DE1513469C - Impulsgesteuerte Positioniereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine impulsgesteuerte Positioniereinrichtung, insbesondere zur Ausschaltung des Totgangs bei Werkzeugmaschinenschlitten, mit einem umsteuerbaren Schrittmotor, einem Impulsgenerator, einer die Drehrichtung des Schrittmotors bestimmenden Motorsteuerschaltung und einem Impulszählwerk mit einem Vorwahlschalter.

Eine derartige Positioniereinrichtung ist in der britischen Patentschrift 960 079 beschrieben.

Aus dem »Industrie-Anzeiger, Essen«, Nr. 89, 1962, S. 2122 und 2123, ist bereits eine Positioniereinrichtung bekannt, bei der die Stellung des Schlittens durch eine Meßeinrichtung erfaßt und über eine Servoschleife auf den Eingang zurückwirkt. Mit dieser Einrichtung ist zwar eine Ausschaltung des Totgangs möglich, doch sind solche Servoanordnungen sehr aufwendig. Durch diese Veröffentlichung sind auch durch digitale Koordinatenwerte gesteuerte Positioniereinrichtungen mit Wegmeßsystemen bekannt, die ohne Abfühlung der Schlittenlage arbeiten und bei denen die Geschwindigkeit des Stellmotors bis zum Erreichen der Zielposition stufenweise verkleinert wird. Weiterhin ist es zur Ausschaltung des Totgangs bekannt, den Schlitten stets aus der gleichen Richtung in die Zielposition einfahren zu lassen. Eine weitere bekannte Einrichtung erfordert mehrere Geschwindigkeitsstufen für das Einfahren in die Zielposition sowie die bereits genannte Wegmeßeinrichtung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die impulsgesteuerte Positioniereinrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß der Stellantrieb stets unter Ausschaltung des Totgangs in die genaue Zielposition einläuft.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein weiterer mit dem Impulszählwerk gekoppelter, jeweils nur in einer Stellung eines Einlaufrichtungswahlschalters wirksamer Vorwahlschalter mit einer Drehrichtungsumsteuerstufe verbunden ist, deren Ausgangsimpulse einer Rückstellstufe zur Löschung des Impulszählwerks zugeführt sind.

Nach der Erfindung kommen also jeweils in einer Drehrichtung des Schrittmotors, d. h. in einer Laufrichtung des Maschinenschlittens, additive und subtraktive Zusatzimpulse zur Anwendung. Obgleich ein mechanischer toter Gang eine genaue Übertragung der Motorbewegung auf den Antriebsteil verhindert, werden dadurch, daß der Schrittmotor und damit das Antriebsteil immer in derselben Richtung in die jeweilige Endstellung einlaufen, die Auswirkungen des Totgangs vermieden. Wenn also der Schlitten um eine gegebene Strecke entsprechend einer vorgewählten Impulszahl verschoben werden soll, wird die vorgewählte Impulszahl eingespeist, und außerdem werden eine bestimmte Anzahl additiver Bewegungsimpulse zugeführt und danach eine bestimmte Anzahl subtraktiver Bewegungsimpulse, die eine Verschiebung des Antriebsteiles in umgekehrter Richtung gegenüber der Anfangsbewegung gegen die End-Stellung hin bewirken. Wenn der Antriebsteil um eine vorgewählte Impulszahl in entgegengesetzter Richtung verschoben werden soll, werden keine additiven und subtraktiven Bewegungsimpulse eingespeist. Man kann somit überraschenderweise den Totgang des Schlittens durch einfache Zählung von Zusatzimpulsen ausschalten. Eine Wegmeßeinrichtung ist ebenfalls nicht mehr erforderlich.

Die Erfindung kommt mit den ohnehin notwendigen digitalen Koordinatensignalen aus. Durch diese Signale wird die Drehrichtungsumsteuerstufe gesteuert, die eine logische Schaltung darstellt und damit automatisch die Einlaufbewegung des Maschinenschlittens in die Sollage steuert, ohne daß zusätzliche Eingabeimpulse von der Bedienungsseite her notwendig sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen impulsgesteuerten Positioniereinrichtung,

Fig. 2A und 2B Schaltpläne der Positioniereinrichtung gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Anwendung der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung für die Bewegungssteuerung eines Werkzeugmaschinenschlittens.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 der Zeichnungen ist eine elektrische Impulseinspeiseanordnung 10 in eine Anordnung eingefügt, die einen Impulsgenerator 11 mit einstellbarer Impulsfrequenz umfaßt. Derselbe gibt über eine Ausgangsleitung 12 elektrische Impulse an eine Motorsteuerschaltung 13 ab, die ihrerseits einen Schrittmotor 14 steuert. Eine hier zu verwendende Motorsteuerschaltung ist z. B. in der USA.-Patentschrift 3 11.7 268 beschrieben, während ein Schrittmotor z. B. durch die USA.-Patentschrift 2 982 872 bekannt ist. Dabei wird der Motor 14 auf Grund eines jeden in die Motorsteuerschaltung über die Leitung 12 eingegebenen Impulses um einen Schritt weitergedreht, und, wie später noch beschrieben wird, steuert die Motorsteuerschaltung 13 die Drehrichtung des Motors 14, indem in einem Kanal Impulse für Drehung in Uhrzeigerrichtung und in einem entgegengesetzten Kanal Impulse für die Gegenuhrzeigerdrehrichtung gegeben werden. Außerdem kann durch Änderung der Impulsfrequenz des Generators 11 die Motordrehgeschwindigkeit innerhalb der Leistungsgrenzen des Motors eingestellt werden.

Zusätzlich zur Impulserzeugung auf der Leitung 12 gibt der Impulsgenerator jeden Impuls auch an ein Zählwerk 15 weiter, das gemäß der noch folgenden Erläuterung aus mindestens einer Binärzähldekade besteht. Mit dem Zählwerk ist ein Vorwahlschalter 16 gekoppelt, der so viel Einstellungen aufweist, wie der Kapazität des Zählwerks entspricht. Da jeweils nur eine Einstellung des Vorwahlschalters eingestellt werden kann, wird nur dann ein Signal von dem Vorwahlschalter 16 an eine Steuertorschaltung 17 weitergegeben, wenn die vorgewählte Einstellung mit der entsprechenden Einstellung des Zählwerks übereinstimmt.

Die Steuertorschaltung 17 besitzt zwei Schaltzustände. In dem einen Zustand werden die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators freigegeben, während in dem anderen Schaltzustand keine Impulse auf der Ausgangsleitung 12 erscheinen. Der letzte Schaltzustand wird durch den Vorwahlschalter bestimmt. In diesem Schaltzustand wird zusätzlich über eine entsprechende Anschlußverbindung ein Impuls zur Rückstellung des Zählwerks 15 auf Null gegeben. Die Steuertorschaltung liefert außerdem in dem durch den Vorwahlschalter bestimmten Schaltzustand über eine Leitung 18 ein Abschlußsignal, das zur Ingangsetzung eines Außengerätes dienen kann, beispielsweise einer Werkzeugmaschine nach Ab-

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zeigerrichtung. Selbstverständlich führt eine einfache tiven Anschlußpol 49 verbunden ist; der Leitungszu-

Vertauschung dieser Leitungen an der Motorsteuer- stand des Transistors 43 wird unterbrochen, welcher

schaltung 13 zu einer Umschaltung der Motor- den Leitungszustand des Rückstelltransistors 46 be-

bewegung. endet. Die Doppelbasistransistorstufe 29 erhält eine

Zur Auswahl der an die Ausgangsklemmen abge- 5 ausreichende Spannung, so daß die Schwingungen

gebenen Impulszahl dient ein Einerdekadenwähl- des Transistors 30 wieder erregt werden und Impulse

schalter 35 und ein Zehnerdekadenwählschalter 36, an die Ausgangsklemmen abgegeben werden. Die

wobei mit dem Einerdekadenwählschalter 35 ein Baugruppen der Fig. 2A sind mit denen der Fig.

Einerstellenbinärzähler 37 und mit dem Wählschalter 2B über die gemeinsamen Anschlußpunkte A, B, C,

36 ein Zehnerstellenbinärzähler 38 gekoppelt ist. io D, E, F, G, W, X, Y und Z verbunden. Zusätzlich

Die Schalter 35 und 36 sind parallel an eine Leitung sind in beiden Figuren die positiven Spannungs-

39 angeschlossen, und im Betrieb der Anordnung anschlußpole mit der Bezugsziffer 49 und die nega-

werden Impulse so lange zugeführt, bis sich die Span- tiven Spannungsanschlußpole mit dem Erdungs-

nung in der Leitung 39 von einem merklich positiven zeichen 48 bezeichnet.

Potential etwa auf Nullpotential ändert. Dies erfolgt 15 In Fig. 2B ist ein zweiter Vorwahlschalter 50 dardann, wenn die Stellung des Binärzählers mit der gestellt, der einen ähnlichen Aufbau wie die Aus-Vorwahlstellung der Wählschalter übereinstimmt. wählschalter 35 und 36 hat. Der Schalter 50 wird Man sieht, daß jeder Binärzähler für jede Ziffer eine mittels der Verbindung zwischen den Anschlußpunk-Stellung hat und daß der Zähler 37 auf Grund eines ten W, X, Y und Z mit dem Einerdekadenzähler 37 jeden Impulses seine Stellung ändert, wogegen der 20 verbunden. Wenn auch nur der Einerdekadenzähler Zähler 38 seine Stellung erst bei jedem zehnten Im- und ein Auswahlschalter dargestellt sind, so daß die puls ändert. additiven und subtraktiven Zusatzimpulse die Zahl 9

Die Spannung der Leitung 39 liegt, wenn man E nicht überschreiten können, wobei die Anzahl der ad- und F verbinden würde, an der Basis eines Tran- ditiven und subtraktiven Zusatzimpulse gleich ist, sistors 40 an und schaltet bei Abnahme auf den 25 kann man die Verwendung zusätzlicher Dekaden-Nullwert den Transistor 40 in seinen Leitungs- zähler und Schalter vorsehen, wenn man die Anzahl zustand, worauf sich der Schaltzustand einer bista- der additiven und subtraktiven Zusatzimpulse zu verbilen Steuerkippstufe 41 in der Weise ändert, daß ein großem wünscht. Außerdem kann man erforder-Transistor 42 nichtleitend und ein Transistor 43 lei- lichenfalls jeweils gesonderte Auswahlschalter für tend wird. Diese Schaltzustandsänderung führt zu 30 die additiven bzw. subtraktiven Bewegungsimpulse einer Spannungsminderung im Kollektoranschluß- vorsehen, um für jede Bewegung eine verschiedene punkt 44 von einem positiven Potential auf einen Impulszahl verfügbar zu haben.
Wert, der nicht mehr ausreicht, um die zur Schaltung Dort ist eine erste basisgesteuerte bistabile Kippdes Doppelbasistransistors 29 in seinen Leitungszu- stufe 51 und eine weitere basisgesteuerte Kippstufe stand notwendige Spannung zu liefern. Hierdurch 35 52 vorgesehen. Die Kippstufe 51 enthält Transistowird der Betrieb des Impulsgenerators 11 unterbro- ren 53 und 54 sowie einen Schalttransistor 55, wochen, und an den Ausgangsklemmen erscheinen gegen die Kippstufe 52 Transistoren 56 und 57 sowie keine Impulse mehr. Zusätzlich ist der Anschluß- einen Schalttransistor 58 enthält. Ein Kollektorpunkt 44 im Sinne einer Steuerung eines Transistors anschlußpunkt 59 der Kippstufe 51 ist an eine Tor-45 in seinen Leitungszustand angeschlossen, der sei- 40 schaltung 60 angeschlossen, die aus zwei gegeneinnerseits einen Rückstelltransistor 46 in seinen Lei- ander geschalteten Dioden 61 und 62 besteht. In tungszustand schaltet. Der Transistor 46 ist mit den ähnlicher Weise besitzt die Kippstufe 52 einen KoI-Binärzählern verbunden, und bei seinem Leitend- lektoranschlußpunkt 63, der an eine aus gegeneinwerden schaltet er jeden Binärzähler auf seine Null- ander geschalteten Dioden 65 und 66 bestehenden stellung, um ihn für den nächsten Zyklus zurück- 45 Torschaltung 64 angeschlossen ist. Die jeweils andezustellen. Bis auf der Leitung 19 (F i g. 1) ein Aus- ren Kollektoranschlußpunkte 67 bzw. 68 der Kipplösesignal erscheint, bleibt der Transistor 43 der Ein- stufe 51 bzw. der Kippstufe 52 sind an eine Rückspeisungsanordnung in seinem Leitungszustand, an Stellschaltung 69 angeschlossen,
den Ausgangsklemmen erscheinen keine Impulse, Die Rückstellschaltung 69 enthält einen normalerund die Binärzähler verbleiben in Nullstellung. 50 weise leitenden Transistor 70, der jedoch durch eine

Der Zyklus zur Einspeisung einer vorgewählten positive Spannungsspitze, die an einem der beiden Impulszahl ist damit abgeschlossen, und die Anord- Anschlußpunkte 67 bzw. 68 erscheint und an der nung 10 muß für einen weiteren Zyklus betätigt wer- Basis anliegt, momentan nichtleitend gemacht wird, den, der entweder eine verschiedene oder dieselbe Die zur Schaltung des Transistors 70 in seinen Lei-Impulszahl aufweist. Die Betätigung wird dadurch 55 tungszustand erforderliche Spannungsspitze tritt nur erreicht, daß man durch Schließen eines normaler- auf, wenn einer der beiden Anschlußpunkte 67 bzw. weise offenen Auslöseschalters 47 den Transistor 43 68 von einem niedrigen auf ein hohes Potential gein seinen Sperrzustand und den Transistor 42 in sei- bracht wird.

nen Leitungszustand schaltet. Beim Schließen des Die Leitung 39 ist an den Anschlußpunkt F an-

Auslöseschalters 47 wird der Basis des Transistors 43 60 geschlossen und ferner an die Basis des Transistors

zur Unterbrechung seines Leitungszustandes ein ne- 55, um den Leitungszustand desselben zu steuern

gativer Spannungsimpuls von einem negativen An- und hierdurch den Schaltzustand der Kippstufe 51 zu

Schlußpunkt zugeführt. Da die Transistoren 42 und ändern. Der Wählschalter 50 ist mit der Basis eines

43 im Sinne einer basisgesteuerten bistabilen Kipp- Transistors 71 gekoppelt, um den Leitungszustand in

stufe 41 miteinander gekoppelt sind, bewirkt diese 65 dem Kollektor-Emitter-Kreis für die Torschaltungen

Änderung eine Umschaltung der Stufe 41. Dement- 60 und 64 zu steuern.

sprechend steigt die Spannung im Anschlußpunkt 44 Zusätzliche Schaltelemente sind ein an die Basis

auf einen höheren Wert an, da er mit einem posi- eines Transistors 73 angeschlossener Dreistufen-

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schluß eines Zyklus. Jeder Zyklus einer vorgewähl- Die vorliegende Erfindung und die oben beschrieten Impulszahl wird durch ein Auslösesignal einge- bene Anordnung lassen sich in vorteilhafter Weise leitet, das auf der Leitung 19 erscheint und die gemäß der F i g. 3 bei einem Antrieb einer Antriebs-Steuertorschaltung in ihren ersten Schaltzustand spindel 22 für einen Schlitten 23 einer Werkzeugschaltet, in dem sie bis zur Umschaltung in ihren 5 maschine 24 verwenden. Im allgemeinen wird die anderen Schaltzustand durch ein Signal von dem Drehbewegung des Antriebsteils 22 nicht genau in Vorwahlschalter 16 verbleibt. eine lineare Bewegung des Schlittens umgewandelt,

Der Impulsgenerator 11 mit einstellbarer Impuls- da zwischen den beiden Teilen ein Spiel vorhanden frequenz, das Zählwerk 15, der Vorwahlschalter 16, ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der die Steuertorschaltung 17, die Abschlußsignalleitung 10 Antriebsteil eine Führungsspindel 22, während der 18 und die Auslösesignalleitung 19 sind in das Block- Schlitten 23 ein auf Schienen 25 gleitender Werkschaltbild nach F i g. 1 in gestrichelten Linien einge- Stückträgerwagen ist. Das vorhandene Spiel verhinzeichnet. Beim Vorhandensein dieser Baugruppen dert ein Festklemmen zwischen Führungsspindel und umfaßt die vorliegende Erfindung weitere Baugrup- Schlitten und läßt eine geringe Winkeldrehung der pen, welche in manchen Fällen den unmittelbaren 15 Führungsspindel zu, bevor sich der Schlitten bewegt. Abschluß eines Arbeitszyklus nach Einspeisung dei Das Spiel zwischen der Spindel 22 und dem Schlitin dem Vorwahlschalter 16 vorgewählten Impulszahl ten 23 wird dadurch kompensiert und die Bewegung in die Steuerschaltung verhindern. In diesen Fällen der Spindel genau in eine Bewegung des Schlittens werden zusätzliche Impulse eingespeist, deren Anzahl übertragen, daß der Schlitten immer in derselben in einem zweiten Vorwahlschalter 20 vorgewählt ist, 20 Richtung in die gewünschte Endstellung einläuft. Der welche zur Verwendung in Verbindung mit dem Schlitten sei beispielsweise auf Grund einer früheren Zählwerk 15 geschaltet ist. Zunächst wird die zweite Bewegung in der F i g. 3 von rechts her kommend vorgewählte Impulszahl zu der in dem Vorwahlschal- in die in ausgezogenen Linien eingezeichnete Stellung ter 16 vorgewählten Impulszahl hinzuaddiert, und die eingelaufen. Nunmehr soll der Schlitten in die gestri-Gesamtimpulszahl wird in denselben Kanal wie die 25 chelt eingezeichnete Stellung 26 bewegt werden. Die vorgewählten Ausgangsimpulse eingespeist, so daß erforderliche Impulszahl wird in dem Vorwahlschaleine Größe der Motorbewegung in der vorgegebenen ter 16 eingestellt und damit die notwendige Drehung Richtung auftritt, die um die durch die Zusatzimpuls- der Spindel 22 vorgegeben. Der zweite Vorwahlzahl erzeugte Bewegung größer als die gewünschte schalter 20 ist auf eine Bewegung des Motors einge-Bewegung ist. Nach Abschluß der Zusatzbewegungs- 30 stellt, die größer als das zwischen der Spindel 22 und impulse für den Motor erzeugt die Einrichtung 10 dem Schlitten 23 vorhandene Spiel ist. Deshalb beauf dem jeweils anderen Kanal der Motorsteuerschal- wegt sich der Schlitten 23 zunächst bis zur Linie 26, tung Impulse, die eine vorgewählte Motorbewegung dann darüber hinaus zur Linie 27, worauf sich die in entgegengesetzter Richtung zu der durch den Vor- Bewegung gegen die Linie 26 hin umkehrt, so daß wählschalter 16 vorgegebenen Richtung bewirken. ₃₅ die Bewegung in einer nach links gerichteten End-Nach Abschluß der die Größe der subtraktiven Mo- phase zum Abschluß kommt. Die genannte Bewetorbewegung bestimmenden Impulse ist der ge- gungsfolge kompensiert das vorhandene Spiel und wünschte Bewegungszyklus des Motors abgeschlos- stellt eine Bewegung des Schlittens um genau den in sen, und die Steuertorschaltung sperrt den Impuls- der Impulszahlauswahlstufe 16 eingestellten Betrag generator 11, so daß die Impulseinspeisung aufhört, 40 sicher. Wenn der Schlitten in die gestrichelt einge- und gibt ein Abschlußsignal auf die Leitung 18 ab. zeichnete Stellung 28 bewegt werden soll, wird nur Zur Wiederholung desselben oder eines anderen Be- eine einfache Einstellung des Vorwahlschalters 16 wegungszyklus muß erneut ein Auslösesignal auf der auf die gewünschte Impulszahl vorgenommen. Nach Leitung 19 eingegeben werden. Ablauf dieser Impulszahl hält der Motor auf der

Mit der Steuertorschaltung 17 und dem zweiten 45 Linie 28 an, da kein Grund für eine additive bzw.

Vorwahlschalter 20 ist eine Folgeschaltstufe 21 ge- subtraktive Zusatzbewegung zur Kompensation des

koppelt, die den Einsatz der additiven und subtrak- Spiels vorhanden ist.

tiven Bewegungsimpulse bestimmt und eine Unter- Die Fig. 2A und 2B zeigen in Einzelheiten ein

brechung der Impulseinspeisung durch die Steuertor- schematisches elektrisches Schaltbild der elektrischen

schaltung verhindert, bis die so bestimmten Impulse 50 Impulseinspeisungsanordnung. Der Impulsgenerator

aufgetreten sind. 11 besteht aus einem Oszillator mit einem Doppel-

Zwar gibt es Fälle, in denen die Anzahl der addi- basistransistor 29, der den Leitungszustand eines tiven Bewegungsimpulse von der Anzahl der sub- Transistors 30 steuert, der seinerseits entsprechend traktiven Bewegungsimpulse verschieden sein kann, dem Wechsel zwischen Leitungs- und Sperrzustand doch nach der im folgenden offenbarten Ausfüh- 55 mit einer durch einen Einstellwiderstand 29 a und rungsform der Erfindung wird eine jeweils gleiche einen Kondensator 29 b in dem Emitterkreis des Anzahl vorgeschlagen. Wie man zudem noch voll- Doppelbasistransistors 29 bestimmten Wiederholungsständiger erkennen wird, gibt die Folgeschaltstufe die frequenz Impulse in eine Leitung 31 einspeist. Die Möglichkeit, die additiven und subtraktiven Bewe- Impulse erscheinen jeweils zwischen einer gemeinsagungsimpulse nur dann mit den von dem Vorwahl- 60 men Ausgangsklemme 32 und weiteren Ausgangsschalter 16 gelieferten Impulse zu kombinieren, wenn klemmen 33 und 34, wobei die Klemmen 32 und 34 die Motorbewegung in einer ausgewählten Richtung einen ersten Ausgangskanal und die Klemmen 32 erfolgt. Bei der Bewegung in dieser Richtung erfolgt und 33 einen zweiten Ausgangskanal bilden,
die abschließende Motorbewegung in umgekehrter Zwischen den Ausgangsklemmen 32 und 33 auf-Richtung. Legt dagegen der Vorwahlschalter die 65 tretende Ausgangsimpulse bewirken eine Motor-Motorbewegung in der jeweils anderen Richtung bewegung in Uhrzeigerrichtung, zwischen den Ausfest, werden keine additiven und subtraktiven Bewe- gangsklemmen 32 und 34 auftretende Ausgangsgungsimpulse geliefert. impulse bewirken eine Motorbewegung in Gegenuhr-

schalter 72, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe zu der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 71 geschaltet ist. Der Schalter 72 dient zur Auswahl der Bewegungsrichtung, in der die additiven bzw. subtraktiven Bewegungsimpulse auftreten. Er ermöglicht auch, daß die Bedienungsperson das Auftreten von additiven bzw. subtraktiven Impulsen in beiden Richtungen unterdrückt. Insbesondere führt eine Kontaktgabe einer Schaltzunge 72 a mit einem Kontakt 74 zu additiven und subtraktiven Bewegungsimpulsen bei einer Gegenuhrzeigerdrehung des Motors, während eine Kontaktgabe mit einem Kontakt 75 zu Zusatzimpulsen bei einer Uhrzeigerdrehung führt. Eine Kontaktgabe mit einem Kontakt 76 unterdrückt additive und subtraktive Bewegungsimpulse völlig. Zur Festlegung der Bewegungsrichtung des Motors entsprechend der Kanalwahl, auf der die in den Wählschaltern 35 und 36 vorgewählten Impulse erscheinen, ist eine Auswahlschaltung 77 vorgesehen, die einen Zweistufenschalter 78 mit einer Schaltzunge 78 a und Kontakten 79 und 80 umfaßt. Eine Kontaktgabe zwischen Schaltzunge 78 a und Kontakt 79 führt zu einer Uhrzeigerdrehung des Motors, dagegen eine Kontaktgabe zwischen Schaltzunge 78 α und Kontakt 80 zu einer Gegenuhrzeigerdrehung, jeweils entsprechend den in den Wählschaltern 35 und 36 vorgewählten Impulsen.

Die Auswahlschaltung 77 nimmt negative Impulse des Transistors 30 über den Anschlußpunkt G und einen ersten Übertragungsweg 81 bzw. einen zweiten Übertragungsweg 82 auf. Zur Ansteuerung des jeweils benutzten Übertragungsweges 81 bzw. 82 für die Impulse dient ein Transistor 83, der sich in seinem Leitungszustand befindet, wenn die Schaltzunge 78 a an dem Kontakt 79 anliegt. In dieser Stellung werden Impulse durch den Übertragungsweg 81 durchgelassen, die jeweils negative, das Potential von einem hohen positiven Wert auf einen niedrigen Wert erniedrigende Impulse sind, der Übertragungsweg 82 ist jedoch mittels der an den positiven Spannungsanschlußpol 49 angeschlossenen Widerstände 84 und

84 a auf einem positiven Potential gehalten, wodurch der Durchgang von Impulsen gesperrt wird. Wenn jedoch die Schaltzunge 78 α an dem Kontakt 80 anliegt, die mit dem negativen Spannungsanschlußpol 48 verbunden ist, kommt der Transistor 83 in seinen Sperrzustand, so daß der Übertragungsweg 81 über den nunmehr ein höheres positives Potential führenden Kollektor ein positives Potential erhält. Der Widerstand 84 wird über den Kontakt 80 mit dem negativen Spannungspol kurzgeschlossen, wodurch die positive Spannung von dem Übertragungsweg 82 abgesperrt und Impulse durch denselben hindurchtreten können.

Der Übertragungsweg 81 teilt sich in zwei Zweige 81a und 81 b, der Übertragungsweg 82 ebenfalls in zwei Zweige 82 a und 82 b. Die Zweige 81a und 82 a sind an den Verbindungspunkt A und damit an die Ausgangsklemme 33 angeschlossen. Ferner sind die Zweige 81 b und 82 b an den Anschlußpunkt B und damit an die Anschlußklemme 34 angeschlossen, die Ubertragungszweige bilden somit zwei Ausgangskanäle für die Impulse. Die Zweige 81a und 82 b sind an eine Leitung 85, die Zweige 81 b und 82 a hingegen an eine Leitung 86 angeschlossen. Man erkennt, daß durch ein positives Potential der Leitung

85 Impulse am Durchtritt durch die Zweige 81 α und 82 b verhindert werden, während ein positives Potential der Leitung 86 einen Impulsdurchtritt durch die Zweige 81 b und 82 a sperrt. Diese vom Anschlußpunkt G herkommenden Impulse können entweder durch den Übertragungsweg 81 oder durch den Übertragungsweg 82 treten und in ersterem Falle jeweils durch den Zweig 81 α oder 81 b zu den Anschlußpunkten A oder B, in letzterem Falle jeweils durch den Zweig 82 a oder 82 b zu dem Anschlußpunkt A oder B. In jedem Zustand ist dafür Vorsorge getroffen, daß die Impulse jeweils nur an dem Anschlußpunkt A oder B und damit an der Ausgangsklemme 33 oder 34 erscheinen können.

Im Betrieb der beschriebenen Anordnung wird die Schaltung durch Anschluß der positiven und negativen Spannungsanschlußpole 49 bzw. 48 an eine geeignete Gleichstromquelle in Bereitschaftsstellung gebracht. Die gewünschte über die Motorsteuerschaltung 13 zu dem Motor 14 zu übertragende Impulszahl wird zunächst durch Einstellung der Auswahlschalter 35 und 36 vorgewählt. Wenn die zunächst gewünschte Impulszahl »63« beträgt, werden die Schalterstellungen durch die gestrichelten Linien 35 α und 36a angegeben. Der Auslöseschalter 47 wird geschlossen, so daß an der Basis des Transistors 43 ein negativer Impuls erscheint, der den Schaltzustand der Kippstufe 41 so ändert, daß die Transistoren 42 und 43 in ihren Leitungs- bzw. Sperrzustand kommen. In diesem Zustand verhindert das hohe positive Potential im Anschlußpunkt 44 ein Leitendwerden des Rückstelltransistors 46, so daß die Binärzähler 37 und 38 auf Grund eines jeden Impulses ihren Zustand ändern können. Außerdem führt das Leitendwerden des Doppelbasistransistors 29 zu einem wechselweisen Leitendwerden des Transistors 30, so daß mit einer durch den Einstellwiderstand 29 a bestimmten Wiederholungsfrequenz Impulse erzeugt werden. Diese Impulse erscheinen im Anschlußpunkt G, und da der Schrittschaltmotor um »63« Schritte in Uhrzeigerrichtung weitergeschaltet werden soll, liegt die Schaltzunge 78 α an dem Kontakt 79 an, so daß auf Grund des in seinem Leitungszustand befindlichen Transistors 83 die Impulse den Übertragungsweg 81 durchlaufen können und durch das positive Potential am Widerstand 84 von dem Übertragungsweg 82 ferngehalten werden. Ferner befindet sich die Kippstufe 52 in einem Schaltzustand, in dem der Transistor 56 leitet und der Transistor 57 nicht leitet und deshalb die Leitung 86, die an den Kollektoranschlußpunkt 63 des Transistors 57 angeschlossen ist, positives Potential führt, das einen Durchgang negativer Impulse durch den Zweig 81 b absperrt. Deshalb gelangen die Impulse durch den Übertragungsweg 81 und den Zweig 81 α zum Anschlußpunkt A und damit zum Uhrzeiger-Ausgang 33.

Da additive und subtraktive Bewegungsimpulse nur auftreten sollen, wenn eine Motorbewegung in Uhrzeigerrichtung vorgewählt ist, liegt die Schaltzunge 72 α an dem Kontakt 75 an, wie durch die gestrichelte Linie 72 b angedeutet ist, so daß die Basis des Transistors 73 ein niedriges, ein Leitendwerden ausschließendes Potential führt. Außerdem wird die durch die Größe des Spiels bestimmte Impulszahl, so daß eine subtraktive Bewegung größer als dieses Spiel auftritt, durch den Vorwahlschalter 50 vorgewählt, wobei die Anzahl »8« angenommen ist. Diese Schalterstellung ist durch die gestrichelte Linie 50 a angedeutet. Die Impulse erscheinen fortgesetzt

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an der Uhrzeiger-Ausgangsklemme 33, bis die Vorwahlimpulszahl »63« erreicht ist, wenn also die Stellungen der Binärzähler 37 und 38 mit den Stellungen der Vorwahlschalter 35 und 36 übereinstimmen, wobei sich das Potential der Leitung 39 von einem hohen Wert im wesentlichen auf das Nullpotential ändert. Während des Durchgangs der entsprechend der Einstellung der Vorwahlschalter 35 und 36 vorgewählten Impulszahl befindet sich die Kippstufe 51 in dem Schaltzustand, in dem der Transistor 53 leitet und der Transistor 54 sperrt, so daß sich der Kollektoranschlußpunkt 67 auf einem niedrigen positiven Potential und der Anschlußpunkt 59 auf einem hohen positiven Potential befinden. Die Spannungsänderung in der Leitung 39, die durch einen Abschluß der vorgewählten Impulszahl ausgelöst wird, wird über den Anschlußpunkt F zu der Basis des Transistors 55 übertragen, so daß derselbe leitend wird und den Schaltzustand der Kippstufe 51 im Sinne eines Nichtleitendwerdens des Transistors 53 und eines Leitendwerdens des Transistors 54 ändert. Hierdurch ändert der Anschlußpunkt 67 sein Potential von einem niedrigen auf einen hohen Wert, während sich das Potential des Anschlußpunktes 59 von einem hohen auf einen niedrigen Wert ändert. Damit geht von dem Anschlußpunkt 67 eine positive Spannungsspitze aus, die zur Basis des Transistors 70 übertragen wird und ein momentanes Leitendwerden desselben bewirkt. Während dieses kurzzeitigen Leitendwerdens werden die Binärzähler 38 und 37 über den Anschlußpunkt C mit dem negativen Spannungsanschluß 48 verbunden und auf Null zurückgestellt. Außerdem wird infolge des sich von einem hohen auf einen niedrigen positiven Wert ändernden Potentials im Kollektoranschlußpunkt 59 die Torschaltung 60 gegenüber der Leitung 60 a durchlässig, so daß ein positives Potential von dem Transistor 71 durch die Diode 62 und die Leitung 60« zu dem Transistor 58 der Kippstufe 52 übertragen werden kann.

Man erkennt, daß die Basis des Transistors 71 aus demselben Grunde positiv wird, weil die Leitung während der Impulsübertragungsdauer positiv wird, bis die gewünschte Impulszahl erreicht ist, indem sich das Potential von einem hohen Wert im wesentlichen auf Null ändert und dadurch der Leitungszustand des Transistors 71 gesperrt würde. Da zudem beide Kippstufen 51 und 52 bistabil sind, verbleiben sie in dem jeweils eingeschalteten Schaltzustand, bis sie wieder durch eine geringe positive oder negative Spannung geschaltet werden, die beispielsweise bei der Kippstufe 51 an dem Transistor 55 oder dem Kollektoranschlußpunkt 67 anliegt. Da die Kippstufe 52 bei Abschluß der vorgewählten Impulszahl ihren Schaltzustand nicht geändert hat, erfolgt keine Änderung in der Auswahlschaltung 77, und es können weiterhin Impulse durch den Übertragungsweg 81 und den Zweig 81ß zu der Ausgangsklemme 33 hindurchtreten, um Zusatzbewegungsimpulse für den Motor in der eingestellten Uhrzeigerrichtung zu liefern. Die Impulsfrequenz ist ziemlich niedrig, beispielsweise in der Größe von 300 Stück pro Sekunde, wogegen die Schaltzeit des Transistors 70 genügend kurz ist, so daß keine Zählimpulse bei der Rückstellung der Binärzähler auf Null verlorengehen. Da somit keine Änderung im Schaltzustand der Steuerkippstufe 41 auftritt, liefert der Transistor 30 fortgesetzt Impulse.

Wenn dann »8« Impulse an der Ausgangsklemme 33 erschienen sind, wird der Leitungszustand des Transistors 71 durch das im wesentlichen auf Null abfallende Basispotential gesperrt, sobald die Stellung des Einerdekadenzählers mit der Stellung des Vorwahlschalters 50 übereinstimmt. Dieser Abfall des positiven Potentials der Leitung 60 a schaltet den Transistor 58 in seinen Leitungszustand und die Kippstufe 52 um, so daß der Transistor 56 nichtleitend und der Transistor 57 leitend wird. Im Anschlußpunkt 68 erscheint entsprechend dem Potentialanstieg eine positive Spannungsspitze, wodurch infolge des Anschlusses an den Transistor 70 eine sofortige Rückstellung der Binärzähler 37 und 38 auf Null bewirkt wird. Außerdem prägt der Kollektoranschlußpunkt 68 seine hohe positive Spannung einer Leitung 85 auf, wodurch ein Impulsdurchgang durch den Zweig 81« gesperrt wird, wogegen der von einem hohen auf ein niedriges Potential umgeschaltete Anschlußpunkt 63 das Potential der Leitung 86 vermindert, so daß durch den Übertragungsweg 81 und den Zweig 81 & Impulse über den Anschlußpunkt B zu der Ausgangsklemme 34 übertragen werden können. Wenn dann die Binärzähler zurückgestellt sind, wird das Basispotential des Transistors 71 wieder hoch, da keine Übereinstimmung mehr zwischen der Vorwahlstellung des Auswahlschalters 50 und dem Binärzählerstand vorhanden ist. Dieses ereignet sich innerhalb der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, und da sich der Leitungszustand der Transistoren 42 und 43 nicht geändert hat, liefert der Transistor 30 ohne Unterbrechung Impulse.

Solange der Transistor 71 leitet, erscheinen weiter Impulse am Anschlußpunkt B, bis »8« Impulse erreicht sind und der Transistor 71 wiederum nichtleitend wird, wodurch das Potential der Diode 66 abgesenkt wird. Da sich die Anode der Diode 65 auf einem niedrigen Potential befindet, wird die Potentialänderung durch die Torschaltung 64 auf die Leitung 87 übertragen, die über den Anschlußpunkt E mit der Basis des Transistors 40 in Verbindung steht.

Dieses niedrige Basispotential bringt die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 40 in ihren Leitungszustand, der den Schaltzustand der Kippstufe 41 ändert, so daß der Transistor 42 nichtleitend und der Transistor 43 leitend wird. Das Potential des KoI-lektoranschlußpunktes 44 sinkt ab, so daß die Transistoren 45 und 46 leitend werden und die Wirkung des Doppelbasistransistors 29 sperren, so daß der Transistor 30 nicht mehr leitend werden kann und keine weiteren Impulse mehr auftreten können.

Das Leitendsein des Transistors 46 erzeugt über den Anschlußpunkt D an den Kollektoranschlußpunkten 67 bzw. 68 der Kippstufen 51 bzw. 52 ein niedriges Potential, wodurch dieselben in ihren jeweiligen Ausgangszustand zurückgestellt werden, in dem die beiden Anschlußpunkte ein niedriges Potential führen und die Transistoren 53 bzw. 56 leitend sind. Ferner werden die Binärzähler durch den Transistor über eine zwischen den Anschlußpunkten C und D angeschlossene Diode 88 zurückgestellt.

Gleichzeitig ändert sich das Potential der Leitungen 85 und 86 in den früheren Zustand auf einen hohen bzw. niedrigen Wert, so daß der jeweils nächste Impulszyklus den Motor in Vorwärtsrichtung bewegen kann.

Wenn der obige Zyklus mit »63« vorgewählten Impulsen, »8« additiven Bewegungsimpulsen und »8« subtraktiven Bewegungsimpulsen wiederholt werden soll, wird der Auslöseschalter 47 geschlossen.

so daß sich infolge eines an der Basis des Transistors 43 auftretenden Impulses genügender Dauer und Amplitude der Leitungszustand der Transistoren 42 und 43 ändert. Wenn jedoch der jeweils nächste Zyklus mittels an der Ausgangsklemme 34 auftretender Impulse zu einer Bewegung in umgekehrter Richtung führen soll, dann ist eine Umschaltung der Schaltzunge 78 in Anlage an den Kontakt 80 erforderlich. In dieser Stellung ist der negative Anschlußpol 48 über den Kontakt 80 und die Schaltzunge an die Basis des Transistors 83 angeschlossen, so daß derselbe nichtleitend wird und dem Übertragungsweg 81 ein hohes Potential aufdrückt, wogegen der Widerstand 84 mit dem negativen Anschlußpol verbunden ist, der das positive Potential des Übertragungsweges 82 ausschaltet, so daß Impulse durch die Zweige 82 α und 82 b übertragen werden können. Da jedoch die Leitung 86 auf einem hohen Potential liegt, können keine Impulse durch den Zweig 82 a treten, sie werden vielmehr durch den Zweig 82 b zum Anschlußpunkt B und der Ausgangsklemme 34 übertragen. Wenn gewünscht ist, daß der Motor immer in einer Richtung in die gewünschte Stellung einläuft, dann wird das Auftreten additiver und substraktiver Bewegungsimpulse unterdrückt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schaltzunge 72 in der in gestrichelten Linien eingezeichneten Stellung 72 b verbleibt und die Basis des Transistors 73 mit der Leitung 89 verbindet, so daß ein auftretendes hohes Potential den Transistor 73 leitend macht.

Nach Abschluß der in den Wählschaltern 35 und 36 vorgewählten Impulszahl bewirkt die Potentialänderung der Leitung 39 über den Anschlußpunkt F eine Zustandsänderung der Kippstufe 51, wodurch die Binärzähler zurückgestellt werden und ein niedriges Potential über die Torschaltstufe 60 zu der Kippstufe 52 weitergegeben wird. Das Leitendwerden des Transistors 73 schafft einen Kurzschlußweg durch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 71 und bewirkt dadurch ein niedriges Potential an den Dioden 62 und 66. Außerdem führt das niedrige Potential im Anschlußpunkt F zu einer Änderung des Schaltzustandes der Kippstufe 51, so daß die Diode 62 über die Leitung 60 α den Transistor 58 beeinflussen und die Kippstufe 52 umschalten kann. Dieses verschiebt den Kollektoranschlußpunkt 63 von einem hohen auf ein niedriges Potential, so daß die niedrige Spannung an der Diode 66 auf die Leitung 87 gelangen und den Transistor 40 leitend machen kann. Beim Leitendwerden des Transistors 40 ändern wiederum die Transistoren 42 und 43 ihren Leitungszustand, so daß der Transistor 46 leitend wird und die Kippstufen 51 und 52 zusammen mit den Zählern zurückgestellt und in ihren Nullstellungen hält sowie die Schwingungen des Doppelbasistransistors 29 sperrt. Man erkennt jedoch, daß in dem eben beschriebenen Zyklus die einzige erforderliche Schaltung in einer Umschaltung der Schaltzunge 72 α auf den Kontakt 74 bestünde, wenn man additive und substraktive Impulse wünscht.

Wenn man additive und substraktive Bewegungsimpulse bei einer vorgegebenen Motorbewegung in Gegenuhrzeigerrichtung entsprechend der vorgewählten, an der Ausgangsklemme 34 erscheinenden Impulszahl wünscht, wird die Schaltzunge 78 a in Anlage an den Kontakt 80 umgeschaltet, und die Schaltzunge 12 a wird auf den Kontakt 74 umgeschaltet. Somit gelangen die entsprechend der Vorwahl der Wählschalter 35 und 36 erscheinenden Impulse durch

ίο den Übertragungsweg 82 in die Zweige 82 a und 82 b. Da sich der Zweig 82 a infolge des hohen Potentials der Leitung 86 auf einem hohen Potential befindet, erreichen die Impulse über den Zweig 82 b die Ausgangsklemme 34. Die Zusatzimpulse gelangen auch durch den Übertragungsweg 82 und den Zweig 82 b, während bei Potentialumkehr der Leitungen 85 und 86, wenn die Kippstufe 52 umgeschaltet wird, die subtraktiven Bewegungsimpulse durch den Übertragungsweg 82 und den Zweig 82 α zu der Vorwärtsanschlußklemme 33 gelangen.

Man ersieht, daß bei Anlage der Schaltzunge 72 an den Kontakt 76 additive und subtraktive Bewegungen ausgeschaltet werden können, da ein gleichbleibender Leitungszustand des Transistors 73 erhaltenbleibt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Impulsgesteuerte Positioniereinrichtung, insbesondere zur Ausschaltung des Totgangs bei Werkzeugmaschinenschlitten, mit einem umsteuerbaren Schrittmotor, einem Impulsgenerator, einer die Drehrichtung des Schrittmotors bestimmenden Motorsteuerschaltung und einem Impulszählwerk mit einem Vorwahlschalter, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer mit dem Impulszählwerk (15) gekoppelter, jeweils nur in einer Stellung eines Einlaufrichtungswahlschalters (72) wirksamer Vorwahlschalter (20,50) mit einer Drehrichtungsumsteuerstufe (52) verbunden ist, deren Ausgangsimpuls einer Rückstellstufe (69) zur Löschung des Impulszählwerks zugeführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangsleitung des weiteren Vorwahlschalters (50) ein Sperrkreis (71, 64, 41, 45, 46) angekoppelt ist, der eine weitere Impulsübertragung unterdrückt, sobald der Maschinenschlitten in Einlaufrichtung seine durch eine Anzahl von Bewegungsimpulsen bestimmte Endstellung erreicht hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungsumsteuerstufe (52) als bistabile Kippstufe ausgebildet ist, deren beide Ausgangsleitungen über Diodenschalter das Durchgangsverhalten von Steuerleitungen des Schrittmotors steuern.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des weiteren Vorwahlschalters (50) eine bistabile Kippstufe (51) angekoppelt ist, deren einer Ausgang zu der Rückstellstufe (69) geführt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen