DE1220929B - Numerische Programmsteuerung mit einem Lageregelkreis, vorzugsweise fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents

Numerische Programmsteuerung mit einem Lageregelkreis, vorzugsweise fuer Werkzeugmaschinen

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DE1220929B
DE1220929B DEL41475A DEL0041475A DE1220929B DE 1220929 B DE1220929 B DE 1220929B DE L41475 A DEL41475 A DE L41475A DE L0041475 A DEL0041475 A DE L0041475A DE 1220929 B DE1220929 B DE 1220929B
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Dipl-Ing Elmar Goetz
Dipl-Ing Peter Boese
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Description

  • Numerische Programmsteuerung mit einem Lageregelkreis, vorzugsweise für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine numerische Programmsteuerung mit einem Lageregelkreis, vorzugsweise für Werkzeugmaschinen, bei der außer den Lagesollwerten auch Gesehwindigkeitssollwerte vorgegeben sind und die Lageistwerte einem Codemaßstab entnommen werden.
  • Es ist bekannt, bei der numerischen Positionierung von Werkzeugmaschinen außer den Lagesollwerten auch Geschwindigkeitssollwerte vorzugeben. Zur Lageregelung sind Lagemeßeinrichtungen erforderlich, die bei absolut digitalem Meßverfahren aus Codemaßstäben bestehen. Als Istwertgeber für Geschwindigkeitsregelkreise dienen bei den bekannten numerischen Steuerungen analog arbeitende Meßeinrichtungen, z. B. mit Stellmotoren gekoppelte Tachogeneratoren. Oft ist jedoch, z. B. aus Genauigkeitsgründen, eine rein digitale ; Ermittlung der Geschwindigkeitsregelabweichungen aus digitalen Soll- und Istwerten erwünscht. Eine Umsetzung der analog gemessenen Geschwindigkeitsistwerte in entsprechende digitale Werte hätte außer zusätzlichem Aufwand einen Genauigkeitsverlust zur Folge.
  • Bei numerischen Programmsteuerungen mit einem Lageregelkreis, dessen Istwerte einem Codemaßstab entnommen werden, wird zur Vermeidung des erwähnten Genauigkeitsverlustes gemäß der Erfindung auch die Istgeschwindigkeit aus einer Spur des Codemaßstabes abgeleitet, indem entsprechende Impulse von einem rückstellbaren Zähler zyklisch summiert und die Summenwerte über einen taktbaren Speicher dem Geschwindigkeitsvergleichsglied zugeführt werden. Die Erfindung ist in der Gesamtheit der sie kennzeichnenden Merkmale zu sehen.
  • Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Bei der Anordnung nach der F i g. 1 wird die feinste Spur Sp eines digitalen Codemaßstabes C für die Geschwindigkeitsregelung herangezogen. Der Maßstab kann beispielsweise fest an der Maschine angeordnet sein und mittels einer an dem bewegten Maschinenteil angeordneten lichtelektrischen Abtasteinrichtung abgetastet werden. Die gesamte Anordnung besteht aus einem Programmspeicher L, dessen Informationen in die Programmverarbeitung P gegeben werden. In der Programmverarbeitung stehen die Lagesollwerte Xk und die Geschwindigkeitssollwerte Xk,, beispielsweise als digitale Signale an.Diese gelangen zu einem digitalenLagevergleichsglied LV und zu einem digitalen Geschwindigkeitsvergleichsglied GV. Der Lageistwert X wird als digitales Signal von dem Codemaßstab C abgenommen und dem Lagevergleichsglied LV zugeführt. Die Lageregelabweichung Xw wird als digitales Signal einem Digital-Analog-Umsetzer DA1 zugeführt. Dessen Ausgang wird einem Verstärker V zugeführt, der einen Stellmotor M ansteuert. Die Regelstrecke ist mit ST angedeutet.
  • Die Abtastimpulse der feinsten angedeuteten Spur Sp des Codemaßstabes C werden als digitales Signal ferner einer digitalen Zähleinrichtung SG zu- geführt, deren Ausgang das Geschwindigkeitsvergleichsglied GV beaufschlagt. Die Geschwindigkeitsregelabweichung X" wird als digitales Signal einem weiteren Digital-Analog-Umsetzer DA 2 zugeführt, dessen Ausgang gleichfalls auf den Verstärker V geschaltet ist.
  • Wie oben bereits erwähnt, wird für die Geschwindigkeitsregelung die feinste Spur des Codemaßstabes C herangezogen und abgetastet. Die sich dadurch ergebenden Spannungsimpulse werden gezählt. In der F i g. 2 ist in schematischer Form die Zähleinrichtung SG dargestellt. Sie besteht aus einem Binärzähler Z, dem Impulse 1 der Abtasteinrichtung der feinsten Spur Sp des Codemaßstabes zugeführt werden. Dieser Zähler wird nach bestimmten Zeitintervallen von Taktimpulsen L auf Null zurückgestellt. Beispielsweise tritt jede Sekunde ein Rückstelltaktimpuls auf und stellt den Zähler Z wieder auf Null. Das Zählergebnis ist proportional der Geschwindigkeit des zu verstellenden Maschinenelementes. Läuft beispielsweise dieses Element mit relativ großer Geschwindigkeit, so hat entsprechend der Zähler Z sehr weit gezählt. Steht die Maschine still, so hat der Zähler Z überhaupt nicht gezählt. Bevor der Rückstelltaktimpuls den Zähler auf Null stellt, wird der Zählerstand jeweils durch einen Taktimpuls t1 auf eine Speicheranördnung S- übertragen. Der Zähler zählt somit in den Zeitintervallen zwischen den Takten t1 die Impulse I, gibt danach das Ergebnis in den Speicher S und wird danach durch den Takt L- wieder gelöscht. Hierauf fängt der Zähler Z wieder von neuem an zu zählen usw.
  • Binärzähler Z und. Binärspeicher S werden durch ein schematisch angedeutetes Steuerwerk ST' angesteuert. Dieses Steuerwerk gibt für den Speicher S den Speichertakt t1 und für den Binärzähler Z den Löschtakt L aus. Das Steuerwerk liefert beispielsweise jede Sekunde einen Speichertaktimpuls t1, der die überführung des Standes des-.Zählers Z in -den.-Speicher S veranlaßt. Anschließend gibt das Steuerwerk ST' den Löschtaktimpuls L, der den Zähler Z wieder auf Null--stdllt. Der Löschtäkt L wirkt nur kurzzeitig, wonach der Zähler- dann wieder von neuem zu zählen anfängt. Der@-üm- Speicher S anstehende Wert, der der Zahl der je Zeiteinheit gezählten Impulse entspricht, stellt die Istgeschwindigkeit dar. Im angenommenen Beispiel möge ein Impuls 10 gm entsprechen, entsprechend der Schwarz-Weiß-Teilung der feinsten Rasterspur Sp. Treten also zehn- solcher Impulse pro Sekunde als Meßzeitintervall auf, dann ist eine- Verstellung des Maschinenelementes von 10 - 10 I,m pro Sekunde erfolgt. Der Ausgang des Speichels S beaufschlagt das Geschwindigkeitsvergleichsglied GV, dem .außerdem ein der programmierten Geschwindigkeit entsprechendes Signal Xk,, zugeführt wird: Bei der Anordnung wird eine programmierte Geschwindigkeit eingegeben, mit der beispielsweise der Maschinentisch verstellt werden soll. Nach der F i g. 1 wird in den Verstärker V außerdem eiul Werl der Lageabweichung eingegeben.' Befindet sich dei Maschinentisch weit ab vom-Abgleich, so dominiert die Geschwindigkeitsabweichung. Kommt der Maschinentisch in die. Nähe des Abgleiches, so wird die Geschwindigkeitsabweichung X" praktisch unterdrückt, und es wirkt nur noch die Lageabweichung X". Die Unterdrückung der Geschwindigkeitsabweichung X, geht beispielsweise so vor sich, daß bei einem bestimmten niedrigen Wert der Geschwindigkeitsabweichung ein Signal erzeugt wird, das den Kreis für die Geschwindigkeitsregelung abschaltet.
  • Sämtliche digitalen Bausteine können so ausge-_.bildet sein, daß sie -mehrstellige. Binärzahlen zerr arbeiten und/oder ausgeben.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:. Numerische Programmsteuerung mit Lageregelkreis, vorzugsweise für Werkzeugmaschinen, bei der außer den Lagesollwerten auch Geschwindigkeitssollwerte vorgegeben sind und die Lageistwerte einem Codemaßstab entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Istgeschwindigkeit aus einer Spur des Codemaßstabes abgeleitet wird, indem entsprechende Impulse von einem rückstellbaren Zähler zyklisch summiert und die Summenwerte über einen taktbaren Speicher dem Geschwindigkeitsvergleichsglied zugeführt werden.. -In Betracht gezogene Druckschriften: »VDI-Zeitschrift«, 1958, Nr, 33, S.1573 bis 1577; -Heilingbrunner; »Technik der Automatisierung«, 1958, S. 106 und 112.-- -
DEL41475A 1962-03-14 1962-03-14 Numerische Programmsteuerung mit einem Lageregelkreis, vorzugsweise fuer Werkzeugmaschinen Pending DE1220929B (de)

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