DE1538522C3 - Lageregelein richtung - Google Patents

Lageregelein richtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageregeleinrichtung für ein Maschinenteil, beispielsweise für das Werkzeug einer Werkzeugmaschine, mit einem die Lage des Werkzeugs verstellenden Stellglied, das von einem Phasendiskriminator gesteuert wird und das zugleich mit der Verstellung des Werkzeugs einen Resolver verstellt, dem zur Erzeugung eines entsprechend der Lage des Werkzeugs phasenverschobenen Istphasensignals ein Bezugssignal mit einer vorgegebenen Bezugsfrequenz zugeführt wird, ferner mit einem Sollphasenzähler, dessen Ausgangssignal die gleiche Bezugsfrequenz wie das Istphasensignal hat und das zusammen mit dem Istphasensignal als Sollphasensignal dem Phasendiskriminator zugeführt wird, und mit einer Dateneingabequelle, entsprechend deren Positionsangaben für das Werkzeug die Phase des Sollphasensignals verändert wird.
Eine derartige numerische Lageregeleinrichtung ist aus der US-PS 3 173 001 bekannt, und auch an Hand der Fig. 2 eines vorveröffentlichten Aufsatzes mit dem Titel »Inside The Mark Century Numerical Controls«, Control Engineering, Mai 1963, beschrieben. Bei diesen bekannten Lageregeleinrichtungen wird beispielsweise die Lage eines Werkzeugs gegenüber einem Werkzeugmaschinentisch in Koordinaten definiert, die die Abweichung zwischen der Sollposition und der Istposition angeben. Im Gegensatz zu solchen Abweichungskoordinaten, die üblicherweise in numerisch arbeitenden Bahnregeleinrichtungen verwendet werden, sind jedoch in vielen Anwendungsfällen absolute Koordinaten erwünscht, die die Auswahl eines freien Nullpunkts oder Bezugspunkts gestatten. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Programm mit Bezug auf einen auf dem zu bearbeitenden Werkstück befindliehen Bezugspunkt geschrieben ist. Lageregeleinrichtungen mit freier Nullpunktswahl gestatten es, d?ß der Benutzer die Maschine gegenüber dem Bezugspunkt auf dem Werkstück auf Null einstellt, falls sich eine genaue Lagebeziehung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeugmaschinentisch in einfacher Weise nicht herstellen läßt.
Aus dem oben genannten Aufsatz in der Fachzeitschrift Control Engineering, Mai 1963, ist aber auch bereits eine numerische Lageregeleinrichtung bekannt, bei der die Lage des Werkzeugs gegenüber dem Tisch in absoluten Koordinaten definiert wird. Dazu wird auf die F i g. 1 und die zugehörige Beschreibung dieses Aufsatzes verwiesen. Diese mit absoluten Koordinaten arbeitende Lageregeleinrichtung hat jedoch einen äußerst aufwendigen Aufbau. So muß man beispielsweise mehrere Resolver verwenden, um den gesamten Positionsbereich des Werkzeugs zu erfassen. Im allgemeinen benötigt man drei Resolver, drei Befehlsphasenzähler, drei Wellenumformer, zwei Vergleicher und einen Phasendiskriminator. In Anbetracht dieser zahlreichen und mehrmals vorhandenen Teile stellen die bekannten Lageregeleinrichtungen mit absoluten Koordinaten verhältnismäßig kostspielige Anlagen dar. Darüber hinaus ergibt sich bei diesen Anlagen kein einfaches Regelverfahren für die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs, wenn man im groben und mittleren Bereich der Resolver arbeitet. Insbesondere ist es schwierig, mehrere verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten vorzusehen, die von Hand oder in Anpassung an die auszuführende Bearbeitung selbsttätig ausgewählt werden können.
Ferner lassen sich die erwähnten Lageregeleinrichtungen nicht ohne weiteres auf hydraulisch arbeitende Geräte anwenden, da bei diesen Geräten der Regelkreis ständig geschlossen sein muß, um eine Wanderung des Werkzeugs zu vermeiden. Das bedeutet, daß der Sollphasenzähler und der Resolver für die Feineinstellung ständig arbeiten müssen, um das Werkzeug an seinem Platz zu halten. Dies ist jedoch mit diesen bekannten Lageregeleinrichtungen nicht möglich, da der Befehlsphasenzähler anfangs angehalten werden muß, um den vollständigen Phasenverschiebebefehl einzugeben. Während dieser Zeit ist die Regelschleife offen, so daß das Werkzeug von der eingenommenen Stellung wegwandern kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Lageregeleinrichtung derart weiterzubilden, daß ohne einen großen zusätzlichen ge-
rätetechnischen Aufwand eine Programmierung in absoluten Koordinaten möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs beschriebene Lageregeleinrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die von der Dateneingabequelle gelieferte Sollposition des Werkzeugs in Form einer absoluten Koordinatenangabe in einem Befehlsregister und die Istposition ebenfalls in Form einer absoluten Koordinätenangabe in einem Positionsregister gespeichert ist, daß ein Vergleicher die absolute Sollkoordinate mit der Istkoordinate vergleicht und ein dem Vergleich entsprechendes Fehlersignal einem Steuerglied zuführt, das von der Bezugsfrequenz synchronisiert ist, und daß das den Befehlsphasenzähler ansteuernde Steuerglied unter dem Einfluß des Fehlersignals die Frequenz des Sollphasensignals verändert und gleichzeitig die absolute Istkoordinatenangabe im Positionsregister jeweils um ein Koordinateninkrement verstellt, das der durch die Änderung des Sollphasensignals hervorgerufenen Positionsänderung des Werkzeugs entspricht.
. Der Erfindungsgegenstand bietet den Vorteil, daß er
keine weiteren Resolver und zugehörige Ansteuerungsmittel benötigt, also mit einer einzigen Rückführungsschaltung und einem zugehörigen Meßwertwandler auskommt. Darüber hinaus ist es ohne Öffnen der die Istlage bestimmenden Regelschleife möglich, Befehlssignale in den Befehls- bzw. Sollphasenzähler einzugeben. Davon abgesehen kann die erfindungsgemäße Lageregeleinrichtung von dem Benutzer sehr leicht für irgendeinen beliebigen Punkt auf den Positionspunkt Null eingestellt werden, ohne daß es dazu erforderlich ist, daß von Hand Information in den Befehlsphasenzähler eingegeben zu werden braucht.
Zur leichten Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit zeichnet sich die Lageregeleinrichtung nach der Erfindung vorzugsweise dadurch aus, daß die Dateneingabequelle dem Steuerglied ein Signal zuführt, das der Sollvorschubgeschwindigkeit für das Werkzeug entspricht, und daß das Steuerglied die Frequenzänderung des Sollphasensignals entsprechend der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit vornimmt. Das dem Stellglied zugeführte Sollsignal für die Vorschubgeschwin-' digkeit des Werkzeugs ist zweckmäßigerweise auch von Hand veränderbar.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild einer numerischen Lageregeleinrichtung gemäß der Erfindung,
F i g. 2 ein Schaltbild eines Zählersteuerglieds der Regeleinrichtung der F i g. 1,
F i g. 3 ein Schaltbild einer absoluten Positionsregelschaltung der Regeleinrichtung der F i g. 1,
F i g. 4 den Kurvenverlauf verschiedener Größen des Zählersteuerglieds, und
F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Bezugszählers der Regeleinrichtung der F i g. 1.
Bei der beschriebenen Lageregeleinrichtung werden Lage- und Geschwindigkeitsregelsignale durch die Phasenlage und die Phasenänderungsgeschwindigkeit eines Signals dargestellt, das einem Stellglied zugeführt wird, welches das Werkzeug antreibt. Eine Rückführungsschaltung mit einem Meßwertwandler ermittelt die Stellung des Werkzeugs, wenn dieses auf ein Bezugs- oder Sollsignal anspricht und erzeugt ein der Lage bzw. Position entsprechendes Phasensignal, dessen Phase gegenüber einem Bezugspunkt die tatsächliche Lage des Werkzeugs, d. h. die Istlage, darstellt. Die Phase des Sollsignals wird mit der Phase des Istsignals verglichen, so daß ein Fehlersignal erzeugt wird, welches direkt proportional der Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen ist und das Stellglied betätigt. Die Größe des Fehlersignals und sein Richtungssinn oder seine Polarität, die davon abhängt, ob das Sollsignal gegenüber dem Istsignal vor- oder nacheilt, bewirken, daß das Werkzeug in einer solchen Richtung bewegt wird, daß die Größe des Fehlersignals vermindert wird.
Wenn die Sollposition gleich der Istposition ist, befinden sich die beiden dem Vergleicher zugeführten Signale in Phase. Diese ergibt für das Fehlersignal den Wert Null, so daß keine Vorgänge ausgelöst werden. Wenn die Sollposition von der Istposition abweicht, werden Frequenzsteuereinrichtungen betätigt, die kontinuierlich die Phase des Sollsignals gegenüber dem Bezugssignal verändern. Ein Vergleich dieses phasenmodulierten Sollsignals mit der sich stetig ändernden Phase des Rückführungssignals des Werkzeugs wird dazu benutzt, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die proportional der Phasendifferenz ist. Diese Fehlergleichspannung wird verstärkt und dem Stellglied zugeführt, so daß der Motor das Werkzeug in Richtung der Sollposition bewegt.
Es ist bedeutend, daß die beschriebene Lageregeleinrichtung, wenn sich das Werkstück in der Bezugsstellung befindet, dadurch in einfacher Weise auf Null gebracht werden kann, daß lediglich das Positionsregister auf den Wert Null gebracht wird.
Ein in F i g. 1 dargestellter Signalgeber 10 erzeugt ein Bezugsphasensignal und enthält einen Taktgeber 10a, der eine Rechteckschwingung mit einer Frequenz von 250 kHz abgibt. Dieses Taktsignal wird einem Bezugszähler 10ό zugeführt, der das 250-kHz-Signal durch den Faktor 1000 teilt und ein Bezugssignal von 250 Hz an eine Leitung 11 abgibt. Aus Fig. 5 ergibt sich, daß der Bezugszähler 106 drei dekadische Zählerstufen enthält, die nicht nur die gewünschte Frequenzteilung vornehmen, sondern auch ein zweites Bezugssignal RCA abgeben, das noch in Verbindung mit einem Diagramm nach F i g. 4 erläutert wird. Das 250-kHz-Signal wird über eine Leitung 12 dem Eingang eines Sollphasenzählers 13a eines Signalgenerators 13 zugeführt. Der Soll- oder Befehlsphasenzähier 13a erzeugt an der Leitung 136 einen Rechteckimpuls von 250 Hz, wenn der Inhalt eines Befehlsregisters 14a gleich dem Inhalt eines Istlageregisters 146 ist. Wenn ein Vergleicher 14c diese Übereinstimmung der Registerinhalte feststellt, führen mit dem Ausgang des Vergleichers 14c verbundene Leitungen 15 und 16 das Signal Null, und das Solloder Befehlsphasensignal an der Leitung 136 befindet sich in Phase mit dem Bezugsphasensignal.
Aus F i g. 2 ergibt sich, daß der Befehlsphasenzähler 13a mit der gleichen Frequenz arbeitet wie der Bezugszähler 10ό, wenn keine Steuersignale an den Leitungen 15 und 16 auftreten. Die Zähler befinden sich somit auf ihrem Nullpegel, was darauf zurückzuführen ist, daß ein Steuerglied 17 nicht betätigt wird, solange im Steuerglied 17 enthaltene UND-Glieder 17a und 176 nicht betätigt werden. In diesem Fall gibt ein ODER-Glied 17c die Spannung Null ab, und ein UND-Glied Md kann vom Signal RCA nicht betätigt werden. Ein Signal NC vom Steuerglied 17 hat den Pegel 1, und der Befehlsphasenzähler 13a liefert einen Impulszug an die Ausgangsleitung 136, und zwar unter der Annahme, daß er synchron mit dem Bezugszähler 106 zu arbeiten begonnen hat. Dieser Impulszug ist dann in Phase mit dem Bezugssignal an der Leitung 11. Das bedeutet, daß der
Befehlsphasenzähler 13a das Taktsignal vom Taktgeber 10a in normaler Weise zählt, d. h., er zählt jeden Taktimpuls.
Der Befehlsphasenzähler 13a ist in seinen Einzelheiten aus der US-PS 3 173 001 bekannt, wo er in F i g. 23 dargestellt ist. (Im vorliegenden Fall wird das Steuersignal NC der Leitung 777 zugeführt, während das Steuersignal ZX7der Leitung 778 zugeleitet wird.)
Wenn man annimmt, daß ein Vorschubsignal FR ständig im »1 «-Zustand ist (vgl. Fig.4 Kurve c), und wenn man ferner annimmt, daß sich ein Blockende-Signal EOB im »1«-Zustand befindet, um anzugeben, daß das Befehlssignal der Dateneingabequelle 7 im Befehlsregister 14a gespeichert worden ist, wird der Zustand des UND-Glieds 17a bzw. 176 durch Vorhandensein oder Fehlen eines Steuersignals C > P bzw. P > C dargestellt. Wenn man annimmt, daß sich die Leitung 15 im »1 «-Zustand befindet, um anzuzeigen, daß der Vergleicher 14c festgestellt hat, daß das Sollsignal größer als das Istsignal ist, spricht das UND-Glied 17a an, so daß an seinem Ausgang ein »1 «-Signal erscheint, wodurch das UND-Glied 17e betätigt wird, das ein Bezugssignal ROi an den Befehlsphasenzähler 13a in Form eines Doppelzählsignals DCliefert.
Aus F i g. 4 Kurve 6 ist ersichtlich, daß das Signal ROi ein 50-kHz-Signal ist und somit für jeden fünften Taktimpuls einen Impuls aufweist. Jedesmal, wenn das Signal DC den Wert 1 annimmt, zählt der Befehlsphasenzähler 13a um zwei Schritte weiter, da jeder dem Befehlsphasenzähler zugeführte DC-Impuls den in diesem Zeitpunkt auftretenden Taktimpuls der zweiten Zählstufe zuführt, so daß ein Zählwert von zwei gezählt wird. Dadurch wird die dem Befehlsphasenzähler 13a zugeführte mittlere Impulsgeschwindigkeit auf 300 kHz gesteigert, wenn das Signal RC4 ein 50-kHz-Signal ist. Es sei bemerkt, daß das Signal NC dem Kehrwert des Signals RC4 entspricht, daß jedoch das Signal DC die tatsächliche Impulshäufigkeit steuert. Diese Doppelzählung bewirkt, daß der Zähler 13a schneller als der Bezugszähler 106 zählt, so daß die Befehlsphasensignale den Bezugsphasensignalen vorauseilen und bewirken, daß das Stellglied das Werkzeug in Richtung auf die Sollposition antreibt.
Wenn man annimmt, daß die Signale FR und EOB mit dem Steuersignal P> C übereinstimmen, wird das UND-Glied 176 betätigt, so daß das Signal NC den in der Kurve d dargestellten Verlauf annimmt. Wenn das Signal NC Null ist, werden die Taktimpulse, die der ersten Stufe des Befehlsphasenzählers zugeführt werden, blockiert, so daß der Zähler daran gehindert wird, die in dieser Zeit auftretenden Taktimpulse zu zählen. Wenn jedoch das Signal NC in den »1«-Zustand zurückkehrt, nimmt der Befehlsphasenzähler die Zählung der Impulse wieder in normaler Weise auf. Dadurch zählt der Zähler 13a langsamer als der Zähler 106, so daß sich eine Phasennacheilung ergibt. Wenn dieser Zustand eintritt, beträgt die mittlere Eingangsimpulsfrequenz 200 kHz.
Aus F i g. 3 geht hervor, daß das Positions- oder Istlageregister 146 einen mehrdekadischen reversiblen Zähler enthält, wobei die Zählrichtung durch Signale »Vorwärts« und »Rückwärts« des Zählsteuerglieds 17 gesteuert wird. Wenn das UND-Glied 17a eine Übereinstimmung der Signale an seinen Eingängen feststellt, tritt am Ausgang ein »1 «-Signal auf, so daß das Steuersignal »Vorwärts« erzeugt wird, welches bei Zuführung zu den Dekaden des Istlageregisters 146 ermöglicht, daß der Zähler beim Anlegen des Signals ROX vorwärts zählt. Wenn das Befehlssignal größer als das im Register 146 befindliche Istsignal ist, dann bewirkt das Signal »Vorwärts«, daß das Register 146 in Richtung der Sollposition zählt, und zwar in Übereinstimmung mit der Istposition des Werkzeugs, da eine entsprechende Phasendifferenz durch den Zähler 13a erzeugt wird. Diese Phasendifferenz wird in eine entsprechende Bewegung umgesetzt, so daß das Istlageregister 146 die Istlage des Werkzeugs stets in absoluten Koordinaten festhält. Das Zählsteuerglied 17 erzeugt in ähnlicher Weise ein »Rückwärts«-Signal, solange das Und-Glied 176 anspricht, so daß das Register mit der durch das Signal RCgegebenen Geschwindigkeit rückwärts zählt.
Bisher wurde angenommen, daß eine feste Vorschubgeschwindigkeit durch ein Vorschubgeschwindigkeitssignal FR angefordert wird, das sich im »1 «-Zustand befindet. Hierdurch ergibt sich die maximale Vorschubgeschwindigkeit, die der für das Signal RC4 ausgewählten Frequenz entspricht. Eine veränderliche Vorschubgeschwindigkeit kann in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß das Taktsignal in einem durch fünf teilenden Teiler 2 gezählt und das sich ergebende 50-kHz-Signal der Vorschubsteuerschaltung 21 zugeführt wird. Diese Schaltung hat die Wirkung, daß das von der Dateneingabequelle 7 herrührende und der Geschwindigkeitsbefehlsschaltung 22 zugeführte Geschwindigkeitsbefehlssignal VC von Hand aus ersetzt und unwirksam gemacht werden kann.
Wenn man annimmt, daß das Befehlssignal VC einen Vorschub von 50% des maximalen Vorschubs fordert, dann würde das Vorschubsignal FR während 50% der Zeit den »!«-Zustand annehmen und hätte daher den in F i g. 4 dargestellten Verlauf. Dann würden die Signale NC und DC den in Kurve g und h dargestellten Verlauf annehmen. Diese Signale sind 25-kHz-Signale, so daß die maximale Frequenzabweichung des Signals am Ausgang des Zählers 13a ±25 Hz von den nominellen 250 Hz beträgt. Die Art und Weise, in der diese Regelung durchgeführt wird, ist bereits in der US-PS 3 173 001 angegeben.
Der Vergleich zwischen den Istwert- und Sollwert-Phasensignalen mit Bezug auf die Phasenlage, wenn die Ausgangssignale .sich in der Frequenz unterscheiden, ergibt eine sich stetig ändernde Phasendifferenz, die von der Größe der Frequenzabweichung abhängt. Eine Rückführungsschaltung 20 enthält als Meßwertwandier einen Resolver 20a, der die Phase der Erregerspannung, d. h. das Bezugssignal, um einen Betrag verschiebt, der proportional der zurückgelegten Wegstrekke ist. Die Proportionalitätskonstante der dargestellten Ausführung beträgt 360° Phasenverschiebung für je 2,5 mm. Die Resolverrückführung ist aus der US-PS 3 173 001 an sich bekannt. Hier sei lediglich bemerkt, daß eine Resolverspeiseschaltung 206 an den Bezugszähler 106 angeschlossen ist, so daß zwei sinusförmige, um 90° phasenverschobene Signale von 250 Hz geliefert werden, um den Resolver 20a zu betätigen, der zwei Primär- oder Statorwicklungen enthält. Diese Phasenerregung erzeugt ein gleichförmiges Magnetfeld in dem Resolver, das mit der gleichen Frequenz umläuft wie die Erregerspannung. Wenn die Welle des Resolvers stillsteht, ist die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung, d. h. des Rotors, eine Einphasenspannung, deren Hauptfrequenz die gleiche wie die der Erregerspannung ist. Die Phase der Ausgangsspannung hängt von der Lage des Rotors ab, so daß eine Drehung des Resolvers bewirkt, daß das Ausgangssignal mit einer Geschwindigkeit von 360° pro Umdrehung die Phase
ändert. Die sinusförmige Schwingung wird dann einem Kurvenumformer 20c zugeführt, um diese Schwingung in eine Rechteckschwingung der gleichen Frequenz und Phase umzuformen. Das sich ergebende Istsignal, welches entsprechend der Lagerückführungs-Information phasenverschoben ist, wird über eine Leitung 24 einer Diskriminatorschaltung 25, die eine Digital-Analog-Umsetzung bewirkt, zugeführt. Diese erzeugt ein Gleichspannungsfehlersignal, dessen Größe proportional der Phasendifferenz des dem Eingang zugeführten Signals ist. Diese Fehlerspannung wird einem Stellglied
23 zugeführt, welches die Vorschubgeschwindigkeit und -richtung des Werkzeugs entsprechend der Größe und Phase des von dem Diskriminator 25 erzeugten Fehlersignals steuert.
Zum besseren Verständnis der beschriebenen Lageregeleinrichtung wird die Wirkungsweise im einzelnen erläutert:
Unter der Annahme, daß sich das Werkzeug in der gewünschten Stellung befindet und die Rückführungsschaltung bzw. der Resolver einen Nullpunkt einnimmt, der in Abständen von 2,5 mm entlang der Maschinenachse auftritt, sind alle drei Signale, nämlich das Befehlsphasensignal an der Leitung 130, das Bezugssignal und das Istphasensignal in Phase. In diesem Fall erscheint ein Fehlersignal mit dem Wert Null am Ausgang des Diskriminators 25, und das Stellglied wird nicht erregt.
Wenn man nun annimmt, daß ein Dimensionsbefehl in das Befehlsregister 14a eingegeben wird, und wenn man weiter annimmt, daß der Sollwert dieses Befehls größer ist als die Istposition, dann beginnt das Steuerglied 17 die Zahl der Impulse zu verändern, weiche in den Befehlsphasenzähler 13a eintreten, und zwar auf Grund eines Steuersignals an der Leitung 15. Da in diesem Fall die Sollposition größer als die Istposition ist, wird beim Auftreten des Steuersignals DC eine Doppelzählung in dem Befehlsphasenzähler hervorgerufen. Das Befehlsphasenausgangssignal an der Leitung 13b beginnt gegenüber der Phasenlage des Bezugssignals an der Leitung 11 vorzueilen. Da der Werkzeugmaschinentisch nicht sofon anspricht, ist die von dem Resolver 20a eingeführte Phasenverschiebung Null. Das Istphasensignal der Leitung 24 ist mit dem Bezugsphasensignal der Leitung 11 in Phase. Dies bedeutet, daß das Bezugsphasensignal gegenüber dem Signal der Leitung
24 weiterhin voreilt, bis sich der Tisch zu bewegen beginnt. Der Tisch wird nun beschleunigt, bis die Vorschubgeschwindigkeit erreicht ist. Der Grad der Beschleunigung ist proportional dem Grad, mit dem sich die Phasenlage des dem Diskriminator 25 zugeführten Signals verändert. Sobald jedoch der Tisch sich zu bewegen beginnt, fängt der Resolver 20a an, die Phase des Bezugssignals in einer Richtung zu verschieben, die entgegengesetzt zu der von dem Befehlsphasenzähler 13a eingeführten Richtung ist. Wenn die maximale Vorschubgeschwindigkeit erreicht ist, ist die stetige Änderung der Phase, die durch den Befehlsphasenzähler 13a eingeführt ist, gleich und entgegengesetzt der vom Resolver 20a eingeführten, so daß, wenn sich das System im Gleichgewicht befindet, eine konstante Phasendifferenz zwischen dem Istphasensignal und dem Sollphasensignal vorhanden ist.
Da es erwünscht ist, auch bei einer Regelabweichung von mehr als 2,5 mm eine Regelung vorzunehmen, wird ein Diskriminator mit einem größeren Bereich verwendet. Auch dieser Diskriminator ist in der US-PS 3 173 001 beschrieben und enthält einen reversiblen Zähler, der jedesmal um 1 vorwärts zählt, wenn die Phase des einen Eingangssignals im Vergleich mit dem anderen Eingangssignal den 360°-Punkt durchläuft. Außerdem zählt der Zähler jedesmal um den Wert 1 rückwärts, wenn die Phasendifferenz abnimmt und durch den 360°-Punkt geht. Das Gerät erfaßt daher jeden vollständigen Zyklus der Phasendifferenz und überlagert dem von dem Diskriminator erzeugten Potential, das einer Phasendifferenz von weniger als 360° entspricht, für jeden Zyklus ein analoges Regelpotential. Wenn die Phasendifferenz anstatt vorzueilen nacheilt, wird das analoge Regelpotential abgezogen. Auf diese Weise ist das dem Stellglied der Werkzeugmaschine zugeführte analoge Gesamtsignal in richtiger Weise der tatsächlichen und gesamten Phasendifferenz zwischen dem Sollphasensignal und dem Istphasensignal direkt proportional.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung in einer Regeleinrichtung beschränkt, bei der die Rückführungsschaltung zwischen dem Ausgang des Bezugszählers und dem Eingang des Diskriminators liegt. Sie ist vielmehr auch auf Regeleinrichtungen anwendbar, bei denen die Rückführungsschaltung von dem Befehlsphasenzähler angesteuert wird, so daß die Rückführungsschaltung zwischen dem Befehlsphasenzähler und dem Diskriminator liegen kann. Ferner ist der Erfindungsgegenstand auch für Lageregeleinrichtungen geeignet, bei denen nicht nur eine, sondern mehrere Positionsachsen regelbar sind.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 409 549/12

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Lageregeleinrichtung für ein Maschinenteil, beispielsweise für das Werkzeug einer Werkzeugmaschine, mit einem die Lager des Werkzeugs verstellenden Stellglied, das von einem Phasendiskriminator gesteuert wird und das zugleich mit der Verstellung des Werkzeugs einen Resolver verstellt, dem zur Erzeugung eines entsprechend der Lage des Werkzeugs phasenverschobenen Istphasensignals ein Bezugssignal mit einer vorgegebenen Bezugsfrequenz zugeführt wird, ferner mit einem Sollphasenzähler, dessen Ausgangssignal die gleiche Bezugsfrequenz hat wie das Istphasensignal und das zusammen mit dem Istphasensignal als Sollphasensignal dem Phasendiskriminator zugeführt wird, und mit einer Dateneingabequelle, entsprechend deren Positionsangaben für das Werkzeug die Phase des Sollphasensignals verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Dateneingabequelle gelieferte Sollposition des Werkzeugs in Form einer absoluten Koordinatenangabe in einem Befehlsregister (14a) und die Istposition ebenfalls in Form einer absoluten Koordinatenangabe in einem Positionsregister (i4b) gespeichert ist, daß ein Vergleicher (14c) die absolute Sollkoordinate mit der Istkoordinate vergleicht und ein dem Vergleich entsprechendes Fehlersignal einem Steuerglied (17) zuführt, das von der Bezugsfrequenz synchronisiert ist, und daß das den Befehlsphasenzähler (13a) ansteuernde Steuerglied (17) unter dem Einfluß des Fehlersignals die Frequenz des Sollphasensignals verändert und gleichzeitig die absolute Istkoordinatenangabe im Positionsregister (146) jeweils um ein Koordinateninkrement verstellt, das der durch die Änderung des Sollphasensignals hervorgerufenen Positionsänderung des Werkzeugs entspricht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dateneingabequelle dem Steuerglied (17) ein Signal (FR) zuführt, das der Sollvorschubgeschwindigkeit für das Werkzeug entspricht, und daß das Steuerglied (17) die Frequenzänderung des Sollphasensignals entsprechend der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit vornimmt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Stellglied (17) zugeführte Sollsignal (FR) für die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs von Hand veränderbar ist.
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