des zugehörigen Pfeils zu drehen. Hierdurch wird natürlich das Ritze148 in der gleichen Richtung gedreht, so daß das Bewegungsabnahmeglied 46 nach oben gegen die Unterseite 45a des Kurvenstücks 44 gedrückt wird, da das Gewicht des Tastgliedes 46 durch die Federkraft ausgeglichen wird.
  • Wenn die Unterseite des Kurvenstücks 45 a genau waagerecht verliefe, wie es durch die gestrichelte Linie 45 c angedeutet ist, würde eine Längsbewegung des Teils 30 entlang des Kurvenstücks 44 nicht zu einer Bewegung des Tastgliedes 46 führen, und die Feldwicklungen des Zerlegers würden ihre Stellung nicht ändern. Soweit keine auszugleichenden Fehler vorhanden sind, ist dies die normale Arbeitsweise. Mit anderen Worten, .die gestrichelte Linie 45 c deutet die Tiefe des Kurvenstücks für die Bezugslinie an, auf welche die Fehlerkorrekturen bezogen werden. Die Unterseite 45 a ist in der erwähnten Weise so bearbeitet, daß ihre Höhenlage gegenüber der Linie 45a nach gen oder unten versetzt ist, und zwar derart, daß die regelmäßig auftretenden, reproduzierbaren Fehler des bei der Einrichtung verwendeten Getriebes ausgeglichen werden.
  • Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung betätigt das Regelsystem nach F i g. 2 das bewegliche Teil 30 auf Grund eines Befehls, durch den eine vorbestimmte Bewegungsstrecke festgelegt ist. Eine nominelle Messung dieser Bewegung wird durch die Zahnräder 36 und 40 durchgeführt, die die Welle 41 antreiben und dabei die Rotorwicklung 22 um einen zu der von dem Teil 30 zurückgelegten Strecke proportionalen Winkel drehen. Die Drehbewegung der Rotorwicklung 22 führt zu einer Phasenverschiebung in dem dem Phasendemodulator 14 über die Leitung 23 zugeführten Rückmeldesignal. Wenn diese Phasenverschiebung gleich demjenigen Phasenunterschied ist, der ursprünglich zwischen dem dem Phasenmodulator 14 über die Leitung 13 zugeführten Sollwertsignal und dem den Feldwicklungen des Zerlegers 20 über die Leitung 12 zugeführten Istwertsignal besteht, so wird der Phasenunterschied gleich Null, und da das Ausgangssignal des Phasendemodulators ebenfalls den Wert Null annimmt, wird der die Bewegung des Teils 30 steuernde Motor zum Stillstand gebracht. Wie oben erwähnt, ist jedoch in der Praxis die tatsächliche Drehbewegung der Rotorwicklung 22 der von dem Teil 30 zurückgelegten Strecke nur nominell proportional, da die geringfügigen Ungeauigkeiten in dem Getriebe regelmäßig wiederkehrende reproduzierbare Fehler verursachen. Das Kurvenstück 44, das in der beschriebenen Weise mit einer variablen Tiefe hergestellt ist, dient zum Ausgleichen dieser regelmäßig wiederkehrenden Fehler. Wenn sich das Teil 30 bewegt, nimmt es das Kurvenstück 44 mit, und das Tastglied 46 bewegt sich in Berührung mit dem Kurvenstück jeweils um durch die Form der Unterseite 45 a bestimmte Beträge nach oben und unten. Diese Bewegung des Tastgliedes 46 wird über die Welle 49 und die Zahnräder 51 und 52 übertragen, um die Feldwicklungen 21 a und 21 d des Zerlegers 20 im Uhrzeigersinne oder entgegen dem Uhrzeigersinne zu drehen, so daß die positiven oder negativen Fehler der nominellen Messung durch die Drehbewegung der Feldwicklungen ausgeglichen werden, da diese Drehbewegung eine zusätzliche Phasenverschiebung in dem in der Leitung 23 erscheinenden Istwertsignal gegenüber dem in der Leitung 16 erscheinenden Wechselspannungssignal hervorruft. Um ein übertriebenes Beispiel zu geben, sei angenommen, daß das Zahnradgetriebe zum Antreiben des Rotors so ausgebildet ist, daß er eine Phasenverschiebung gleich der Phasenmodulation eines Befehls für eine Bewegungsstrecke von 25 mm erst dann erzeugt, wenn sich das Teil 30 tatsächlich um 27,5 mm bewegt hat; in diesem Falle wird die Unterseite 45a des Kurvenstücks 44 so bearbeitet, daß sie die Feldwicklungen in einer solchen Weise dreht, daß die gewünschte Phasenverschiebung hervorgerufen wird, wenn das Teil 30 tatsächlich genau eine Strecke von 25 mm zurückgelegt hat.
  • Es sei bemerkt, daß sich die in Frage kommenden Richtungen, d. h. die Abweichung der Unterseite 45 a gegenüber der Linie 45 c nach oben und unten, die zum Ausgleichen der positiven und negativen Fehler dienen, danach richten, in welcher Weise .die Windungen .der Rotorwicklung und der Feldwicklungen relativ zueinander gewickelt sind; diese Tatsache ist jedem Fachmann geläufig. Die Wahl der einen oder anderen Richtung bzw. Polarität richtet sich lediglich nach der Zweckmäßigkeit im jeweiligen Anwendungsfalle.
  • Zwar wurde der Zerleger 20 und die zum Ausgleichen der Fehler dienenden Verbindungen an Hand von F i g. 2 an einem typischen Anwendungsbeispiel als Bestandteil eines Regelsystems behandelt, doch sei bemerkt, daß man die gleiche Einrichtung und das gleiche Verfahren natürlich auch benutzen könnte, um lediglich ein elektrisches Signal zu erzeugen, das ein Maß für die Bewegung des Teils 30 gibt, ohne daß dieses Signal als Istwert einem Regler zugeführt werden müßte, um diese Bewegung zu steuern. Wenn das Ausgangssignal des Phasendemodulators statt mit dem den Stellmotor 25 steuernden Verstärker 24 einem Meßgerät oder einer anderen Anzeigevorrichtung zugeführt würde, und wenn das Teil 30 durch völlig unabhängige Mittel angetrieben würde, so ist zu erkennen, daß die Größe und die Polarität des Ausgangssignals des Phasendemodulators 14 ein Maß für die Bewegung des Teils 30 ist, bei dem die Fehler ausgeglichen sind.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Elektrische Regelanordnung zum Regeln der Bewegung eines gegenüber einem ortsfesten Teil beweglichen Teils, insbesondere zum Regeln der Bewegung eines Schlittens einer Werkzeugmaschine, mit einer Einrichtung zur Phasenmodulation eines Wechselspannungssignals in Abhängigkeit von der Iststellung des beweglichen Teils sowie einer Phasenvergleichseinrichtung zum Steuern des beweglichen Teils in Abhängigkeit von der Phasenbeziehung zwischen dem Istwertsignal und einem die Sollstellung in der Phase abbildenden Sollwertsignal, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß zum Ausgleich von durch die Istwert-Phasenmodulationseinrichtung regelmäßig auftretenden Fehlern eine Vorrichtung (44) zur zusätzlichen Phasenmodulation des Istwertsignals in Abhängigkeit von der Bewegung des beweglichen Teils (30) vorgesehen ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur nominellen Phasenmodulation des Wechselspannungssignals eine Rotorwicklung (22) umfaßt, die durch das bewegliche Teil (30) in Abhängigkeit der Bewegung desselben winkelverstellbar ist und die Einrichturig zur Phasenmodulation in Abhängigkeit von Fehlern Statorwicklungen (21a, 21b) umfaßt, die mit dem Wechselspannungssignal beaufschlagt und in Abhängigkeit von den regelmäßig auftretenden Fehlern winkelverstellbar sind.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (30) ein Kurvenstück (44) aufweist, das mit einem die Drehung der Rotorwicklung (22) bewirkenden Tastglied (46) zusammenwirkt.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungen (21 a, 21 b) und die Rotorwicklung (22) auf dem ortsfesten Teil (32) angeordnet sind und sowohl gegenüber diesem als auch gegenseitig winkelverdrehbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 847 353, 956 606; deutsche Auslegeschrift Nr. 1018 967.
DET16571A 1958-04-21 1959-04-21 Elektrische Regelanordnung mit Fehlerausgleich Pending DE1204737B (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE847353C (de) * 1950-03-04 1952-08-25 Schoppe & Faeser Feinmechanik Geraet zum Abtasten von ebenen Kurven
DE956606C (de) * 1946-03-25 1957-01-24 Edgar Gretener Dr Ing Anlage zur Fernuebertragung von Drehbewegungen auf elektromechanischem Wege
DE1018967B (de) * 1954-12-20 1957-11-07 Guenther Ziegler Selbsttaetige Steuerung fuer Brennschneidmaschinen zum selbsttaetigen Ausschneiden beliebiger Formstuecke aus Platten

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