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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur numerischen Steuerung der
Bewegung eines Gegenstandes, insbesondere des Werkzeuges bei einer Werkzeugmaschine,
bei der einem oder mehreren Stellmotoren je eine erste Steuerimpulsfolge, deren
Frequenz proportional der Vorschubgeschwindigkeit ist, und eine zweite Steurimpulsfolge,
deren Impulsgesamtzahl proportional der Weglänge in jeder Koordinatenrichtung ist,
zugeführt wird und die Steuerimpulsfolgen in jedem Bahnabschnitt aus durch einen
Programmgeber vorgegebenen Impulszahlen für die Vorschubgeschwindigkeit und die
Weglänge gebildet werden.
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Eine solche Anordnung ist aus der französischen Patentschrift 1210
071 bekannt. Zur Erzeugung der einzelnen Steuerimpulsfolgen für jeden Bahnabschnitt
ist es erforderlich, die Gesamtheit der vorgegebenen Impulse auf eine bestimmte
Periodendauer zu verteilen bzw. zu interpolieren. Die Interpolation soll so genau
wie möglich sein. Zu diesem Zweck verwendet die bekannte Anordnung drei binäre Register
für die Impulszahlen der Weglängen in den drei Koordinatenrichtungen sowie einen
Interpolator, der die Steuerimpulsfolge für die Vorschubgeschwindigkeit bildet.
Der Schaltungsaufwand für den Interpolator, der die gewünschte mittlere Frequenz
der Steuerimpulsfolge in Abhängigkeit von den Impulszahlen für die Weglänge erzeugt,
ist erheblich. Die bekannte Anordnung erlaubt nur eine geradlinige Bewegung des
Gegenstandes bzw. des Werkzeuges. Die Steuerung von gekrümmten und insbesondere
kreisbogenförmigen Bewegungsbahnen ist nicht möglich.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin,
bei der Anordnung der eingangs geschilderten Art die Erzeugung der Steuerimpulsfolgen
und die Interpolation mit einem geringeren Schaltungsaufwand durchzuführen. Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Speicher zu Beginn jedes
Bahnabschnittes leere Speicherstellen vorgesehen sind, deren Speichervermögen kleiner
ist als die zugehörigen Impulszahlen, daß zur wiederholten Einspeicherung der Impulsfolgen
eine Addierstufe vorgesehen ist und daß die jeweils über die gefüllte Speicherstelle
überströmenden Impulse die Steuerimpulsfolge für die Stellmotoren bilden.
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Diese Anordnung zeichnet sich durch eine sehr einfache und zweckmäßige
Bauweise aus, da für jede einzelne Steuerimpulsfolge nur eine einzige Speicherstelle
vorgesehen ist. Damit bietet sich auch die Möglichkeit, das Einspeichern der Impulszahlen
in die einzelnen Speicherstellen zu vereinfachen. Außerdem weist die erfindungsgemäße
Anordnung den Vorteil auf, daß nicht nur für geradlinige Bahnabschnitte, sondern
auch für gekrümmte bzw. kreisbogenförmige Bahnabschnitte Steuerimpulsfolgen gebildet
werden können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Übersichtsschaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, F i g. 2 eine Darstellung der Arbeitsweise
der Anordnung für die Interpolation bei Kreisbögen.
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Ein Lochstreifen wird in einem Lesegerät 30 (F i g. 1) abgetastet,
dessen acht Ausgänge einem Steuerblock 32 zugeführt werden. Der Lochstreifen wird
in dem Lesegerät zum Abtasten der 'nächsten Querreihe weiterbewegt, wenn ein Signal
von der Steuereinrichtung 34 empfangen wird. Die Steuereinrichtung 34 kann auch
von Hand betätigt werden, um die selbsttätige Steuerung zu beginnen oder um Teile
des Programms zu überspringen.
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Die Steuereinrichtung 34 wird ihrerseits von einer logischen Steuereinheit
62, die den Vorschub des Lochstreifens steuert, und vom Steuerblock 32, der eine
Unterbrechung des Abtastens bewirkt, wenn auf dem Lochstreifen ein Paritätsfehler
festgestellt wird, gesteuert.
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Alle Steuereinheiten sind von einer Taktsteuerung 38 getaktet. Nur
beim Auftreten eines Taktimpulses können die Flip-Flops der nachstehend beschriebenen
Einrichtungen umgeschaltet werden. Die Taktimpulse von einem Impulsgenerator
40, einem Multivibrator mit fester Frequenz, werden an einen Zeiteinstellgenerator
42 weitergeleitet, welcher als Signalquelle dient, um die nötigen Funktionen zeitgerecht
auszulösen. Der Zeiteinstellgenerator 42 besteht im wesentlichen aus einer endlosen
Kette von 20 Flip-Flops, die so angeschlossen sind, daß die in der Kette aufeinanderfolgenden
Flip-Flops bei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen ihren Schaltzustand ändern. Somit
ändert jedes Flip-Flop in der Kette seinen Zustand einmal bei jedem 20. Taktimpuls.
Jedes Flip-Flop gibt bei seinem Zustandwechsel einen Ausgangsimpuls ab, und zwar
von dem Zeitpunkt, zu dem er seinen Zustand wechselt, bis zum Zustandwechsel des
nächsten Flip-Flops. Diese Ausgangsimpulse T; bis T20 werden der Steuerung über
20 Leitungen zugeführt. Der Impuls T20 wird an eine weitere endlose Kette von vier
Flip-Flops geführt, so daß der Ausgang jedes einzelnen Flip-Flops der zweiten Kette
in der Zeit, in welcher vier TwImpulse erzeugt worden sind, einmal auf hohem Potential
ist, d. h. einmal für jeweils 80 Taktimpulse. Die vier Flip-Flops übertragen auf
einer von vier Leitungen während der 20 Taktimpulse, in denen sie sich in einem
umgeschalteten Zustand befinden, einen Ausgangsimpuls. Diese Ausgangssignale treten
jeweils nach den Zeitspannen W1, W2, W3 und W4 auf den entsprechenden
Leitungen auf. Der Zeiteinstellgenerator 42 überträgt stets auf einer W Leitung
und auf einer T-Leitung Ausgangsimpulse. Die Aktivierung der nachgeschalteten Steuerung
findet zu einem beliebigen bestimmten Zeitpunkt innerhalb der sich stets wiederholenden
80 Impulse statt. Hierzu sind die entsprechenden Leitungen mit UND-Gattern
verbunden.
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Zur Umsetzung der eingelesenen Informationen in die binäre Form dient
eine binäre Addierstufe 44. Das Speichern der Impulszahlen in binärer Form vollzieht
sich in dem statischen Register 52 und in zwei Schaltverzögerungsregistern 48 und
50, in denen die Impulse umlaufen und die vorzugsweise magnetostriktiv arbeiten.
Das Register 48 hat die Aufgabe, die Impulszahlen Dx, Dy, DZ für die Weglänge einer
geradlinigen Bewegungsbahn längs der drei Koordinatenrichtungen sowie die Zahlen
Xi, Yi für die Anfangskoordinaten des Radiusvektors eines Kreisbogens und die Impulszahl
FR für die Vorschubgeschwindigkeit des Gegenstandes bzw. Werkzeuges für beide Bewegungsbahnen
kurzzeitig zu speichern.
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Die Register 48 und 50 sehen eine Verzögerung vor, die so lang ist,
daß die bei einem bestimmten Taktimpuls eingegebenen Impulse die Register 80 Taktimpulse
später verlassen. Sie halten somit beispielsweise vier Wörter aus je 20 Zeichen
zurück.
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Der Steuerblock 32 gibt diese Wörter in solcher Weise in die Register
48 und 50 ein, daß bestimmte Zahlen in bestimmten, durch den Zeiteinstellgenerator
42 vorgegebenen Zeitspannen austreten. Bei einer
geradlinigen Bewegung
tritt die Impulszahl Dy in der Zeitspanne W1, Dz in der Zeitspanne W2, FR
in der Zeitspanne W3 und D" in der Zeitspanne W4 aus. Das Register
50 speichert die Impulszahlen Xf, Yf für die Endkoordinaten eines Kreisbogens
vorübergehend während der Zeitspannen W1 und W4 (Index T) und ist
aktiv während der Zeitspannen W2 und W3 (Index A). Der Steuerblock 32 leitet
die umgewandelten Zahlen zu dem richtigen Abschnitt der Register 48
und 50,
indem er die vom Lochstreifen abgetasteten und gespeicherten Adressen verwendet.
Auch die Information bezüglich einer geradlinigen oder kreisförmigen Bewegungsbahn
wird in dem statischen Register 52 gespeichert. Der Inhalt der beiden Register
48 und 50 wird zu dem Steuerblock 32 zurückgeführt, so daß
dessen Inhalt ständig zunimmt.
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Zur Ausgabe der Impulszahlen Xf, Yf ist ein Ausgang des Registers
50 mit der Vergleichsstufe 54 verbunden.
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Der Ausgang des Registers 48 ist an ein UND-Gatter
56 angeschlossen. Dieses Gatter besitzt einen Ausgang für ein drittes Schaltverzögerungsregister
58 mit einer Verzögerungszeit von 80 Impulsen. Dieses Register führt die
Speicherung der aktiven Impulszahlen Dx, Dy und Dz sowie der Impulszahlen FR durch.
Wie in F i g. 1 gezeigt, wird FR in der Zeitspanne W1, Dx in der Zeitspanne
W2, Dy in der Zeitspanne W3 und Dz in der Zeitspanne W4 gespeichert. Es ist
zu beachten, daß diese Reihenfolge sich von der Reihenfolge der Speicherung in dem
Register 48 insofern unterscheidet, als jede Zahl um zwei Zeitspannen vorgeschoben
oder verzögert wird. Die Änderung der Reihenfolge ist nämlich notwendig, da während
der kreisförmigen Bewegung Impulszahlen D" und Dy in dem aktiven Register
58 jedesmal, wenn sie aus dem Register austreten, um eine Zahl derart geändert
werden, daß sie immer die gewünschte Entfernung des Werkzeuges von dem Mittelpunkt
des zu erzeugenden Kreises wiedergeben.
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Da die kreisförmige Bewegung unterbrochen wird, wenn die jeweilige
Stellung des Werkzeuges den Zahlen Xf und Yf für die Endkoordinaten entspricht,
ist es erforderlich, daß die Zahlen Xf und Yf, die in dem Register enthalten sind,
während Zeitspannen aus dem Register austreten, zu denen auch die Zahlen Dz und
Dy austreten, so daß die beiden verglichen werden können, um ihr gleichzeitiges
Auftreten festzustellen. Daher wird, um die Zahlen D" und Dy in der richtigen Reihenfolge
in dem Register 58 zu speichern, der normale Betrieb des Zeiteinstellgenerators
42 unmittelbar nach der Übergabe des Speicherinhalts von dem Register
48 auf das Register 58 durch das Gatter 56 geändert. Diese
Änderung hat ein Überspringen der Zeitspannen W3 und W4 in dem betrachteten Zyklus
und einen unmittelbaren Übergang auf die nächste Zeitspanne W1 zur Folge. Dadurch
wird die Zahl, die in der Zeitspanne, die vorher als die Zeitspanne W3 angesehen
wurde, aus dem Register 48 austritt, in der Zeitspanne, die jetzt als Zeitspanne
W1 gilt, in das Register 58 eingeschrieben. Gleichzeitig werden die beiden vorübergehend
gespeicherten Zahlen in dem Register 50 auf die aktiven Speicherstellen FRT und
DZT übertragen.
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Der Zeiteinstellgenerator 42 wird über die Leitung
60 von der logischen Steuereinheit 62 so gesteuert, daß er diese Veränderung
durchführen kann. Die Steuereinheit 62 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters
56 über eine Leitung 64 verbunden, so daß der Speicherinhalt von dem Register
48 auf das Register 58
übertragen werden kann. Zur gleichen Zeit wird
der Speicherinhalt des statischen Registers 52 auf ein aktives Register
66 über ein UND-Gatter 68 übertragen.
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Im folgenden wird die Erzeugung der Steuerimpulsfolge für die Vorschubgeschwindigkeit
beschrieben. Dabei ist es gleichgültig, ob eine geradlinige oder kreisförmige Bewegungsbahn
bzw. eine Interpolation für eine geradlinige oder kreisförmige Bewegungsbahn durchgeführt
wird. In beiden Fällen werden die Steuerimpulse für die Vorschubgeschwindigkeit
in gleicher Weise erzeugt.
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Die Impulszahl für die Vorschubgeschwindigkeit, welche in binärer
Form in dem Register 58 gespeichert ist, tritt während der Zeitspanne W1
mit dem am wenigsten bedeutenden Bit zuerst aus, geht durch die halbe Addierstufe
70 hindurch, die sie unbeeinffußt läßt, und gelangt dann zu einem UND-Gatter
72, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines UND-Gatters 74 verbunden
ist. Das UND-Gatter 74 wird in der Zeitspanne W1 durch ein Signal von einem
frei laufenden Multivibrator 76 vorbereitet, dessen Ausgangsfrequenz von
Hand einstellbar ist und dazu verwendet wird, die Geschwindigkeit, mit welcher der
Stromkreis arbeitet, zu steuern. Das Ausgangssignal des Multivibrators 76 wird mit
den Taktimpulsen des Impulsgenerators 40 in einer Synchronisiereinheit
78 synchronisiert, deren Ausgang mit dem UND-Gatter 74
verbunden ist.
Wenn die Synchronisiereinheit einen Ausgangsimpuls liefert, dann gibt das UND-Gatter
74
bei der folgenden Zeitspanne W1 ein Ausgangssignal ab, so daß das UND-Gatter
72 die Impulszahl für die Vorschubgeschwindigkeit durchläßt und einer vollständigen
Addierstufe 80 zuführt.
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Der zweite Eingang der Addierstufe 80 ist mit dem Ausgang eines
Speichers 82 verbunden, der wiederum als Schaltverzögerungsregister mit einer
Zeitverzögerung von 80 Impulsen aufgebaut ist. Der Speicher 82
ist zu Beginn
jedes Bahnabschnittes, für den eine Steuerimpulsfolge erzeugt werden soll, leer.
Eine der Funktionen der Addierstufe 80 besteht darin, die Impulszahl der
Vorschubgeschwindigkeit in die erste Speicherstelle RFR des Speichers
82 einzuführen, wobei die am wenigsten bewertete Ziffer der Impulszahl der
niedrigsten Ziffernposition der Speicherstelle zugeführt wird. Während der Zeitspanne
W1 wird die Impulszahl für die Vorschubgeschwindigkeit in die Speicherstelle des
Registers 82 laufend eingespeichert, bis ein Übertströmen der Impulse aus
dem Speicher 82
erfolgt, das durch Abtasten des Zustandes eines Flip-Flops
der Addierstufe 80 zum richtigen Augenblick der Zeitspanne W1 festgestellt wird.
Dieser Augenblick ist von der Länge der Impulszahl für die Vorschubgeschwindigkeit
abhängig. Wenn die Länge 10 Stellen oder weniger beträgt, dann wird das Überströmen
durch den Schaltzustand des Flip-Flops in der Addierstufe 80 bei T11, für 11 Stellen
bei T12, für 12 Stellen bei T13 und für 13 Stellen (maximale Länge) bei T14 festgestellt.
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Die aus den Überströmimpulsen bestehende Steuerimpulsfolge wird einer
Addiersteuerstufe 84 zugeführt, die so arbeitet, daß sie den zweiten Eingang
des UND-Gatters 72 während der folgenden Zeitspannen W2, W3 und W4 konditioniert.
Dies ermöglicht es der Addierstufe 80, die in den Register 58 gespeicherten Impulszahlen
Dx, Dy und Dz für lineare Interpolation oder Xi, Yi für kreisförmige Interpolation
zu verarbeiten.
Bei der linearen Interpolation, d. h. zur Erzeugung
der Steuerimpulsfolge für lineare Weglängen, werden die Zahlen D., Dy und Dz in
den Speicherstellen DzA, DyA, D.,A in dem Register 58 gespeichert. Wenn sie aus
dem Register 58 austreten, werden sie durch die halbe Addierstufe 70 hindurchgeführt,
die nur eine Veränderung der Zahlen bei einer kreisförmigen Interpolation durchführt,
und dann zu dem UND-Gatter 72 weitergeleitet. Hat ein Überströmen aus der Speicherstelle
RFR des Speichers 82 unmittelbar vorher stattgefunden, dann gestattet das UND-Gatter
72 den Durchgang der Impulszahlen zu der vollständigen Addierstufe 80. Hier wird
D" in die Speicherstelle Rx des Speichers addierend eingespeichert, Dy in die Speicherstelle
Ry und Dz in die Speicherstelle Rz.
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Die Steuerimpulsfolge, die bei W2 T20, W3 T20
und
W4 T20 auftritt, stellt wiederum die Überström-Impulse der drei Speicherstellen
in dem Speicher 82 dar. Die Überströmimpulse werden einem Befehlsimpulsdetektor
86 zugeführt.
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Da die drei Speicherstellen in demselben Verhältnis überströmen, wie
die drei Impulszahlen in Beziehung zueinander stehen, werden die Überströmimpulse,
die am Ausgang des Befehlsimpulsdetektors 86 in den Zeitspannen W2, W3 und
W4 anstehen, in dem Verhältnis der drei Impulszahlen zueinander erzeugt.
Somit findet eine Interpoltion statt.
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Zur Interpolation ist ferner noch notwendig, daß die Impulserzeugung
beendet wird, wenn die Anzahl der Impulse in jeder der drei Impulsfolgen der vorgegebenen
Impulszahl gleich ist. Da die Geschwindigkeit der Impulserzeugung in den drei Impulsfolgen
dem Verhältnis der Impulszahlen entspricht, ist zu beachten, daß diese Impulserzeugung
bei allen drei Impulsfolgen etwa gleichzeitig beendet wird.
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Es ist ein Merkmal des binären Systems, daß beim 2n-maligen Addieren
einer gegebenen Zahl von der Länge n Bits die Anzahl der von der bedeutendsten Ziffer
der gegebenen Zahl erzeugten Überströmimpulsen gleich der Zahl selbst ist. Wenn
beispielsweise die binäre Zahl 101 = 5 zu sich selbst 2smal addiert wird, so wird
eine Anzahl von fünf Überströmmpulsen von der drittbedeutendsten Ziffer erzeugt.
Zur Erzeugung einer ausreichenden Anzahl von Überströmimpulsen aus einer Reihe von
drei Impulszahlen müssen daher 211 Additionen durchgeführt werden, wobei
n
gleich der Zahl der Ziffern in der längsten der drei Zahlen ist.
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Die drei Impulszahlen sind so gespeichert, daß ihre niedrigsten Ziffern
(Markierungsimpulse) innerhalb jedes Wortes in derselben Zeitstellung liegen und
die bedeutendste Ziffer der größten der drei Zahlen in der der letzten Stelle (T19)
zunächst liegenden Stelle liegt. Außerdem trägt jede der drei Zahlen einen Markierungsimpuls
als Ersatz für die niedrigste Ziffer.
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Das Auftreten einer Anzahl von Additionen in dem Speicher 82, welche
ausreicht, um eine Zahl von Überströmimpulsen zu erzeugen, die den Impulszahlen
gleich sind, wird durch Abtasten der Speicherstellen des Speichers 82 bestimmt.
Wenn eine ausreichende Anzahl von Additionen stattgefunden hat, dann wird der Inhalt
jeder Speicherstelle gleich 0, da eine binäre Zahl mit n bedeutenden Ziffern bei
einer Multiplikation mit 2n ein Produkt ergibt, in welchem die ersten n bedeutenden
Ziffern Nullen sind. Da die niedrige Ziffer der Zahl eine »1« (Markierungsimpuls)
ist, weist das Produkt in den ersten n bedeutenden Ziflern erst nach 2n Mulitplikationen
Nullen auf. Da der Markierungsimpuls nicht als eigentlicher Teil der Zahl betrachtet
wird, tritt die eigentliche Nullbedingung auf, wenn in der bedeutendsten Stelle
(T19) eine »l« auftritt, der in allen anderen Stellen Nullen vorangehen. Unter bestimmten
Umständen kann die Nullbedingung auch auftreten, wenn diese »1« sich in einer niedrigeren
Stelle befindet, welcher ausschließlich Nullen folgen. Dieser Fall wird in der folgenden
Beschreibung des Impulsvervielfachers 110 noch erläutert.
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Die Nullbedingung wird von einem Nulldetektor 94 festgestellt, dessen
Eingänge von den UND-Gattern 92 und 105 gespeist sind. Das Gatter 92 weist Eingänge
vom Speicher 82 und von dem »linearen« Ausgang des aktiven Registers 66 auf.
Wenn die Nullbedingung auftritt, dann gibt der Nulldetektor 94 einen Ausgangsimpuls
an das UND-Gatter 88, dessen zweiter Eingang ebenfalls mit dem linearen Ausgang
des Registers 66 verbunden ist, so daß ein Signal zur Beendigung der Bewegung erzeugt
wird, das auf die logische Steuereinheit 62 übertragen wird.
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Bei der kreisförmigen Interpolation müssen die Stellmotoren mit Impulsen
gespeist werden, die zeitlich nicht gleichmäßig aufeinanderfolgen, wie es bei der
linearen Interpolation der Fall ist, sondern in Abhängigkeit vom Sinus bzw. Kosinus,
da die eine Impulsfolge ihre maximale Impulsgeschwindigkeit dann erreicht, wenn
die andere Impulsfolge eine minimale Impulsgeschwindigkeit hat.
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F i g. 2 zeigt die Impulsfolgen für die X- und Y-Achse für eine kreisförmige
Bewegungsbahn, die im vierten Quadranten (-Xi, --Yi) beginnt und im ersten Quadranten
(+Xf, +Yf) endet.
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Um in den Steuerimpulsfolgen für die kreisförmige interpolierte Bewegungsbahn
veränderliche Impulsgeschwindigkeiten zu erhalten, ist es erforderlich, die wiederholt
während der Addition in die anfangs leeren Speicherstellen eingespeicherten Zahlen
zu verändern. Dabei werden die einzuspeichernden Zahlen als den Koordinaten eines
Radiusvektors gleichwertig betrachtet. Beim Fortschreiten der Bewegungsbahn werden
die Zahlen in derselben Weise verändert, wie sich der Radiusvektor verändert. So
wird entsprechend F i g. 2 bei Beginn des Bahnabschnittes jedesmal, wenn aus der
Speicherstelle, in die die Impulszahl xi addierend eingespeichert wird, ein Überströmimpuls
austritt, die Impulszahl yi um »1« erhöht, da die Yi-Komponente des Radiusvektors
ansteigt. In ähnlicher Weise betätigt beim Beginn des in F i g. 2 gezeigten Bahnabschnitts
jeder Überströmimpuls von der Speicherstelle für die Impulszahl yi einen Stromkreis,
welcher die Impulszahl xi um »l« vermindert. Wenn der Punkt A
erreicht ist,
dann muß die Impulszahl xs für jeden Überströmimpuls um »1« erhöht und die Impulszahl
yt um »l« vermindert werden.
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Die Überströmimpulse der Speicherstelle für xi bilden die Steuerimpulsfolge
für den Stellmotor in der Y-Richtung und die Überströmimpulse der Speicherstelle
für yi die Steuerimpulsfolge für den Stellmotor in der X-Richtung.
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Bei der kreisförmigen Interpolation werden die Impulszahlen xi und
yi in den Speicherstellen DxA und DYA des Registers 58 gespeichert. Aus dem
Register 58
gelangen die Zahlen durch die halbe Addierstufe 70, welche zu
Anfang nicht in Betrieb ist und erst dann die Zahlen verändert, nachdem die ersten
Überströmimpulse erzeugt worden sind. Die Impulszahlen gehen dann durch das Gatter
72 zur vollständigen Addierstufe
80, von der die Zahlen xi und
yi in die Speicherstellen Rx und Ry des Speichers 82 addierend eingespeichert werden,
wenn ein Überströmimpuls in der Speicherstelle RFR als Folge der Addition der Impulszahl
FR aufgetreten ist. Das Überströmen der Speicherstellen Rx und Ry des Speichers
82 wird durch den Befehlsimpulsdetektor 86 in der gleichen Weise wie bei der linearen
Interpolation festgestellt. Die die Steuerimpulsfolgen längs der beiden Koordinatenrichtungen
X, Y bildenden Überströmimpulse werden ebenso an UND-Gatter 100 zurückgeführt,
dessen zweiter Eingang mit dem »kreisförmigen« Ausgang des aktiven Registers 66
verbunden ist. Das UND-Gatter 100 bildet den zweiten Eingang für die halbe Addierstufe
70, die jetzt entweder eine »1« von der Impulszahl xi oder yi abzieht oder zuzählt.
Das entsprechende Vorzeichen wird von einem Vorzeichenspeicher 102 an die
halbe Addierstufe 70 geliefert. Der Vorzeichenspeicher 102
ist eingangsseitig
mit einer Speicherstufe 104 verbunden, die ihrerseits mit dem Ausgang des
UND-Gatters 56 verbunden ist. Die Speicherstufe 104 speichert das
Vorzeichen der Vorschubgeschwindigkeit, das auf dem Lochstreifen enthalten ist.
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Ein Eingang des Vorzeichenspeichers 102 ist über ein UND-Gatter 106
mit dem Nulldetektor 94 verbunden. Während der kreisförmigen Interpolation empfängt
der Nulldetektor 94 das Ausgangssignal des Gatters 105, von dem ein Eingang mit
dem Ausgang der halben Addierstufe 70 verbunden ist. Wenn der Inhalt der Speicherstellen
D"A oder DYA des Speichers 58 nach Durchgang durch die halbe Addierstufe 70 gleich
0 ist, dann bildet der Nulldetektor 94 über das Gatter 106 ein Signal für den Vorzeichenspeicher
102. Dieses Signal bewirkt in Abhängigkeit von der Richtung der kreisförmigen Bahn
und dem bisherigen Vorzeichen eine Änderung der beiden Impulszahlen xi, yi. Die
Ausgänge des Vorzeichens 102 speisen nicht dargestellte Steuerungen der Stellmotoren.
Jedesmal, wenn xi oder yi. gleich 0 wird, muß nämlich die Bewegungsrichtung des
anderen Stellmotors umgekehrt werden. Wenn somit der Punkt A in F i g. 2 erreicht
ist, dann wird xi gleich 0, und die Richtung des Y-Stellmotors muß umgekehrt werden.
Der Vorzeichenspeicher 102 muß also die halbe Addierstufe 70 so steuern, daß bestimmt
wird, ob ein Impuls zu xi und yi zugezählt oder abgezogen werden soll, und daß die
Vorzeichen für die X- und Y-Stellmotoren erzeugt werden.
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Der Ausgang der halben Addierstufe 70 ist auch mit der Vergleichsstufe
54 verbunden, welche die Impulszahlen xi und yi gemäß ihrer Abwandlung ununterbrochen
mit den Inhalten der Speicherstellen xF.i und yFA des Registers 50 vergleicht, in
denen die Zahlen Xf und Yf gespeichert sind. Der Vergleich wird nach Impulszahlen
und Vorzeichen durchgeführt. Wenn beide Impulszahlen und Vorzeichen übereinstimmen,
dann sendet die Vergleichsstufe 54 ein Signal an den Steuerblock 62, so daß der
Bahnabschnitt beendet und die nächste Information von der vorübergehenden Speicherung
in die aktive Speicherung übergeführt wird.
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Die Steuerimpulsfolge wird von dem Befehlsimpulsdetektor 86 einem
Impulsvervielfacher 110 zugeführt, gleichgültig ob eine kreisförmige oder lineare
Interpolation durchgeführt wurde. Der Impulsvervielfacher 110 erzeugt einen, zwei
oder vierAusgangsimpulse für jeden empfangenen Impuls, abhängig von der Länge der
Impulszahl für die jeweilige Vorschubgeschwindigkeit, die maximal 13 Stellen beträgt.
Für eine Länge von 12 Stellen werden vier Ausgangsimpulse pro Eingangsimpuls, für
11 Stellen zwei Ausgangsimpulse und für 10 oder weniger Stellen ein Ausgangsimpuls
erzeugt.
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Somit kann die Steuerungsanordnung mit mäßiger Geschwindigkeit arbeiten.
Der Impulsvervielfacher tastet die Länge der Impulszahl für die Vorschubgeschwindigkeit
beim Übertragen von der vorübergehenden auf die aktive Speicherung über das Gatter
56 ab. Eine von drei Kombinationen von Flip-Flops wird in Abhängigkeit von der Länge
der Impulszahl eingestellt. Diese Flip-Flops gestatten die Abgabe von einem, zwei
oder vier Ausgangsimpulsen im Anschluß an den Empfang eines Impulses von dem Detektor
86.
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Liefert der Impulsvervielfacher 110 mehrere Ausgangsimpulse je Eingangsimpuls,
dann wird die Gesamtzahl der von den Impulszahlen vorgegebenen Steuerimpulsfolge
verhältnismäßig schneller erreicht, so daß die Impulserzeugung im gleichen Verhältnis
früher beendet werden muß. Hierfür erzeugt der Nulldetektor 94 früher das
Signal zur Beendigung einer linearen Bewegungsbahn. Ohne Impulsvervielfachung wird
nämlich das Signal dann erzeugt, wenn in den ersten 18 Positionen der Speicherstellen
Rx, Ry, Rz des Speichers 82 Nullen vorhanden sind. Bei einer Verdoppelung der Impulse
wird nun beim Vorhandensein von Nullen in den ersten 17 Positionen das Signal abgegeben
und bei einer Impulsvervielfachung mit dem Faktor 4 beim Vorhandensein von Nullen
in den ersten 16 Positionen. Dadurch werden die Impulszahlen durch zwei oder vier
dividiert und die spätere Vervielfachung ausgeglichen. Dabei können den Stellmotoren
maximal zwei Impulse verlorengehen, so daß die Genauigkeit der Steuerung entsprechend
herabgesetzt wird.
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Bei der kreisförmigen Interpolation wird dagegen die Impulserzeugung
durch den bereits beschriebenen Vergleich der Impulszahlen xi und yi mit den Zahlen
Xf und Yf beendet. Die Steuerimpulsfolgen am Ausgang des Impulsvervielfachers 110
werden dann Stellmotoren zugeführt, welche eine Bewegung auf den X-, Y- und Z-Achsen
hervorrufen. Die VorschubgeschNvindigkeit der Stellmotoren ist dann proportional
der Frequenz der ersten Steuerimpulsfolge und die Weglängen proportional der Gesamtzahl
der Impulse der zweiten Steuerimpulsfolge.