DE1538648A1 - Digitale Lageregelung fuer Arbeitsmaschinen - Google Patents
Digitale Lageregelung fuer ArbeitsmaschinenInfo
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/27—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device
- G05B19/29—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/291—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/293—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
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Description
- Digitale lagereseluns fUr Arbottenasohinen digitale Die Erfindung betrifft eine Lageröselung fÜr Arbeiteaauchinen, deren bewegter Maachinenteil wn jeweils einem Antriebeelement in einer Bearbeitungerichtung angetrieben v:Lrdg mit einem unterlage.-ten Drehzahlregelkreis, dessen Sollvert die Lageregelabweichung bildet.
- Bei numerisch gesteuerten Arbeitsmaschinen soll der bewegte-Masohinenteil, z. B. der Tisch einer Fräsuaschinet der von einem Motor in jeweils nur einer Bearbeitungsrichtung verfahren wird, in der Regel mit abnehmender Geschwindigkeit in den Sollwart einlaufen. Dieser Yorderung wird bei bekannten Steuerungen'mit kommutatorlosen Drehstrommotoren zumindest annähernd konstanter Drehzahl dadurch entsprochen, daß mit der auf einem Programsträger, z. B. einem Lochstreiten, programierten Geschwindigkeit bei einer bestimmten Stufe eings s-.haltbaren Getriebes bearbeitet wird, bis die Lagerageläbweichung einen vorgegebenen Wort unterechreitete Merauf wird, In allgeeeinen mittels elektrisch betILtigter Kupplungen) auf eine unteraetzte Getriebestute gegingerer Drehzahl umgenehaltetg bie die Lageregelabweichung einen weiteren vorgegebenen Wort unterschreitetv worauf-das Getriebe auf eine noch niedrigere Gendwindigkeitsetufe ungeachaltet'wird usw. Aut diese Weine wird die GeschwindIgkeit In Stuten verringert. Derartige Stautrungen e#fordern einen erheblichen Aufwand an Kupplungen und Getrieben, deren Trägheitsmomente und Totzeiten infolge Getriebelose die Dyn»ik der Antriebe erheblich verschlechtern könnene Außerdem ist die besehrie-,#ene Änderung der Bearbeitungegeaeuwindigkeiten in Stuten tochnologisch oft unerw=*'seht; sie hat außerdem den Nachteilt daß die Bearbeitungszeiten wegen der immer wieder auftretenden Schleichdrehzahlen, deren zeitliche Bemessung für den ungüngtigsten Yall erfolgen mußt Unnötig verläggert werden* Er, wird daher ein dynaniscll günstigerer.Einlauf in den '011--wert auf einer geraden oder paräbelfÖrmigen XO=1:Lai0 angeetrabt. Hierzu können Gleichstro2motoren verwendet werdeng die die Stellgliider von den Lageregelkreinen unterlagerten Drghzahlregelkreinen . bilden; die RegblabWO:Lcbuffldm der Lageresolkreise bilden dabei die Sollverte der unterlagerten Drehzahlregelkreiß*& Die gulOtzt erwähnten Stguerungea weisen den Nachteil aufg daß die Motordrehzgnen und damit die Bearbeitungegeschwindigkeiten während eines Bearbeitungsvorganges mitden LagerogolsbwOichungeu von einen abetwort auf den Wert Null abnehmen. Zwar begrenzen die begohr . änkten StellenzahlOn YOU diü digitalun in Analogtierte umsetrenden Digital-Analog-lymnatzern zumeist die Höchstgeschwindigteiten der Antriebe, da die Umsetzer da= im Sättigungabereich botrieben werden, doch ist bei.derartigen Antrieben keina Beeinflussung der Geschwindigkeiten über den Programm- träger mehr möglich.
- Durch d io Erfindung wird dieser Nachteil der zuletzt erwähnten Steuerungsart behoben durch mindestem einen zusätzlichen Regelkröio je Bearbeitungsrichtumg mit dem Sollwert ,los Deehzahlregelkreines als Rege-«-,r,-röße, deren Utwert zusammen mit einer als Sc;llvert des zusätzlichen Regelkreiaes wirkenden einer vorgegebenen Geschwindigkeit entsprechenden Größe ein Vergleichaglied beaufschlagtg dessen Ausgangssignal die-den Sollvert übersohreitendo Regelgröße auf diesen erniedrigt.
- Als Vergleichsglied deut z* B. ein sog. Komparatorveretärkerl der nur da= ein Ausgangesignal abgibt4 wenn der Istvert des zusätzlichen Regelkreines größer Ist alo der Sollvert. Da bei StrookonsteuerunZeii der bewegte Ma8chinenteil immer Uvr voll einn Antriebselement in einer Bearbeitungerichtung; angetrieben wird, wird das Vergleicheglied zwackmätig für alle Zusä'üzlichen,Regell#Teiee vorgesehen, Die Ist-.-ierte in dsn eiazelnen Bearbeitung4richtungent Z. B. in den einzelnen Koordinateng können jeweils dm Ausgang eines Blimmlerverstärkers entnommen worden, deaatz Eiagang von der Regelabweicheung des zusätzliehen R3selk-reisea uad dem Sollwert des untArlaeerten Drehzahlregelkreiaes beamüchlegt wird.
- Die Erfin.dung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei wird vor. einer Maschine aus3esangen, deren
bewegter lisschinenteil in zwei Bearbeit=Sarichtungen (KQGY!d..I.P.atenl verfahrbar ist- Selbstverständlich kann die dargestelLte Steuerung atich für mehr als zwei Bearbeitungs- richtitngell. (z. B. für 3 Koord-'naten) erweitert werden. ]?orner ist'nur ein Lagoregelkreis vorgesehen, während den Koordinaten x und y je ein vollständiger Drehzahlregelkreie zugeordnet ist. Selbstverständlich kann aber. auch jede Kcordinate einen eigenen vollständigen Lageregelkreie auf- weisen. Von einem Programmträger P, z. B. dem Loc'istreifen einer nume- rischen Werkzougmaschinensteuerungg werden digitale Lagesoll- werte sx' a y und Geschwindigkeitssollwerte sz", , azd 7 in eine Anordnimß ES (Einleneateuerung) eingeleseng die Vertei- lunge- uad gegebenenfalls Speicherfunktionen hat. Die sog. Einlesestauerung ES gibt den jeweiligen Lageeollwert a x für dio x--#V--oordinate oder a für dip Z-Koordinate an den digital arbeitendan Rechner R, der die Lageregelabweichunä bildet. Die hierfür erforderlichen Intwarte lietern digitale Meß- s#Steme WK x , WK il . dia z. B. ala mit> Intrieber-otoren, M x 9 l# rIlekuppelte Wiukelkod',erer zur absolut digitalen Lagemeßwert- tz erfasuung ausgebildet sein können. Die vom Rechner R ermit- telten digitalen Lageregelabweichungen rd oder rd werden t x y einem Digite-l-Analog-Unsetzer DA zugeführt, der sie in ana- loge Werte va ra umsetzt. Die AusgangnaJgnale des D-A- Urusetzers beaufschlLgen über einen Summierverstärker SM, dessen Zweok später erläutert wird, ein..an Umochalter PN der.eutsprechend de:a von dem Rechner R ermittelten Vorzeichen dar Lageregel.abweichung die RJchtuns seiner Ausgangseigna'le schaltet. Die Ausgangesignale vv:,1 sv y werden umgeschaltet -in Abhängigkeit von einem SiEnall das von der Einlene- steuerung M abgegeben wird (angedeutet durch RelaJa- RU) und das die Koordinatö bestimmt, in der positioniert Ver-# den soll. Die Einlesesteuerung erh".Lt das Umschalteigaal durch einen kodierten Befehl vou dem Lochatreifen P. Die Ausganganignale a:#nd die Sollwerte unterlagerter Dreh- zahlregelkreise, deren von Tachomaschinen TX , T 17 gelie- ferte letwerte iv x 9 iv y an den Summierstellen SS., SS y den Sollwerten entgegengeschaltet sind. Die Drehzahlregelab- weichunggn steuern dann über die Verstärker V., V die Stellmotoren M x , M y , die den bewegten Maschinenteil vor- f ahren. Die bisher beschriebenen Teile etellen eine übliche Lage- regelung mit unterlagorten Drehzahlregelkreisen dar, Der- artige Lageregelungen haben vor allem den Nachteilg'daß die Drehzahlen der Stellmotoren proportional den LaSeregelab- i;tzic-hur-gi,n sind und sich mit diGnen änd3rn. Durch einen zlisätzlichen Regelkreie gemäß der Erfindung wird dieser -Nachteil we=J.eden. Außerdom können beliebige Drehzahleng ,i. h. Bearbeitimgegeschwindiglereiten.) hei #elieb!.g sroflen Sollwertfiebmitten auf dem Pe-)gy,tumträger vorgegeban werden% äbne daß zusätzliche Sohalt-einrichtungen vorzusehen aindl, Dur zusät zliche Regeikreis enthält einen Komparatorver- stärker 101 a.Iii Vergleichsglied, dessen Sollwerte sza#Z oder Fl-719 y dan gewünschten Drehzahlen.des zugeordneten Motors entsprochen4 Die Sollwerte aza, oder sza, werden von einem D-A--Umsetzer-DAV'abgegebeng dem eutspre , chend6 disitale Werte azcl, bzw. azd von der Iginlen03.3t0U0rung ES zugefübrt weirdeng die nie von den Dem Komparatorveretärker-vorden ale Intworte ine oder igim die Sollverte sy bzw. ev: »der unterlagerten Drehzählregel- kreise zugefährt. Nur wo= diese Istverte die Sollverte übersteigen# was duroh eine Diode D angedeutet ist# gibt der Komparatorverstärker KV ein aliStellgröße erkendee,' Signal rs bzw, ra das an den all», erpufflo SZ -der ent- x t sprechenden den Sollvert den zugehörigen Ünterlegerten.Dreh- .zahlregelkreinen bildenden Lageregelabwoiebung*ta, bzw. ra#, antgegengeschaltet wird und diese auf den Bollvert esax bzw, »zay den zusätzlichen Regelkreinen ernIgrigte Die Bumier- stelle SZ wird zweckmäßig von dem Eingaig einen geeigneten Su=ierverstärkern BM gebildet. Der zusätzliche Regelkrein SeiftU der Erfindung stellt daher eicherg daß die Motoren Mxv It, unabhängig von den Lagere- gelabweichungen mit den g'awUnschten Drehzahlen laufent bin die Lageregelabweichungen die den Solldrebzahlen azd, bzw. azd y entsprochenden'Worte unterschreiten. Erst von dieaex Zeitpunkt ab werden.die Drehzahlen der.unterlagerten Dreh- zahlregelkreä» allein von-den Lageregelabweichungen be' atilmt, so daß der bewegte ZU@ohjaonte:Ll# auf einer dUrob den D-A-U»Otzer D*'-benti»ten gemliniet die -jugebe»u- falle riust vordezk.ka",8 in den Lagenollvert einläuft*
Claims (1)
-
PatentanagrUChe eregelung für Arbeitemaschinens dem-en bewegter Maoo#i- nenteil vonjeweile einen Antriebeelement in einer Bear- beitungerichtmg angetrieben wird"- mit einen unterlagerten Drohnauregelkreial dessen Sollwort die Lageregelabweichung bildet,e gekennzeichnet durch mindestens, einen zusätzlichen Regelkreis mit den Sollvert (ev. oder ev.) den Drehzahl- regelkreineu als Regelgröße, deren Istvert zusamen mit einer as Sollvert den zualLtzlichen Begelkreinen wirkenden einer vorgegebenen Geachwindigkeit-enteprechenden Gr8ße (ozekx -bzw* 4 se#) ein.Vorgleichaglied (EV) beaufnehlagt, dessen Aungangenignal (rt4£ bzw. rr, ) die den Sollvert Über- oehreitende Regolgröße auf diesen erniedrigt. Lageragelung nach Anspruch 1" dadurch gekennzeichnet, daß als Vorgleicheglied ein Icaparatorverstärker vorgesehen ist, der ein Auegangeignal abgibtg wenn der Istvert den zusätz- liehen Regelkreinen den Sollvert Übersteigt. Lageregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Liseregelkreinen der einzelnen Bearbeitungs- richtungen gemeineamen Vorgleichaglied vorgesehen ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL0053090 | 1966-03-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1538648A1 true DE1538648A1 (de) | 1970-10-08 |
Family
ID=7275135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19661538648 Pending DE1538648A1 (de) | 1966-03-12 | 1966-03-12 | Digitale Lageregelung fuer Arbeitsmaschinen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1538648A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3424246A1 (de) * | 1984-06-30 | 1986-01-09 | Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg | Verfahren zur ueberwachung eines antriebssystems |
-
1966
- 1966-03-12 DE DE19661538648 patent/DE1538648A1/de active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3424246A1 (de) * | 1984-06-30 | 1986-01-09 | Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg | Verfahren zur ueberwachung eines antriebssystems |
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