DE1513177C

DE1513177C - Numerically controlled device for curve tracking, in particular by means of a tool

Info

Publication number: DE1513177C
Authority: DE
Inventors: Susumu Kokubunji Seki (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Publication date: 1972-12-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine numerisch gesteuerte Vorrichtung zur Kurvenverfolgung, insbesondere durch ein Werkzeug, mit einem ersten Generator für die Erzeugung von Grundführungsimpulsen zur Verfolgung einer Grundkurve, mit einem zweiten Generator für die Erzeugung von Variablen darstellenden Variablensignalen und für die Erzeugung von Versetzungsimpulsen zur Verfolgung der Variablen, mit einer Uberlagerungseinrichtung für die überlagerung der Grundführungsimpulse und der Versetzungsimpulse zur Gewinnung von Versetzungsführungsimpulsen für die Verfolgung einer von der Grundkurve um einen Vefsetzungsabstand versetzten Kurve, mit einer Versetzungseinstelleinrichtung für die Erzeugung von Anfangssignalen, die die Anfangswerte der Variablen entsprechend dem Versetzungsabstand darstellen, und für die Einspeisung der Anfangssignale in den zweiten Generator, mit einem Rechner für die Durchführung'notwendiger Rechenoperationen und mit einer an den Rechner angeschlossenen Steuereinrichtung für die Erzeugung von Befehlssignalen und deren Einspeisung in eine Tor-. einheit zur Steuerung der Variablen.The invention relates to a numerically controlled device for curve tracking, in particular by a tool, with a first generator for generating basic guide pulses for following a basic curve, with a second generator for generating variables representing Variable signals and for generating displacement pulses to track the variables, with a superimposing device for superimposing the basic guide pulses and the displacement pulses to obtain dislocation guide impulses for the pursuit of an offset from the basic curve by a displacement distance Curve, with an offset setting device for the generation of initial signals that set the initial values of the variables according to the offset distance represent, and for feeding the initial signals into the second generator, with a Computer for performing the necessary arithmetic operations and with a connected to the computer Control device for generating command signals and feeding them into a gate. unit for controlling the variables.

Beim Betrieb bekannter numerisch gesteuerter konturbildender oder -bearbeitender Werkzeugmaschinen"⁵ wird üblicherweise nur der Ort bzw. die Lage des" Schneidwerkzeug- bzw. Fräsermittelpunkts durch Befehle eingegeben. Wenn also bei einer solchen, bekannten Werkzeugmaschine der Radius des Fräsers geändert wird, muß ein neuer, für die Lage des Mittelpunkts des neuen Fräsers passender Befehlslochstreifen od. dgl. hergestellt werden. Ein Befehlslochstreifen, der diese Lagen bestimmt, wird im allgemeinen mittels eines Digitalrechners od. dgl. hergestellt. Es muß also jeweils mit Hilfe eines Digitalrechners ein neuer Befehlslochstreifen od. dgl. angefertigt werden, wenn der Radius des Fräsers geändert wird.When operating known numerically controlled ^{contour-forming or machining machine tools "5} , usually only the location or the position of the" cutting tool or milling cutter center point is entered by commands. So if the radius of the milling cutter is changed in such a known machine tool, a new, for the location of the center of the new milling cutter suitable command perforated strips or the like must be produced. An instruction punch tape which determines these positions is generally produced by means of a digital computer or the like. So it must be made with the help of a digital computer a new command tape or the like, if the radius of the milling cutter is changed.

Es ist bereits auch eine numerisch gesteuerte Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 153 109), bei der die Bewegungen des Werkzeugs aus Geraden- und Kreis-. bogenstücken zusammengesetzt werden. Dabei ist im wesentlichen' offengelassen, wie im einzelnen die Geraden- bzw. Kreisbogenstücke der um. den Versetzungsabstand gegen die Gruhdkurvenstücke versetzten Kurve tatsächlich konstruiert werden, 'da . diese Literaturstelle sich vor allem mit der Gewinnung des Startpunkts und des Endpunkts der versetzten Kurve aus den entsprechenden Punkten der Grundkurve beschäftigt.A numerically controlled device of the type mentioned is already known (cf. German Auslegeschrift 1 153 109), in which the movements of the tool from straight and circular. arc pieces are assembled. It is essentially 'left open, as in detail the Straight or circular arc pieces of the. the offset distance curve offset against the basic curve pieces can actually be constructed, 'da . this reference is mainly concerned with obtaining the starting point and the end point of the offset Curve from the corresponding points of the basic curve employed.

Ähnlich ist es bekannt (VDI-Zeitschrift 100 [1958], S. 1566 bis 1572, insbesondere S. 1568), die Grundkurve durch Geraden- und Kreisbogenstücke zu approximieren.It is similarly known (VDI-Zeitschrift 100 [1958], pp. 1566 to 1572, in particular p. 1568), the basic curve to approximate by straight lines and circular arcs.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch Vermeidung einer Approximation der versetzten bzw. Grundkurve durch Geraden- und Kreisbogenstücke die Genauigkeit bei der Verfolgung der versetzten Kurve, insbesondere durch ein Werkzeug, zu erhöhen.It is therefore the object of the invention, in the device of the type mentioned at the outset, to avoid it an approximation of the offset or basic curve by straight lines and circular arcs To increase accuracy when following the offset curve, especially by means of a tool.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der erste Generator auch die Tangentenrichtung der Grundkurve darstellende Tangentensignale erzeugt, daß der zweite Generator solche Variablensignale erzeugt, daß die Variablen den Umfang eines Kreises beschreiben, dessen Radius gleich dem vorgegebenen Versetzungsabstand ist und dessen Mittelpunkt auf der Grundkurve- liegt, daß der Rechner an den ersten Generator und den zweiten Generator angeschlossen ist und ein Skalarproduktsignal entsprechend demThis object is achieved in that the first generator also the tangent direction of the basic curve generates representative tangent signals that the second generator generates such variable signals, that the variables describe the circumference of a circle, the radius of which is equal to the specified offset distance and its center point is on the base curve, that the computer is at the first Generator and the second generator is connected and a scalar product signal corresponding to the

Skalarprodukt der von den Tangentensignalen und den Variablensignalen dargestellten Vektoren berechnet, daß die Steuereinrichtung Befehlssignale erzeugt, die die Änderungsrichtung der Variablensignale entsprechend dem Skalarproduktsignal darstellen, und daß die Toreinheit, deren Eingang mit dem Ausgang der Steuereinrichtung und deren Ausgang mit dem zweiten Generator verbunden ist, die Änderungsrichtung der Variablensignale so steuert, daß das Skalarproduktsignal Null wird, um dadurch die Versetzungsführungsimpulse derart zu variieren, daß sie die zu der Grundkurve um den Versetzungsabstand versetzte Kurve verfolgen.Calculates the scalar product of the vectors represented by the tangent signals and the variable signals, that the control device generates command signals which correspond to the direction of change of the variable signals represent the scalar product signal, and that the gate unit, whose input with the output the control device and whose output is connected to the second generator, controls the direction of change of the variable signals so that the Scalar product signal becomes zero, thereby varying the displacement guide pulses so that they trace the curve offset from the base curve by the offset distance.

Im Gegensatz zum Stand der Technik (vergleiche z. B. deutsche Auslegeschrift 1 153 109), bei dem die versetzte Kurve aus der Grundkurve approximiert wird, indem man eine Anzahl von Geraden- und Kreisbogenstücken verwendet,, wird also erfindungsgemäß die versetzte Kurve als Hüllkurve von Kreisen beliebigen Radius gebildet, was folgende Vorteile hat:In contrast to the prior art (see e.g. German Auslegeschrift 1 153 109), in which the offset curve is approximated from the basic curve by adding a number of straight lines and Pieces of circular arcs are used, so according to the invention the offset curve is used as the envelope curve of circles formed any radius, which has the following advantages:

1. Die Versetzungsoperation ist Sehr einfach, da die versetzte Kurve direkt aus jeder beliebigen Grundkurve durch eine einzige Verfahrensschrittart gewonnen werden kann, während nach dem bekannten Stand der Technik die Versetzungs- *⁵ operation sehr kompliziert ist, da sie davon abhängig gemacht wird, ob die Grundkurve gerade oder gekrümmt ist (vgl. insbesondere in der deutschen Auslegeschrift 1153 109 Fig. 4 bis 7). '1. The transfer operation is very simple, since the offset curve can be obtained directly from any base curve by a single Verfahrensschrittart while according to the prior art, the dislocation * ⁵ operational very complicated because it is made depends on whether the basic curve is straight or curved (cf. in particular in German Auslegeschrift 1153 109 FIGS. 4 to 7). '

2. Eine komplizierte Tor-Gruppe (G in Fig. 3 der deutschen Auslegeschrift 1 153 109) entfällt.2. A complicated gate group (G in Fig. 3 of the German Auslegeschrift 1 153 109) is omitted.

3. Eine Fehlerüberlagerung oder -anhäufung findet grundsätzlich nicht statt, da die Berechnung so vorgenommen wird, daß das Skalarprodukt Null wird, im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik, wo eine Fehleranhäufung erfolgt, da dort das Skalarprodukt nicht berechnet wird.3. An overlay or accumulation of errors does not take place, because the calculation is so is made that the scalar product is zero, in contrast to the known state of Technique where there is an accumulation of errors because the scalar product is not calculated there.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fi g. 1 die Hüllkurve einer Schar von Kreisen, deren Mittelpunkte auf einer Grundkurve liegen,Fi g. 1 the envelope curve of a family of circles whose centers lie on a basic curve,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer bekannten numerisch gesteuerten Vorrichtung zur Kurvenverfolgung, 2 shows the block diagram of a known numerically controlled device for tracking curves,

Fig. 3 das Prinzip der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Diagramm,Fig. 3 shows the principle of operation of the invention Device in a diagram,

F i g. 4 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung,F i g. 4 shows the block diagram of an exemplary embodiment the device according to the invention,

Fig. 5 und 6 den Betrieb des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4,Figs. 5 and 6 show the operation of the embodiment according to Fig. 4,

Fig. 7 bis 10 Blockschaltbilder der wesentlichen ' Baugruppen des Ausführungsbeispiels' nach F i g. 4 undFig. 7 to 10 block diagrams of the essential ' Assemblies of the embodiment 'according to FIG. 4th and

Fig. 11 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebes der in Fig. 10 gezeigten Baugruppe.FIG. 11 is a timing diagram for explaining the operation of the assembly shown in FIG.

Der Ort oder die Lage des Mittelpunkts eines Schneidwerkzeugs, speziell eines Fräsers, einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine soll in einem defi- ßo nierten Abstand, der dem Radius des Fräsers entspricht, von der Kontur des Werkstückes liegen. Der Aufenthalt seitlich von der Kontur eines Werkstückes unter Einhaltung einer vorbestimmten Beziehung gemäß vorstehender Erläuterung wird Versetzung genannt. Wenn ein Werkstück mit einer gekrümmten Kontur gemäß der Kurve α der Fig. 1 mit einer numerisch gesteuerten konturbildenden oder -bearbeitenden Werkzeugmaschine be- bzw. gearbeitet werden soll, muß der Mittelpunkt des Fräsers so geführt werden, daß er der Kurve b in einem Versetzungsabstand gleich dem Radius r des Fräsers folgt. Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erzeugung einer solchen Information angegeben. -The location or the position of the center of a cutting tool, especially a milling cutter, of a numerically controlled machine tool should be at a defined distance, which corresponds to the radius of the milling cutter, from the contour of the workpiece. Staying to the side of the contour of a workpiece while maintaining a predetermined relationship as explained above is called an offset. If a workpiece with a curved contour according to curve α of FIG. 1 is to be machined with a numerically controlled contour-forming or -machining machine tool, the center of the milling cutter must be guided so that it is equal to curve b at an offset distance follows the radius r of the milling cutter. According to the invention, an apparatus for generating such information is specified. -

Es sei angenommen, daß die Kontur eines Werkstückes durch die Grundkurve It is assumed that the contour of a workpiece is defined by the basic curve

X = X(r), Y = Y(r) X = X (r), Y = Y (r)

im kartesischen Koordinatensystem unter Verwendung eines Parameters τ angegeben wird.is specified in the Cartesian coordinate system using a parameter τ.

Eine bekannte Vorrichtung zur Verfolgung einer solchen Grundkurve arbeitet nach dem Prinzip gemäß Fig. 2, indem eine Soll-Führungsimpulsfolge erhalten wird durch Eingeben der entsprechendenA known device for following such a basic curve works according to the principle Fig. 2, in which a target guide pulse train is obtained by inputting the appropriate

Werte vonValues of

mieren vonming of

dXdX άτάτ dXdX

und
undand
and

ALAL

άτάτ

άΥάΥ

in Register 1 und 1', Sumin Akkumulatoren 2 und 2'in register 1 and 1 ', Sumin accumulators 2 and 2'

dr drdr dr

jeweils über Zeitimpulse At bei Erreichen von Toren 3 und 3', Abnehmen von positiven Ubertragimpulsen, die vom höchstwertigen Bit der Akkumulatoren durch Addition erlangt werden, als positiv verlaufende Führungsimpulse AX+ und AY + , Abnehmen von negativen Ubertragimpulsen, die vom höchstwertigen Bit der Akkumulatoren erlangt werden, als negativ verlaufende Führungsimpulse AX- und AY- undin each case via time pulses At when gates 3 and 3 'are reached, removal of positive transfer pulses that are obtained from the most significant bit of the accumulators by addition, as positive running guide pulses AX + and AY +, removal of negative transfer pulses that are obtained from the most significant bit of the accumulators are, as negative leading impulses AX- and AY- and

Veränderung von —r—und —,— gemäß der zu verfolgenden Kurve. Es gibt zwei Möglichkeiten für die Änderung von —?— und-—7— : In dem einen FallChange of —r — and -, - according to the one to be followed Curve. There are two ways of changing -? - and - 7 -: In one case

und —— durch Einheitswerte fortlau-and - - continuous through standard values-

werdenwill

dXdX

άτ """ dr άτ """dr

fend durch Einspeisung von Impulsen an Anschlüssen A (-57") und A [-g—) geändert, wie in Fig. 2 gezeigt wird, und im anderen Fall werden neue Wertefend by supplying pulses to terminals A (-57 ") and A [-g-) as shown in Fig. 2, and in the other case new values

von (—-,— 1 und [—5—) in die Register 1 und Γ \άτ J₀ \ άτ J₀ ^& from (- -, - 1 and [—5—) to registers 1 and Γ \ άτ J ₀ \ άτ J ₀ ^&

eingegeben. Im allgemeinen tritt der erste Fall auf, wenn eine glatte Kurve, deren Tangentenrichtung sich stetig ändert, eingehalten werden soll, und der "zweite Fall, wenn ein Knickpunkt existiert/bei dem sich die Tangentenrichtung unstetig ändert. :entered. In general, the first case occurs when a smooth curve, the tangent direction of which changes continuously, is to be observed, and the "second case, when there is an inflection point / at which the tangent direction changes discontinuously.:

Es wird nun die durch die Kurve (X (τ), Υ [τ)) im X— Y-Koordinatensystem beschriebene Kontur des Werkstücks durch Einführung eines Parameters τ' in einem neuen Koordinatensystem X' — Y' ausgedrückt durchThe contour of the workpiece described by the curve (X (τ), Υ [τ)) in the X- Y coordinate system is now expressed by introducing a parameter τ ' in a new coordinate system X' - Y '

das durch Parallelverschiebung zum Koordinatensystem X-Y erhalten wird und dessen Koordinatenursprung der Kurve (X (τ), Υ (τ)) folgt. Diese Kurve geht durch den Koordinatenursprung des Systems X' — Y', wenn V = τ ist. Die Steigung der Kurve am Ursprung ist: ■ ..which is obtained by parallel displacement to the coordinate system XY and whose coordinate origin follows the curve (X (τ), Υ (τ)). This curve goes through the coordinate origin of the system X '- Y' when V = τ. The slope of the curve at the origin is: ■ ..

\δτ' ' Or'J ^T-^T-\~d7~' ~£Γ~)^τ
_ _/dX dY\ ■ ■ (3) \ δτ ' 'Or'J ^T - ^T - \ ~ d7 ~ '~ £ Γ ~) ^τ
_ _ / dX dY \ ■ ■ (3)

"^r7Vdr' drj" ^r 7Vdr 'drj

Während des Fräsens soll also die Lage des Fräsers so bestimmt werden, daß sein Umfang im Sy-During the milling process, the position of the milling cutter should be be determined in such a way that its scope is

i 513i 513

stem X'—Y' den Koordinatenursprung passiert und daß die. Steigung am Koordinatenursprung mit (—τ—, —j—J zusammenfällt. Anders ausgedrückt, wenn man. annimmt, daß der Fräsermittelpunkt die Koordinaten (x, y) im. System X'—Y' hat, müssen diese Koordinaten den Bedingungen genügen:stem X'-Y ' passes the coordinate origin and that the. The gradient at the origin of the coordinates coincides with (—τ—, —j — J. In other words, if one assumes that the milling cutter center point has the coordinates (x, y) in the system X'-Y ' , these coordinates must satisfy the following conditions:

x²+/ =x ² + / =

(4)(4)

(5)(5)

IOIO

An einem Punkt, woAt one point where

4f).4f).

^I5I5

ändert, kann angenommen werden, daß ein Bogen von minimalem Radius existiert. Für einen üblichen Befehl ist {Χ (τ), Y (τ)) ohne Versetzung das gleiche wie der Befehl einer Parallelverschiebung zum X' — Y'-System, und der Fräsermittelpunkt wird dann als im Koordinatenursprung des Koordinatensystems X' — Y' fixiert angesehen. Das heißt, falls eine Versetzung erforderlich ist, wird diese durch überlagerung eines Befehls für die Ausführung einer Ver-Schiebung des Fräsermittelpunkts im X' — Y.'-System mit dem üblichen Befehl erreicht. Die Steuerung wird also wie folgt erreicht: Im System X'— Y' wird zu Beginn eines Intervalls, in dem die" Versetzung notwendig ist, der Fräsermittelpunkt vom Koordinatenursprung zu dem Punkt (x, y) gebracht, der so ' gesteuert wird, daß er den Beziehungen (4) und (5) genügt, und danach wird der Fräsermittelpunkt in Übereinstimmung mit (x, y) während des besagten Intervalls bewegt und am Ende dieses Intervalls zum Koordinatenursprung zurückgebracht. changes, it can be assumed that an arc of minimum radius exists. For a common command, {Χ (τ), Y (τ)) without offset is the same as the command of a parallel shift to the X '- Y ' system, and the cutter center is then fixed as being in the coordinate origin of the X '- Y' coordinate system viewed. That is, if an offset is required, this is achieved by superimposing a command for executing a shift of the cutter center point in the X' -Y. 'system with the usual command. The control is thus achieved as follows: In the system X'-Y ' at the beginning of an interval in which the "offset is necessary, the milling cutter center point is brought from the origin of the coordinates to the point (x, y) , which is controlled in such a way that it satisfies relations (4) and (5), and then the milling cutter center is moved in accordance with (x, y) during said interval and at the end of this interval it is returned to the coordinate origin .

Gemäß der Erfindung wird der Befehl für die Versetzung für numerisch gesteuerte konturbildende bzw. -bearbeitende Maschinen auf der Basis des vorstehend erläuterten Prinzips in der Weise erreicht, daß eine Information für die Einhaltung der Grundkurve {X (τ), Y {τ)), die die Kontur des Werkstückes wiedergibt, und ein Variablensignal (x, y)- benutzt werden, das so gesteuert ist, daß es an den Umfang des Kreises x² + y² = r² in Übereinstimmung mit einem Fräserradiusbefehl gebunden ist und daß das innereAccording to the invention, the command for the offset for numerically controlled contour-forming or -machining machines is achieved on the basis of the principle explained above in such a way that information for compliance with the basic curve {X (τ), Y {τ)), which represents the contour of the workpiece, and a variable signal (x, y) - used, which is controlled so that it is bound to the circumference of the circle x ² + y ² = r ² in accordance with a cutter radius command and that the inner

oder Skalarprodukt S = χ —r— + y -3— des Vektorsor scalar product S = χ —r— + y -3— of the vector

fax dy
I—j— d fax dy
I — y— d

(x„ y) mit dem Tangentenvektor (x "y) with the tangent vector

_A der _A the

dr ' dr J dr 'dr J

Grundkurve zu Null gemacht wird; die Versetzung der Kurve von der Grundkurve wird gesteuert durch überlagerung einer Führungsimpulsfolge für die Versetzung des Fräsermittelpunkts von der ursprünglichen Lage (O, O) nach (x, y), einer Führungsimpuls-folge für die Versetzung des Fräsermittelpunkts von. (x, j;) nach (0, 0) und einer Führungsimpulsfolge für die Versetzung des 'Fräsermittelpunkts in Übereinstimmung mit der Änderung von (x, y) mit der Führungsimpulsfolge für die Einhaltung der Grundkurve. Die Bedingung, daß (x, y) den Gleichungen (4) und (5) genügen soll, wird anschaulicher ausgedrückt durch Bindung von (x, y) an den Umfang des Kreises (4), x² + y² — r², Berechnung der linken Seite der Gleichung (5), χ (-3—) + y(~d~J' ^uni* B^estmimung ^und Steuerung der Änderungsrichtung von (x, y) auf der Basis dieser Ergebnisse.Base curve is made zero; The offset of the curve from the basic curve is controlled by superimposing a guide pulse train for the offset of the milling cutter center point from the original position (O, O) to (x, y), a guide pulse train for the offset of the milling cutter center point from. (x, j;) to (0, 0) and a guide pulse train for the offset of the 'milling center point in accordance with the change of (x, y) with the guide pulse train for the maintenance of the basic curve. The condition that (x, y) should satisfy equations (4) and (5) is expressed more clearly by binding (x, y) to the circumference of circle (4), x ² + y ² - r ² , Calculate the left side of the equation (5), χ (-3-) + y (~ d ~ J ' ^uni * ^{determination} ^and control the direction of change of (x, y) on the basis of these results.

F i g·. 4 zeigt das prinzipielle Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine. In Fig. 4. bezeichnet A einen (üblichen) ersten Generator für die Einhaltung der Kurve ohne Versetzung, der seine notwendigen Informationen durch eine Steuereinrichtung D (die später beschrieben wird) empfängt und Grundführungsimpulse AX und A Y für die Verfolgung bzw. Einhaltung der Grundkurve unter der Kontrolle der Steuereinrichtung D erzeugt. Die Grundführungsimpulse AX und Δ Y werden in eine Uberlagerungseinrichtung■ E gegeben (die später beschrieben wird). F ist ein Eingabegerät zur Eingabe von Informationen, die die Grundkurve betreffen, sowie Betrag und Richtung der Versetzung u. dgl. in die Steuereinrichtung D. B ist ein zweiter Generator (für die Änderung von (x,; y)) längs des Kreises x² +. y² = r² und hat Register für die Speicherung der beiden Variablen χ und y; der Generator B wird durch die Steuereinrichtung D gesteuert und hat die Funktion (x, y) im Uhrzeiger-^ sinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn in Uber^.. einstimmung mit den Befehlen von der Steuereinrichtung D zu ändern. Die Versetzungsimpulse Ax und Ay vom Ausgang des Generators B werden in die Einrichtung E gegeben.F ig ·. 4 shows the basic block diagram of a preferred exemplary embodiment of the device according to the invention for a numerically controlled machine tool. In Fig. 4, A denotes a (usual) first generator for keeping the curve without offset, which receives its necessary information through a controller D (which will be described later) and provides basic guidance pulses AX and AY for following the basic curve the control of the control device D generated. The basic guide pulses AX and Δ Y are given to a superimposing device ■ E (which will be described later). F is an input device for inputting information relating to the basic curve, as well as the amount and direction of the offset and the like, into the control device D. B is a second generator (for changing (x ,; y)) along the circle x ² +. y ² = r ² and has registers for storing the two variables χ and y; the generator B is controlled by the control device D and has the function (x, y) to change clockwise or counterclockwise in accordance with the commands from the control device D. The displacement pulses Ax and Ay from the output of the generator B are fed into the device E.

B' ist ein Generator für die Abgabe einer Führungsimpulsfolge für die Verschiebung des Fräsermittelpunkts von der ursprünglichen Läge nach (x, y) oder umgekehrt, unter Verwendung des im Generator B gespeicherten Wertes von (x, y). B ' is a generator for the output of a guide pulse train for the displacement of the milling cutter center point from the original length to (x, y) or vice versa, using the value of (x, y) stored in the generator B.

C ist ein Rechner, der durch die Steuereinrichtung D gesteuert wird und die Funktion hat, aus den empfangenen Informationen über die Tangentenrichtung C is a computer which is controlled by the control device D and has the function of using the received information about the tangent direction

(—7—, —j—J längs der Grundkurve vom Generator A und über (x, y) vom Generator B das Skalarprodukt S gemäß der folgenden Gleichung zu bilden:(—7—, —j — J along the basic curve from generator A and via (x, y) from generator B to form the scalar product S according to the following equation:

(4fH(4fH

(6)(6)

und entsprechende Signale zu erzeugen. Die Steuereinrichtung D steuert den Betrieb der Generatoren^ und B sowie des Rechners C. Insbesondere hat die Steuereinrichtung die Funktion, die Richtung der Änderung von (x, y) im Generators gemäß dem Wert von S so zu steuern, daß sich S dem Wert Null nähert. Die Uberlagerungseinrichtung E dient zur überlagerung der Grundführungsimpulse AX und AY vom Generator A und der Versetzungsimpulse Ax und Ay vom Generator B in Übereinstimmung mit einem Signal von der Steuereinrichtung D und zur Erzeugung von Führungsimpulsen für die versetzte Kurve. .and generate corresponding signals. The control device D controls the operation of the generators ^ and B and the computer C. In particular, the function of the control device is to control the direction of change of (x, y) in the generator according to the value of S so that S becomes zero approaching. The superimposition device E serves to superimpose the basic guide pulses AX and AY from generator A and the offset pulses Ax and Ay from generator B in accordance with a signal from the control device D and to generate guide pulses for the offset curve. .

Im folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung von Fig. 4 beschrieben. Zunächst arbeitet der Generator A in der Weise, daß er die Grundkurve (X(τ), Y(t)), die in Fig. 5 gezeigt ist, verfolgt. Folgend der Änderung von (X, Y) ändert sich im allgemeinen die Information entsprechend der Richtung der Tangenten an die Grundkurve. Die (-τ—, ~3Τ") entsprechende Information wird vom Generator A in den Rechner C gegeben. Andererseits wird (x, y), das die Bedingung x² + y² — r² erfüllt, im Generator B gespeichert, und eine Information darüber wird in den Rechner C gegeben. Im Rechner C wirdThe operation of the apparatus of Fig. 4 will now be described. First, the generator A operates to follow the basic curve (X (τ), Y (t)) shown in FIG. Following the change in (X, Y) , the information generally changes according to the direction of the tangents to the basic curve. The information corresponding to (-τ—, ~ 3Τ ") is fed from generator A to computer C. On the other hand, (x, y), which fulfills the condition x ² + y ² - r ² , is stored in generator B , and a Information about this is given to computer C. In computer C,

^s = ^v (sr) + ^s = ^v (sr) +

^ausout

/dX άΥ/ dX άΥ

("ST· ST ("ST · ST

^undand

IOIO

V dr ' dr.V dr 'dr.

gebildet, und eine entsprechende Information über das Ergebnis wird in die Steuereinrichtung D gegeben, das die weitere Steuerung auf der Basis dieser Information bestimmt.formed, and a corresponding information about the result is given to the control device D , which determines the further control on the basis of this information.

Die Beziehung zwischen (x, y), (—7—, —?—] und S ist derart, daß S > 0 ist, wenn (x, y) auf der den Endpunkt des Vektors (-τ—, ~h~) enthaltenden Seite der durch den Koordinatenursprung des X'—7'-Systems gehenden und senkrecht zu ί —j—, —j—j stehenden Linie liegt, und daß S < 0 ist, wenn (x, y) auf der anderen Seite dieser Linie liegt. Wenn (x, y) auf dieser Linie liegt, so ist S = 0. Das heißt [bezugnehmend auf Fig. 5 (I)], wenn (x, y) eine Versetzung nach der linken Seite, bezogen auf die Bewegungsrichtung, ist (d. h. im allgemeinen links von der Kurve X (τ), Y (τ) liegt), so bewirkt die Steuereinrichtung D eine Drehung von (x, y) entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, wenn S > 0 ist, und im Uhrzeigersinn, wenn S < 0 ist. Im Gegensatz dazu [bezugnehmend auf F i g. 5 (2)] bewirkt die Steuereinrichtung D eine Drehung von (x, y) im Uhrzeigersinn, wenn S > 0 ist, und entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, wenn S < 0 ist, für den Fall, daß (x, y) eine Versetzung nach der rechten Seite, bezogen auf die Bewegungsrichtung, bezeichnet.The relationship between (x, y), (—7—, -? -] and S is such that S> 0 if (x, y) on the the end point of the vector (-τ—, ~ h ~) containing side of the line going through the origin of the X'-7 'system and perpendicular to ί -j-, -j- j , and that S <0 if (x, y) is on the other side of this line If (x, y) lies on this line, then S = 0. That is, [refer to FIG. 5 (I)], if (x, y) is an offset to the left with respect to the direction of movement, (ie generally to the left of the curve X (τ), Y (τ)), the control device D causes a rotation of (x, y) counterclockwise if S> 0 and clockwise if S In contrast, [refer to Fig. 5 (2)], the controller D rotates (x, y) clockwise when S> 0 and counterclockwise when S <0 , in the event that (x, y) is a displacement to the right, based on di e direction of movement, designated.

Durch den vorstehend erläuterten Befehl von der Steuereinrichtung D ändert sich (x, y) im Generator B derart, daß es den Punkt erreicht, bei dem S = O ist, und wenn die ÄnderungsgeschwindigkeitBy the above-mentioned command from the controller D , (x, y) changes in the generator B so that it reaches the point where S = O and when the rate of change

von I-j—> -3—J (m Abhängigkeit von t), verglichen mit der von (x, y),'genügend klein ist, wird der Zustand S = O praktisch aufrechterhalten. from I-j—> -3-J (m dependence on t) with that of (x, y), 'is sufficiently small, the state S = O is practically maintained.

Wenn die Änderungsgeschwindigkeit von (~j^~>'If the rate of change of (~ j ^ ~> '

-g—) (in Abhängigkeit von τ) groß ist, wird als Gegenmaßnahme dazu die Steuerung durch die Steuereinrichtung D wie folgt bestimmt: Der Generator A wird nur betätigt, wenn der Wert von S in der Nähe von 0 liegt, während der Betrieb des Generators A zu anderen Zeiten unterbrochen ist. Bei einer solchen Konstruktion kann (x, y), selbst wenn der Krümmungsradius der Grundkurve (X (τ), Υ (τ)).-g—) (as a function of τ) is large, the control by the control device D is determined as a countermeasure as follows: The generator A is only actuated when the value of S is close to 0, while the Generator A is interrupted at other times. With such a construction, (x, y) even if the radius of curvature of the base curve is (X (τ), Υ (τ)) .

klein und die Änderungsgeschwindigkeit von (—7—, groß ist, wie in F i g. 6 (1) gezeigt wird, prak-small and the rate of change of (—7—, is large, as shown in FIG. 6 (1) is shown, practically

tisch derart geändert werden, daß die Forderung S = O erfüllt wird. Weiterhin wird auch in dem Grenzfall, wo der Krümmungsradius Null wird, wie in Fig. 6 (2) gezeigt ist, d.h., wenn f^-, -sich unstetig vontable can be changed in such a way that the requirement S = O is met. Further, also in the limit case where the radius of curvature becomes zero, as shown in Fig. 6 (2), that is, when f ^ -, - becomes discontinuous from

dXY /dY\ \ . /YdXY ZdYdXY / dY \ \. / YdXY ZdY

d'UdMd'UdM

ändert, die Änderung von (X, Y) unterbrochen, bis (x, y) praktisch die Bedingung S = O hinsichtlich des neuen Wertes von (-τ—, ~ä~^ . d. h.changes, the change of (X, Y) interrupted until (x, y) practically the condition S = O with regard to the new value of (-τ-, ~ ä ~ ^ . ie

erfüllt und damit der Veresterungsbefehl mit einer 'Änderung von (x, y) verbunden ist, als ob ein Bogen mit minimalem Radius am Knickpunkt der Grundkurve existieren würde. Es ist an Hand der vorstehend erläuterten Beziehung zwischen dem Vorzeichen von S und der Steuerung des Drehsinnes von (x, y) beim Generator B verständlich, daß das Vorerwähnte immer zutrifft, wenn die unstetige Richtungsänderung von (-j—» ~3~) geringer als und nicht zu nahefulfilled and thus the esterification command is connected with a 'change of (x, y), as if an arc with a minimal radius existed at the inflection point of the basic curve. Based on the relationship explained above between the sign of S and the control of the direction of rotation of (x, y) in generator B, it is understandable that the above always applies if the discontinuous change in direction of (-j- »~ 3 ~) is less than and not too close

180° ist. ;.'.■■' ' ■ : '■'' . . ' Is 180 °. ;. '. ■■''■:' ■ ''. . '

Nachfolgend wird die Steuerung des Betriebes der Generatoren A und B beschrieben. In den Generator wird, immer ein Befehl für den Betrieb während der Kurvenverfolgung gegeben, wobei das Vorzeichen von S überwacht wird; ein Kriterium für die Änderung des Vorzeichens von S bilden die den Werten (S_n-!) und (S_n) von S entsprechenden Informationen .vor und nach einer'geringfügigen Änderung von (x, y) als Ergebnis des Betriebs des Generators B, und wenn ^ ein Vorzeichen wechsel auftritt, wird der Generator A in Betrieb gesetzt bzw. wenn der Vorzeichenwechsel nicht erfolgt, bleibt der Generatoryl unbetätigt. Bei dieser Arbeitsweise ist die praktische Erfüllung der Bedingung S = 0 ein Kriterium für die Notwendigkeit des Inbetriebsetzens von A, das von der Tatsache, daß S um· den Wert Null oszilliert, wenn (x, y) etwa den Punkt erreicht hat, der die Bedingung S —.0 erfüllt, leicht wahrgenommen werden kann. Für den Nachweis der Vorzeichenänderung kann entwederThe control of the operation of the generators A and B is described below. A command for operation during curve tracking is always given to the generator, the sign of S being monitored; a criterion for changing the sign of S is formed by the _{information corresponding to the values (S n} -!) and (S _n ) of S, before and after a slight change in (x, y) as a result of the operation of generator B, and if there is a change in sign, the generator A is put into operation or if the change in sign does not take place, the generator remains unactuated. In this mode of operation, the practical fulfillment of the condition S = 0 is a criterion for the necessity of starting up A, which is dependent on the fact that S oscillates by the value zero when (x, y) has approximately reached the point which the Condition S -.0 met, can be easily perceived. For proof of the change in sign, either

' S_n · S„_! < 0 oder S_n · S_n_i'< 0 >'S _n · S "_! <0 or S _n · S _n _i '<0>

praktisch mit gleichem Erfolg benutzt werden.can be used practically with equal success.

Der Generator B hat die Register 4 und 4', in denen — wie zuvor angegeben — die Variablen χ und y jeweils gespeichert werden, wobei χ und y im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn längs der Kurve x² + y² = r² geändert werden in Übereinstimmung mit dem Befehl von der Steuereinrichtung D; ein Beispiel für den Aufbau des. Generators B wird in Fig. 7 gezeigt. .The generator B has registers 4 and 4 ', in which - as previously stated - the variables χ and y are each stored, with χ and y being changed clockwise or counterclockwise along the curve x ² + y ² = r ² in accordance with the command from the controller D; an example of the construction of the generator B is shown in FIG. .

Wenn ein Befehlssignal von der Steuereinrichtung D für den Betrieb in einen Anschluß CW eingespeist wird, öffnet ein Impuls Δτ die einander zugeordneten Tore 6 und 7'; χ passiert das Θ-Tor 6 und wird von einem Akkumulator 8 abgezogen, und y passiert das ©-Tor T und wird zu einem Akkumulator 8' addiert. Diese Operation wird so oft.wiederholt, wie Impulse Δτ in der Zeit ankommen, in der das Befehlssignal am Anschluß CW anliegt, und'als Ergebnis dieser Summation werden positive oder negative Ubertragimpulse aus der höchstwertigen Stelle des Akkumulators gebildet. Wie den Verbindungslinien der Fig. 7 zu entnehmen ist, addiert ein positiver Ubertragimpuls vom Akkumulator (Ax) 8 beispielsweise Eins zum Inhalt des Registers, in dem y gespeichert ist, und ein negativer Ubertragimpuls vom Akkumulator (/4x)8 subtrahiert beispielsweise Eins von dem gespeicherten Wert.' In der gleichen Weise addiert ein positiver Ubertragimpuls vom Akkumulator (Ay) 8' beispielsweise Eins zu dem Inhalt des Registers, in dem x gespeichert ist, und ein negativer Ubertragimpuls davon zieht davon beispielsweise Eins ab. Die Impulse Jx+ für die Erhöhung von χ um 1, Δχ— für die Erniedrigung von χ um 1, Δγ+ für die Erhöhung von y um 1 und dy— für die Erniedrigung von y um 1 werden vom Generator B als Ausgangssignale abgegeben. Da die Frequenz der positiven und negativenWhen a command signal from the control device D for operation is fed into a connection CW , a pulse Δτ opens the gates 6 and 7 'assigned to one another; χ passes the Θ gate 6 and is subtracted from an accumulator 8, and y passes the © gate T and is added to an accumulator 8 '. This operation is repeated as often as pulses Δτ arrive in the time in which the command signal is applied to the connection CW , and as a result of this summation, positive or negative transfer pulses are formed from the most significant digit of the accumulator. As can be seen from the connecting lines in FIG. 7, a positive transfer pulse from accumulator (Ax) 8 adds, for example, one to the content of the register in which y is stored, and a negative transfer pulse from accumulator (/ 4x) 8 subtracts, for example, one from that stored value. ' In the same way, a positive transfer pulse from the accumulator (Ay) 8 'adds, for example, one to the content of the register in which x is stored, and a negative transfer pulse therefrom subtracts, for example, one. The pulses Jx + for increasing χ by 1, Δχ— for decreasing χ by 1, Δγ + for increasing y by 1 and dy- for decreasing y by 1 are emitted by generator B as output signals. Because the frequency of the positive and negative

209 651/14X209 651 / 14X

Ubertragimpulse von jedem Akkumulator dem Absolutwert einer wiederholt addierten oder subtra-. hierten Zahl und der Anzahl der Additionen und Subtraktionen proportional ist, gilt die folgende Beziehung für die Änderung von (x, y): Transfer pulses from each accumulator the absolute value of a repeatedly added or subtracted. The following relationship applies to the change in (x, y):

dxdx

+ y,+ y,

(7)(7)

Das heißt, wenn der Anfangswert von (x, y) gleich (x₀, y₀) ist, kann (x, 3/) ausgedrückt werden durchThat is, when the initial value of (x, y) is (x ₀ , y ₀ ) , (x, 3 /) can be expressed by

• ' ■ . x² + y² = xl +. yg,• '■. x ² + y ² = xl +. yg,

und (x, y) bewegt sich in Uhrzeigerrichtung längs dieses Kreises.and (x, y) moves clockwise along this circle.

Wenn das Befehlssignal für den Betrieb in einen Anschluß CCW eingegeben wird, gilt die folgende·. Beziehung für die Änderung von (x, y): When the command signal for operation is input to a terminal CCW , the following applies. Relationship for the change of (x, y):

dx · dy ■■■ ■■ .dx · dy ■■■ ■■.

1010

Rücksetzen der Akkumulatoren 9 und 9' der Fig. 8, Vornahme von Subtraktionen von den Akkumulatoren so oft, wie Impulse eingespeist werden, und Einspeisung von deren Ausgangssignalen bzw.· Versetzungsimpulsen Ax und Ay in die Uberlagerungseinrichtung E der F i g. 4 und anschließendes Unterbrechen des Einspeisens der Ausgangssignale der Akkumulatoren 8 und 8' der Fig. 7 in die Überlagerungseinrichtung E durch Rücksetzen des Flip-Flops 35 auf »0«.Resetting the accumulators 9 and 9 'of FIG. 8, making subtractions from the accumulators as often as the pulses are fed in, and feeding their output signals or offset pulses Ax and Ay into the superimposition device E in FIG. 4 and subsequent interruption of the feeding of the output signals of the accumulators 8 and 8 'of FIG. 7 into the superimposition device E by resetting the flip-flop 35 to "0".

Wie bereits erwähnt, berechnet der Rechner C, der vom Generator A Informationen entsprechend derAs already mentioned, calculates the computer C, the information from the generator A according to the

—J der Grundkurve—J the base curve

^ · , VdX ^ ·, VdX

Tangentenrichtung (-^- Tangent direction ( - ^ -

(X (τ), Y (τ)) und gleichzeitig Informationen über die Variablen (x, y) vom Generator B erhält, (X (τ), Y (τ)) and at the same time receives information about the variables (x, y) from generator B,

drdr

(8)(8th)

und (x, y) bewegt sich entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn längs des Kreises . .and (x, y) moves counterclockwise along the circle. .

χ² + y² = xl + yh- ■ · χ ² + y ² = xl + yh- ■

Durch Festlegen des Anfangswertes (x₀, y₀), der der Gleichung . . . .By specifying the initial value (x ₀ , y ₀ ), that of the equation. . . .

F i g. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Rechners C,F i g. 9 shows an embodiment of the computer C,

der so aufgebaut ist, daß S rekursiv durch Umwandlung der Gleichung (6) in die folgende Gleichung (9):which is constructed so that S is recursive by converting equation (6) into the following equation (9):

dXdX

dydy

beispielsweise genügt, kann (x, y) in den Registern 4 und 4' der F i g. Ί, wenn der Versetzungsabstand r ist, längs des Kreises nach der Gleichung (4) im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Befehl durch die Steuereinrichtung D geändert werden.for example, (x, y) can be sufficient in registers 4 and 4 'of FIG. Ί when the offset distance is r, can be changed clockwise or counterclockwise along the circle according to equation (4) in accordance with the corresponding instruction by the controller D.

Ein Flip^AFlop (FF) 35 für die Steuerung, ob die Ausgangsimpulse der Akkumulatoren 8 und 8' zur Einrichtung E der F i g. 4 übertragen werden oder nicht, ist in Übereinstimmung mit dem Signal von der.Steuereinrichtung D der F i g. 4 auf »1« oder »0« gesetzt. Die Ausgangssignale der Akkumulatoren 8 und 8' gelangen zur Einrichtung E, wenn das Flip-Flop 35 auf »1« gesetzt ist, und nicht zur Einrichtung E, wenn das Flip-Flop auf »0« gesetzt ist.A flip ^A flop (FF) 35 for controlling whether the output pulses from the accumulators 8 and 8 'to the device E of FIG. 4 or not is transmitted in accordance with the signal from the control device D of FIG. 4 set to "1" or "0". The output signals of the accumulators 8 and 8 'go to device E when the flip-flop 35 is set to "1" and not to device E when the flip-flop is set to "0".

Zu Beginn der Versetzungsoperation muß der Fräserrnittejpunkt vom Koordinatenursprung zum Umfang des Kreises mit dem Radius r im System X' — Y' bewegt werden. Die Verschiebung vom Koordinatenursprung nach (x, y) wird ausgeführt durch Einspeisen einer bestimmten Anzahl von Impulsen in einen Anschluß 12 in F i g. 8 nach Löschen oder Rücksetzen von Akkumulatoren 9 und 9', Anhalten des Betriebs der in F i g. 7 gezeigten Anordnung, Addieren von χ und j; zu den Akkumulatoren 9 und 9', so oft wie Impulse eingespeist werden, und Abgabe der Versetzungsimpulse Ax, Ay von den Akkumulatoren an die Einrichtung E der F i g. 4. , Eine Führungsimpulsfolge für die Verschiebung des Fräsermittelpunkts längs der versetzten Kurve kann erreicht werden, wenn man das Flip-Flop 35 der F i g. 7 auf »1« setzt und die als Versetzungsimpulse dienenden Ausgangssignale der Akkumulatoren 8 und 8' an die Überlagerungseinrichtung E gibt und dort mit den Führungsimpulsen für die Grundkurve überlagert. Ähnlich wird die Rückführung des Fräsermittelpunkts zum Ursprung, wenn die Notwendigkeit einer Versetzung nicht mehr gegeben ist, erreicht durch Einspeisen einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen in einen Anschluß 12' nach Löschen oder berechnet wird, in der der Index η Größen bezeichnet, die sich auf den Zustand nach der η-mal ausgeführten Operation zur Bildung von S beziehen. Wenn als Ergebnis des Betriebs der Generatoren A bzw. B ein Impuls Ax+ erzeugt wird, ist das φ-Tor 14 geöff-At the start of the transfer operation from the origin must Fräserrnittejpunkt the periphery of the circle with the radius r in the system X '- Y' are moved. The shift from the origin of coordinates to (x, y) is carried out by feeding a certain number of pulses into a terminal 12 in FIG. 8 after erasing or resetting accumulators 9 and 9 ', stopping the operation of the in FIG. 7 arrangement, adding χ and j; to the accumulators 9 and 9 ', as often as pulses are fed in, and delivery of the displacement pulses Ax, Ay from the accumulators to the device E of FIG. 4., A guide pulse train for the displacement of the milling cutter center point along the offset curve can be achieved if the flip-flop 35 of FIG. 7 is set to "1" and the output signals of the accumulators 8 and 8 ', which serve as displacement pulses, are sent to the superimposing device E and are superimposed there with the guide pulses for the basic curve. Similarly, the return of the milling cutter center point to the origin, when the need for displacement is no longer given, is achieved by feeding a predetermined number of pulses into a terminal 12 'after deletion or is calculated, in which the index η denotes quantities which relate to the Relate the state after the η-times performed operation to form S. If a pulse Ax + is generated as a result of the operation of the generators A or B , the φ gate 14 is open-

net, und —3— wird zu einem Akkumulator 13 addiert, dr · net, and —3— is added to an accumulator 13, dr ·

während —,— subtrahiert wird, wenn ein Impulswhile -, - is subtracted when a pulse

zlx— erzeugt wird und das ©-Tor 14' geöffnet ist. Entsprechend wird ein neues S durch Addieren vonzlx— is generated and the © gate 14 'is open. Similarly, a new S is created by adding

rl V ' 'rl V ''

⁴⁰' —j— zum Akkumulator 13 erhalten, wenn ein Impuls ⁴⁰ '—j— to accumulator 13 when a pulse

Ay+ erzeugt wird, und durch Subtrahieren von -^— vom Akkumulator 13, wenn ein Impuls Ay -^erzeugt " wird; durch Addieren von x, wenn ein Impuls ^(—r-} 4-erzeugt wird, durch Subtrahieren, von x, wenn ein Impuls A C—j—j — erzeugt wird; durch Addieren von Ay + is generated, and by subtracting - ^ - from accumulator 13 when a pulse Ay - ^ is generated "; by adding x when a pulse ^ (- r-} 4- is generated, by subtracting, from x, when a pulse AC -j-j- is generated by adding

y, wenn ein Impuls A (—s—j 4- erzeugt wird, und y, when a pulse A (-s -j 4- is generated, and

durch Subtrahieren von y, wenn ein Impuls A (—j—) —by subtracting y when a pulse A ( —j—) -

erzeugt wird. ^: """.' ~~'\ "~~Γ~ΓΙ~Γ^.~\1'... ~~~Z7.is produced. ^: """.' ~~ '\ "~~ Γ ~ ΓΙ ~ Γ ^. ~ \ 1' ... ~~~ Z7.

Der Anfangswert S₀ von S wird zu - -The initial value S ₀ of S becomes - -

mit dem Anfangswert (X₀, y₀) von (x, y) und dem Anfangswert "with the initial value (X ₀ , y ₀ ) of (x, y) and the initial value "

/dY\ \ (dX dY\/ dY \ \ (dX dY \

bestimmt. Obgleich S₀ mittels eines üblicherweise in einem Digitalrechner benutzten Multiplizier- und Addierwerks 15 erhalten werden kann, ist es auch möglich, S₀ auf folgende Weise zu berechnen:definitely. Although S _{0 can be obtained} by means of a multiplying and adding unit 15 commonly used in a digital computer, it is also possible _{to calculate S 0} in the following way:

S₀ kann gewonnen werden durch Ausnutzung des Umstands, daß χ und y in den Registern 4 und 4' gespeichert sind, sowie durch Einspeisung einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen in den Anschluß 12 der Fig. 8 und Einspeisung der Ausgangsimpulse (Versetzungsimpulse) Δ χ und A y der Akkumulatoren 9 und 9' in die zugeordneten Tore der F i g. 9 ohne Einspeisung in die Uberlagerungseinrichtung E der Fig. 4. ■ .S ₀ can be obtained by taking advantage of the fact that χ and y are stored in registers 4 and 4 ', and by feeding a predetermined number of pulses into terminal 12 of FIG. 8 and feeding in the output pulses (offset pulses) Δ χ and A y of the accumulators 9 and 9 'in the assigned gates of FIG. 9 without feeding into the superimposition device E of FIG. 4. ■.

/dX / dX
V dV d

Wenn sich die Tangentenrichtüng (~grp ~~jIf the tangent direction (~ grp ~~ j

unstetig ändert, kann eine neue erhalten werden, indem man die gleiche Operation ausführt wie zur Erlangung des Anfangswertes S₀ durch Unterbrechen des Betriebs der Generatoren A und B der F i g. 4 und Verwendung des Multiplizier- und Addierwerks 15 der Fig. 9 mit entsprechendem (x, y) und neuemchanges discontinuously, a new one can be obtained by performing the same operation as that used to obtain the initial value S ₀ by stopping the operation of the generators A and B of FIG. 4 and use of the multiplier and adder 15 of FIG. 9 with corresponding (x, y) and new

(AL· AJL\ . (AL AJL \ .

\ dr ' άτ J \ dr ' άτ J

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung D. Ein Register 13 dient zur Speicherung von S der Gleichung (6), dessen Inhalt sich also gemäß den Rechenoperationen des Rechners C ändert. Ein Speichergiied 13* speichert ein Vorzeichenbit S* im Register 13, dessen Inhalt in ein Flip-Flop 33 durch einen Taktimpuls Cpa, wie in Fig. 11 gezeigt, vor •der Rechenoperation des Rechners C gespeichert wird. Das heißt, zur Zeit, wenn die n-fach wiederholte Rechenoperation beendet ist, wird das Vorzeichenbit S*, des Wertes S_n von S, der das Ergebnis der n-fach wiederholten Rechenoperationen ist, im Speicherglied 13* gespeichert und das Vorzeichenbit S*__x des Wertes S_n __x von S im Flip-Flop 33, wobei S_n _ _t das Ergebnis der (n - l)-fach wiederholten Rechenoperationist. 10 shows an exemplary embodiment of the control device D. A register 13 is used to store S of equation (6), the content of which thus changes according to the arithmetic operations of the computer C. A memory element 13 * stores a sign bit S * in register 13, the content of which is stored in a flip-flop 33 by a clock pulse Cpa, as shown in FIG. That is, at the time when the n-times repeated arithmetic operation is finished, the sign bit S *, the value S _n of S, which is the result of the n-times repeated arithmetic operations, is stored in the memory element 13 * and the sign bit S * _ _{x of} the value S _n _ _x of S in flip-flop 33, where S _n _ _{t is} the result of the (n-l) -times repeated arithmetic operation.

Ferner sind NICHT-Glieder vorhanden. Eine logische Schaltung 17 gibt ein Ausgangssignal zu einem Tor 23 oder einem Tor 24 mittels Verknüpfung eines Befehlssignals P zur Konturbildung sowie Signalen L und R für die Versetzung nach der linken bzw. rechten Seite und schließlich des Vorzeichenbit-Signals S* von 13*. Wenn S_n negativ ist bei Versetzung nach der linken Seite oder positiv bei Versetzung nach der rechten Seite bei gegebenem P, öffnet die logische Schaltung 17 das Tor 23 und setzt ein Flip-Flop 28 auf »1« mittels eines in Fig. 11 gezeigten Taktimpulses CPb; im anderen Fall öffnet sie ein Tor 23' und setzt das Flip-Flop 28 auf »0« zurück. , ,There are also NOT links. A logic circuit 17 gives an output signal to a gate 23 or a gate 24 by combining a command signal P for contour formation and signals L and R for the offset to the left or right side and finally the sign bit signal S * of 13 *. If S _{n is} negative when shifting to the left or positive when shifting to the right given P, the logic circuit 17 opens the gate 23 and sets a flip-flop 28 to "1" by means of a clock pulse shown in FIG CPb; in the other case it opens a gate 23 'and resets the flip-flop 28 to "0". ,,

In ähnlicher Weise öffnet, die logische Schaltung 17 ein Tor 24 und setzt ein Flip-Flop 29 auf »1« mittels des Taktimpulses CPb, wenn S_n positiv bei Versetzung nach der linken Seite oder negativ bei Versetzung nach der rechten Seite ist, falls P gegeben ist, im anderen Falle öffnet sie ein Tor 24' und setzt das Flip-Flop 29 auf »0<< zurück.Similarly, the logic circuit 17 opens a gate 24 and sets a flip-flop 29 to "1" by means of the clock pulse CPb if S _{n is} positive when shifting to the left or negative when shifting to the right if P. is given, in the other case it opens a gate 24 'and resets the flip-flop 29 to "0".

• Wenn das Flip-Flop 28 auf »1« gesetzt ist, erscheint ein Signal zur Veranlassung einer Drehung durch' den Generator B im Uhrzeigersinn an einem Ausgangsanschluß 31. Wenn das Flip-Flop 29 auf »1« gesetzt ist, tritt ein Signal für die Veranlassung einer Drehung durch den Generator B entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn an einem Ausgangsanschluß 32 auf.• When the flip-flop 28 is set to "1", a signal for causing a clockwise rotation by the generator B appears at an output terminal 31. When the flip-flop 29 is set to "1", a signal for occurs causing the generator B to rotate counterclockwise at an output port 32.

Eine logische Schaltung 16 dient für den Nachweis einer Änderung des Vorzeichens von S. Bei gegebenem Befehlssignal P für die Konturbildung öffnet die logische Schaltung 16 ein Tor 22, wenn S* und S*_! verschieden sind, und setzt ein Flip-Flop 27 auf »1« mittels des Taktimpulses CPb, und wenn S* und S*-! gleich sind, öffnet sie ein Tor 22' und setzt das Flip-Flop mittels des Taktimpulses CPb auf »0« zurück. Ein Signal am Ausgang 30 des Flip-Flops 27 betätigt den Generator A, durch den die Grundkurve verfolgt bzw. eingehalten wird. ~ " A logic circuit 16 serves to detect a change in the sign of S. With a given command signal P for the contour formation, the logic circuit 16 opens a gate 22 when S * and S * _! are different, and sets a flip-flop 27 to "1" by means of the clock pulse CPb, and if S * and S * -! are the same, it opens a gate 22 'and resets the flip-flop to "0" by means of the clock pulse CPb. A signal at the output 30 of the flip-flop 27 actuates the generator A, by which the basic curve is followed or maintained. ~ "

Zu Beginn der Versetzungsoperation wird der Generator B der F i g. 4 durch Einspeisen des Signals zur Addition in den Additionsanschluß des Generators B in Fig. 8 in Betrieb gesetzt, und zur gleichen Zeit wird das Befehlssignal P für die Konturbildung weggenommen und das Flip-Flop 35 der F i g. 7 auf »1« gesetzt. Dann werden die Ausgangssignale der Akkumulatoren 8 und 8·' in die Überlagerungseinrichtung E der F i g. 4 gegeben, und das Signal P wird ebenfalls zu den logischen Schaltungen 16 und 17 geleitet, wonach die Verfolgung der versetzten Kurve begonnen wird. In ähnlicher Weise wird am Ende der Versetzungsoperation das Signal P weggenommen, die Subtraktionsschaltung in Fig. 8 durch Einspeisen des Signals für die Subtraktion in Betrieb genommen sowie das Flip-Flop 35 der F i g. 7 auf »0« rückgesetzt. ■At the beginning of the relocation operation, generator B becomes FIG. 4 is put into operation by feeding the signal for addition to the addition terminal of the generator B in FIG. 7 set to "1". Then the output signals of the accumulators 8 and 8 'are fed into the superimposing device E of FIG. 4 is given and the signal P is also passed to the logic circuits 16 and 17, after which the tracing of the offset curve is started. In a similar manner, at the end of the displacement operation, the signal P is removed, the subtraction circuit in FIG. 8 is put into operation by feeding in the signal for the subtraction, and the flip-flop 35 in FIG. 7 reset to "0". ■

Wenn der Wert von S für einen vorgegebenen Teil der Grundkurve (beispielsweise füf einen linearen . Teil) nahe Null bleibt, selbst wenn eine Steuerung durch an den Anschlüssen 31 und 32 der Fig. 10 auftretende Signale nicht durchgeführt wird, kann durch ein Signal Q gemäß Fig. 11. das obenerwähnte Oszillieren von χ und y beseitigt werden durch Erzeugung eines Signals am Anschluß"30, das. den Generator A in Betrieb setzt unabhängig von dem Vorzeichen von S_n, und durch die gleichzeitige Unterdrückung von Signalen an den Anschlüssen 31 und 32 während der Zeit, wenn der obige Abschnitt verfolgt wird.If the value of S remains close to zero for a given part of the basic curve (for example, five linear part), even if control is not carried out by signals appearing at terminals 31 and 32 of FIG. 10, a signal Q according to FIG 11. The above-mentioned oscillation of χ and y can be eliminated by generating a signal at terminal "30, which puts generator A into operation regardless of the sign of S _n , and by simultaneously suppressing signals at terminals 31 and 32 during the period when the above section is followed.

Obgleich in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel jede Baugruppe der Vorrichtung getrennt gezeigt ist, kann die Vorrichtung vereinfacht werden durch gemeinsame Benutzung von Baugruppenteilen, die nicht gleichzeitig für die verschiedenen Baugruppen betätigt sind.Although in the above embodiment each assembly of the device is shown separately is, the device can be simplified by sharing assembly parts that are not actuated simultaneously for the various assemblies.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1513 17/1513 17 /

Claim:

Numerically controlled device for curve tracking, in particular using a tool, with a first generator for generating basic guide pulses ¹ for tracking a basic curve, with a second generator for generating variable signals representing variables and for generating displacement pulses for tracking the variables, with a superposition device for superimposing the basic guide pulses and the displacement pulses to obtain displacement guide pulses for following a curve offset from the base curve by an offset distance, with an offset setting device for the generation of initial signals which represent the initial values of the variables corresponding to the offset distance, and for the Feeding the initial signals into the second generator, with a computer for performing the necessary arithmetic operations and with a control device connected to the computer for generating commands Signals and their feeding into a gate unit for controlling the variables, characterized in that the first generator (4) also represents the tangent direction (~ g ^ ->"JT") of the basic curve (X (τ), Υ (τ)) Tangent signals are generated by the second generator (B) generating such variable signals that the variables (x, y) describe the circumference of a circle, the radius (r) of which is equal to the specified offset distance and the center of which lies on the basic curve, so that the computer ( C) is connected to the first generator (A) and the second generator (B) and a scalar product signal corresponding to the scalar

productive = x— h y ——) that of the

drdr

signals

and the variable signals (x, y) represented vectors calculated that the control device (D) generates command signals (CW, CCW) which represent the direction of change of the variable signals in accordance with the scalar product signal, and that the gate unit (5,5 ') whose input with the output of the control means (D) and the output of which is connected to the second generator (B) which controls the direction of change of the variable signals so that the scalar product signal becomes zero, thereby generating the displacement guide pulses. '55

(ΔΧ + Δχ,ΔΥ + Ay)(ΔΧ + Δχ, ΔΥ + Ay)

to vary in such a way that they follow the curve offset from the basic curve (X (τ), Y (τ)) by the offset distance (r) (FIGS. 4, 5, 7).