DE1763438A1

DE1763438A1 - Elektronische Werkzeugmaschinensteuerung

Info

Publication number: DE1763438A1
Application number: DE19681763438
Authority: DE
Inventors: Henegar Hugh Barton
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1967-06-02
Filing date: 1968-05-29
Publication date: 1971-04-15
Also published as: JPS468904B1; US3571686A

Description

Elektronische Werkzeugmaschinensteuerün^

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Bewegungsbahn eines Gliedes, insbesondere eines Werkzeuges nach auf einem Aufzeichnungsträger wie einem Magnetband numerisch gespeicherten Eingangsdaten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung für zwei in der Phase gegeneinander verschobene 'Signale, durch die der Unterschied zwischen der Ist-■w-ert- und der Scllwertlage des Gliedes bestimnt ist, und sieht die Verwendung eines Ein-Aus-Servoantriebes vor, anstelle eines sonst verwendeten proportionalen Servoantriebes.

Elektronische Schaltungnanordnungen zum Steuern der Bewejuru.sbahn eines Maschinenelementes mit numerisch gespeicherten Eingangsdaten haben im großen Ma3e zur Steuerung automatischer Fräsmaschinen und ähnlicher Maschinen Verbreitung gefunden. Solche Anordnungen

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bedienen sich bisher proportional arbeitender Servoantriebe, von denen das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die dem Unterschied zwischen der Istwert- und der Sollwertlage proportional ist, wobei der Sollwert von der Schaltungsanordnung aus den numerischen die Bewegungsbahn vorgebenden Daten erzeugt wird. Andere bekannte Einrichtungen zum Steuern von A Präsmaschinen verwenden Schablonen oder Werkstücke, die mittels eines mechanisch mit dem Schneidwerkzeug gekoppelten Fühlers abgetastet v/erden, so dai3 ein Steuersignal dem Servoantrieb dann zugeführt wird, wenn die Fühlerlage gegenüber der Schablone bzw. der Kontur um bestimmte Grenzwerte abweicht." Diese Maschinen verwenden oft einen Ein-Aus-Servoantrieb anstelle eines proportionalen Antriebes, wobei sich eine tote Zone ergibt, in der vom Fühler zum Servoantrieb kein Steuersignal geliefert wird, und zwar solange, als der Fühler innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegt. Diese Totzone kann manchmal auch in zwei Bereichen umgeschaltet werden, so daß bei hoher Geschwindigkeit geschruppt und bei niedriger Geschwindigkeit geschlichtet werden kann

Die vorliegende rlrfindung zielt auf eine Abänderung dec mit numerisch gespeicherten Daten arbeitenden Systems ab,

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durch die es ermöglicht wird^ daß auch eine solche Anordnung mit einem Ein-Aus-Servoantrieb versehen werden kann. Eine derart abgeänderte numerische Steueranordnung ist dann in vorteilhafter Weise zur Umrüstung bereits bestehender und mit Schablonensteuerung arbeitender Maschinen geeignet. So kann die Fühlersteuerung gegen eine numerische Steueranordnung ausgetauscht oder beide Steuerungsarten verwendet vjerden, die dann abwechselnd, zur Speisung des Servoantriebes dienen.

In der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist eine numerische Steueranordnung vorgesehen, die einen phasenanalogen Ausgang in Form einer Rechteckbezugsschwingung und eines Rechtecksteuerschviingung liefert, welche die gleiche Frequenz wie die Bezugsschwingung aufweist, jedoch gegenüber der BeZugsschwingung um einen Abstand phasenverschoben ist. der der gewünschten Lage des Werkzeuges in jedem Augenblick entsprechend dem vorgegebenen Sollwert proportional ist. Diese Bezugsschwingung wird der Statorwicklung eines Resclvers zugeführt, dessen Welle mit den Werkzeug mechanisch verbunden ist. Der Resolverausgang wird ε emit proportional zum Istwert des Werkzeuges verschoben. 'Bei bereits vorgeschlagenen numeric eher; Steuerancrdnungen sind der Resolver und die Steuersehwingung

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verglichen worden, um daraus einen Fehlerwert. abzuleiten, welcher dem Unterschied zwischen dem Sollwert und dem Istwert proportional ist, wobei der Fehlerwert zum Antrieb eines proportional arbeitenden Servoantriebes, der mit dem Werkzeug verbunden ist, Verwendung findet."

Die Phasenverschiebung der Steuerschwingung gegenüber der vom Ausgang des Resolversabgeleiteten Rechteckschwingung ist beim normalen Betrieb der Maschine auf einen Abstand beschränkt, der kleiner als die Hälfte der Wellenlänge der Bezugsschwingung ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Impulsreihen vorgesehen, die in einer Richtung Nulldurchgänge der Steuerschwingung und des Resolverausgangssignales darstellen. Liegt der Nulldurchgang der Steuerschwingung in einer gegebenen Halb-periode vor der Resolverrechteekschwingung, so ist der Fehler des Werkzeuges in der einen Richtung. Liegt P dagegen der Nulldurchgang am Resolver vor dem Nulldurchgang der Steuerschwingung so ist der Fehler in der anderen Richtung. Dementsprechend wird beim Auftreten des ersten Nulldurchgangs eines von zwei Flip-Flops umge-schaltet. Ferner beginnt eine Zeitverzögerung, CLe₁^n, Länge der Geschwindigkeit des gesteuerten Werkzeuges proportional ist. Dabei wird eine positive der,Werk- . ■ Zeuggeschwindigkeit proportionale Spannung zu einer im negativen Sinn ansteigenden Sägezahnspannung hinzu

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addiert, die beim Auftreten des ersten Nulldurchgangs eingeschaltet wird. Der Nulldurchgang der Summe dieser beiden Spannungen bestimmt die Zeitverzögerung. Geht die zweite Schwingung in der gewählten Richtung während der Zeitverzögerungsperiode durch NuIIj so wird der vorher umgeschaltete Flip-Flop zurückgeschaltet und an dem Ein-Aus-Servoantrieb steht während dieser Periode kein Steuersignal an. Geht jedoch die zweite Schwingung in der gewählten Richtung nach Beendigung der Zeitverzögerung durch Null, so wird durch das NuIldurchgangssignal ein Gatter aktiviert und das erste Flip-Flop schaltet ein zweites Flip-Flop um, das ein Steuersignal für den Servoantrieb in der gewünschten Richtung erzeugt. Dieses Steuersignal steht so lange an, bis die näohstfolgende Zeitverzögerung beendet ist. Durch dieses Systemvermittelt die numerische Steueranordnung ein einziges gewertetes Steuersignal für den Servoantrieb in der riahtigen Sichtung jnit einer Totzone zwischen dem positiven und negativen Steuersignal, deren Breite der Gesßliwindigkeit des Werkzeuges proportional ist. Dadurch wird genau das von einer Fühlersteuerung erzeugte Signal nachgeahmt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert-. Es zeigern

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Fig. 1 ein. Sehaltschema einer numerischen Steueranordnung für einen Ein-Aus-Servoantrieb,

Pig. 2 ist ein Schaltschema einer Anordnung zur Erzeugung von Impulsen bei bestimmten Nulldurchgängen der Ausgänge des SteuerZählers und Resolvers,

Fig. 3 ©in Schaltschema einer Wandlerstufe,

Fig. 4 ein Schaltschema der in der Wandlerstufe eingebauten Zeitverzögerungseinrichtung,

Fig. 5 verschiedene an bestimmten Stellen der Anordnung gemäß Fig. 2 auftretende Wellenformen und

Fig. 6 eine scheaatische Darstellung der Steuerausgangssignale in Abhängigkeit von eier Istwert-Sollwertabweichung und in AbhMiigigkeit von der Werkzeuggesehsrindigkeit.

In Fig. 1 ist 10 das in seiner Bewegungsbahn zu steuernde Glied, nämlich der Fräser einer Dreiachsenfräsmaschine.

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Die Bewegungsbahn und die Bewegungsgeschwindigkeit sind in numerischer Form auf dem Magnetband 12 gespeichert. Das Lesegerät 14 erzeugt aus der kodierten Information nacheinander elektrische Steuerwerte, die dem Steuergerät und Interpolator 16 zugeführt werden.

Der Aufbau des Steuergerätes und Interpolators 16 sowie der Aufbau anderer zugehöriger Einheiten ist beispielsweise in der USA Patentschrift 3.204.132 beschrieben. Der Interpolator 16 ist von dem Taktgenerator 18 taktgesteuert, dessen Taktimpulse auch anderen Einheiten der Anordnung zugeführt werden, obwohl nur wenige wichtige Verbindungen dargestellt sind. Auf den Ausgangsleitungen 20, 22 und 24 des Interpolators 16 erscheinen entsprechende Impulszüge zur Steuerung der Bewegung und Geschwindigkeit des Werkzeuges längs der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse bei der hier beschriebenen Fräsmaschine, bei der der Fräser in drei zueinander rechtwinklig liegenden Achsen verschiebbar ist. Diese Steuerimpulse stellen Bewegungsinkremente des Werkzeuges längs den drei Achsen dar, wobei beispielsweise jeder Impuls eine Bewegung * von 2,5/100 mm sein kann- Da ein Impuls eine Bewegung in einer von jeweils zwei Richtungen darstellt sind die

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Vorzeichenleitungen 26, 28 und j50 den Ausgangsleitungen 20, 22 und 24 zugeordnet. Die Impulsfrequenzen auf den Leitungen für die X, Y und Z-Achsen sind gegenseitig so abgestimmt, daß das Werkzeug 10 längs der drei Achsen mit den entsprechenden Komponenten verschoben wird. In Pig. 1 ist die Steuereinrichtung nur für die X-Achse dargestellt, während die Einrichtungen für Y- und Z-Achsen von gleicher Ausführung sind.

Die Taktimpulse vom Taktgenerator 18 werden ferner einem Bezugszähler 354 und einem Steuerzähler ;56 zugeführt. Diese Zähler bilden Flip-Flop-Ketten deren Rechteckimpulse auf den Leitungen 38 und 40 ihren Zustand wechseln, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen empfangen worden ist. Der Steuerzähler 36 unterscheidet sich vom Be- . zugszähler J4 darin-, daß er Mittel aufweist, die sein Zählergebnis um die Ziffer 1 voreilen oder nacheilen lassen indem ein einziger Taktimpuls für jeden auf der Leitung 20 auftretenden Steuerimpuls addiert oder subtrahiert wird, je nachdem Vorzeichen des auf der Leitung 26 anstehenden Impulses. Der Aufbau des Bezugs^;.·.■-., und Steuerzählers zur Umwandlung der Steueritnpulgg^-auf■ , der Leitung 20>in eine Phasenverschiebung des Ausgangssignales des Steuerzählers gegenüber dem Ausgang des Be-

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zugszählers ist in der Patentanmeldung B 49 054 XIIIb/21c erläutert.

Der Ausgang des Bezugs Zählers auf der Leitung j58 weist somit eine konstante Frequenz und der Ausgang des Steuer-. Zählers auf der Leitung 4o die gleiche Frequenz auf. Die Nulldurchgänge (bzw. Vorder- und Hinterflanken) der Rechteekimpulse werden gegenüber den Reehteckbezugsimpulsen um einen Abstand phasenverschoben,, der der algebraischen Summe der auf der Leitung 30 empfangenen Impulse proportional ist. Wechseln beispielsweise die letzten Stufen des Bezugs- und Steuerzählers ihren Schaltzustand nach 1,,©24 Elmgangs'impulsen (was sie tatsächlich tun, wenn sie ©iEte Kette von W Flip-Flops aufweisen) so "verursacht ,leder Steueriropulg, der den Steuer zähler 3β von der Äeitmig SO zugeführt wird eine Verschiebung des Äus- vom S-teuerzähier auf öei*¹ Leitung 40 um 1/1 den Ktaildurchgängen der Rechteckbe

des leziag^izäliiers auf der· Leitung; 38 wird einem Filter 50 ztigefifeFt und dadurch to eine Sinuss'ehwingung umgefoimtg die hierauf, zwei Phaseriverschiebei?w 52 und 54; zageftfeiit wird. Der Phasenversahieber 52 versehiebt die Sinusschwingung des Filters 50 um 45° in

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einer ersten Richtung. Sein verstärkter Ausgang wird auf die eine Statorwicklung 56 eines Resolvers 58 geführt. Der Phasenschieber 54 verschiebt die Sinusschwingung vom Filter 50 um 45 in der entgegengesetzten Richtung. Sein verstärkter Ausgang wird auf die zweite Statorwicklung 60 geführt. Somit erhalten die Statorwicklungen 56 und 6o identische vom Steuerzähler 34 abgeleitete und anschließend gegeneinander um 90° verschobene Schwingungen. Der Rotor 62 des Resolvers 58 ist mechanisch mit dem Werkzeug 10 verbunden, so daß die Lage des Rotors gegenüber dem Stator eine Phasenverschiebung des Bezugssignals erzeugt, die der Lage des Werkzeuges proportional ist.

Der Rotor ist mit einer Wanölerstufe 66 verbunden, der außerdem mit dem Rechteckimpulsausgang des Steuerzahlers über die Leitung 40 verbunden ist- Somit ©rhält die Wandlergtwfe Signale,, die de» Jeweiligen Istwert u»d Sollwert des Werkzeugen IO antrat©llep,.

Die Wandletstufe 66 weist auQmram ein© 68 mit, die ©it dem Anker eines Motors 64 v^rfeUBäen ist, dessen Ausgangs spannung proportional der Motorörehzahl

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Die Punktion der Wandlerstufe besteht darin, daß aufgrund der auf den Eingangsleitungen anstehenden Signale Ausgangsspannungen auf den Leitungen 70 und 72 entsprechend der schema tischen Darstellung in Fig. 6 erzeugt werden. Die Ausgangsspannungen auf den Leitungen 70 und 72 sind einander stets gleich. Steigt die Drehzahl des Motors 64 über einen bestimmten Wert, so werden die Ausgangsspannungen nicht eingeschaltet bis ein verhältnismäßig vergrößerter Fehler zwischen dem Istwert und dem Sollwert festgestellt wird. Die Äusgangsspannung auf der Leitung 70 tritt dann auf, wenn ein ausreichend großer Fehler in der positiven Richtung auftritt, während die Ausgangsspannung auf der Leitung 72 dann eingeschaltet wird, wenn ein ausreichender Fehler in der negativen ■ Richtung auftritt. Bis zu einer bestimmten Motordrehzahl bleibt außerdem der im Toleranzbereich befindli-ehe Fehler oder die "Totzone" konstant. Steigt -jedoch die Geschwindigkeit des Werkzeuges über diesen Viert, so vergrößert sich der Fehler, der im Toleranzbereich liegt"bevor ein Steuersignal dem Ausgang auf der Lei- ' •tung 70 oder 72 zugeführt wird. · .

Die Wandlerstufe 66 ist nachstehend näher erläutert._: Die Sinuswellenausgangsschwingung des Rotors 62 des

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Resolvers wird für die Wandlerstufe 66 in dem in Fig.2 gezeigten Schaltkreis aufbereitet. Die Sinuswelle wird erst einem Nulldurchgangsdetektor 80 bekannter Bauweise zugeführt. Dieser Detektor liefert ein Ausgangssignal, •dessen Zustand sich in dem Augenblick ändert, Indem die Sinuswelle die Abszisse bei Nullspannung kreuzt. Dies ISt₁In Flg. 5 dargestellt. Der Ausgang des Nulldurchgangsdetektors 80 wird dem Umschalteingang eines Flip-Flops 82 und dem Zurückschalteingang des Flip-Flops über den. Inverter 84 zugeführt. Das Flip-Flop 82 wie auch die anderen im folgenden erwähnten Flip-Flops werden durch die Taktimpulse 80 konditioniert, so daß ihr , Schaltzustand beim Auftreten des nächsten Taktimpulses wechselt nachdem die Eingänge für diesen Wechsel entsprechend vorbereitet worden sind. Somit wird in der dem Nulldurchgang der Sinuswelle vom Rotor 62 ,folgenden Taktzeit das vorher zurückgeschaltete Flip-Flop 82 umgeschaltet. Der Umschaltausgang des Flip-Flops 82 liegt an'einem UND-Gatter 86 und am Umschalteingang eines, zweiten taktgesteuerten Flip-Flops 88. Somit wird das Flip-Flop ,88 beim Auftreten des nächsten Taktimpulses umgeschaltet. Das UND-Gatter 86 wird^,durch.,den._Vr Zurückschal tausgang des Fli,p-Flops 88 konditioniert So-r mit. wird gemäß Fig.. 5 ein Impuls am Ausgang des.j.UND-Gatters 86 in der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden

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Taktzeiten erzeugt, in denen das Flip-Flop· 82 unojdas Flip-Flop 88 umgeschaltet sind.

Eine ähnliche Impulsreihe mit dem Bezugszeichen 90 in Fig. 5 wird für eine Impulszeit entwickelt, die dem ins negative gehenden Änderungen des Schaltzustandes des Steuerzählerausgangs vorangeht. Diese Impulse werden vom Eingang zur letzten Stufe des Steuerzählers abgenommen.

Die Steuer- und Lageimpulse 86 und 90 auf den gleichbezifferten Leitungen in Fig. J5 werden zwei UND-Gatter ι ν IQO und 102 zugeführt. Das UND-Gatter 100 wird beim Auftreten eines Impulses auf der Leitung 90 aktiviert, wodurch eine Änderung im Schaltzustand des Steuerzählerausgangs angezeigt wird, und zwar zu der Zeit, in der der Rotor 62 des Resolvers entsprechend dem Ausgang des NuIldurehgarigs des Detektors 80 positiv und nicht negativ ist. Entsprechend wird das UND-Gatter 102 von einem Impuls auf der^eitung 86 aktiviert;, der auftritt, während der Ausgang des Steuerzahlers 36 positiv und niojit negativ ist. Siomlt liefert das UND-Gatter IQO ein Ausgangssignal> wenn, der Rechtecksteuerimpuls vor dem Rechteckbezugsimpuls negativ.wird, und das UND-Gatter 102 liefert einen Ausgang, wenn der Resolverausgang vor dem Steuerausgang negativ wird.

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Durch das Ausgangssignal des UND-Gatters 100 wird ein Flip-Flop 104 umgeschaltet, während vom Ausgang des UND-Gatters 102 ein Flip-Flop 106 umgeschaltet wird. Beide Ausgangssignale werden ferner einem ODER-Gatter 108 zugeführt, so daß von einem der beiden Signale ein Flip-Flop 110 umgeschaltet wird. Der Ausgang des Flip-Flops 110 ist mit einer Zeitverzögerungseinriehtung 112 verbunden, der auf der Leitung 68 eine der Drehzahl des Motors proportionale Spannung zugeführt wird. Die Zeitverzögerungseinriehtung 112 ist im näheren anhand der Beschreibung der Fig. 4 erläutert und liefert ein Ausgangssignal zu einer Zeit nach dem Umsehalten des Flip-Flops 110, die von der Geschwindigkeit des Werkzeuges abhängig ist. Dieses Signal wird über einen Inverter 114 zu einem UND-Gatter 116 geführt. Das UND-Gatter 11β ist ferner mit dem üasohaltausgang des Flip-Flops 110 verbunden, so daß das UlfD-Gatter einen Äusgangsimpuls liefert, dessen Dauer gleich der Zeitverzögerung nach dem Umschalten des Flip-Flops 110 ist.

Diesesvom Ausgang des UND-Gatters 116 gelieferte Signal wird den beiden UND-Gattern Il8 und 120 zugeführt. Das UND-Gatter 118 erhält außerdem das Äusgangsslgnal vop UND-Gatter 86, und liefert somit einen Ausgangsimpuls,

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wenn das Re solver signal während der Dauer der Taktimpulszeit ins Negative wechselt. Das Flip-Flop 120 wird durch den Steuerzählerimpuls 90 aktiviert und liefert somit einen Ausgangsimpuls, wenn der Ausgang des Steuerzählers während der Dauer der Taktimpulszeit negativ ist.

Das UND-Gatter 118 dient zum Zurückschalten des Flip-Flops 104, während das UND-Gatter 120 zum Zurückschalten des Flip-Flops 106 dient/Beide Flip-Flops sind von den Ausgangsimpulsen der UND-Gatter 100 und 102 umgeschaltet worden.

Der Umschaltausgang des Flip-Flops 104 ist mit einem UND-Gatter 122 und sein Zurückschaltausgang mit einem UND-Gatter 124 verbunden. Entsprechend ist der Umschaltausgang des Fl'ip-Flops 106 mit einem UND-Gatter 126 und der Zurückschaltausgang mit einem UND-Gatter 128 verbunden. Die UND-Gatter 122 bis 128 sind mit ihrem zweiten Eingang mit einem Inverter I30 verbunden, der seinerseits mit dem Ausgang des UND-Gatters 116 verbunden ist. Somit liefern die Gatter 122 bis 128 während des Zeitimpulses vom UND-Gatter II6, der gleich der von der Einrichtung 112 erzeugten Zeitverzögerung ist, keinen

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Ausgang. Nach Ende des Zeitimpulses werden sie aktiviert und bringen zwei Flip-Flops 1^4 und 136 in Übereinstimmung mit den Flip-Flops 104 und 1Ö6. Dieser folgt dadurch, daß das UND-Gatter 122 mit dem Umschalteingang • des Flip-Flops Γ54, das UND-Gatter 124 mit dem Zurückschal teingang, das UND-Gatter 126 mit dem Umschalteingang des Flip-Flops I56 und das UND-Gatter 128 mit dem Zurückschalteingang verbunden wird. Der Ausgang des Umschalteingangs des Flip-Flops 1J54 liefert eine positive Spannung auf der Leitung 70 und der Umschaltausgang des . Flip-Flops 136 eine negative Spannung aufper Leitung 72. Beide Spannungen werden einer Kupplung l4o zugeführt, die den ständig laufenden Motor mit dem Werkzeug 10 kuppelt. Die Antriebsrichtung des Werkzeuges 10 ist von cW S^ö/Tiinung auf der Leitung 70 bzw. 72 abhängig.

Angenommen, daß die Flip-Flops 1>4 und I36 anfänglich in ihrem zurückgeschalteten Schaltzustand sind, so daß der Kupplung l4o keine Spannungen zugeführt werden,dann treten die Impulse auf den Leitunen 86 und 90 mit einer

.. . . , r . . · . . . - · . · .·'.· ··-..·, zeitlichen ^enhung auf, die größer als die Zeitverzöge-

rung ist, die von der Einrichtung 112 bei der augenglickllchen Geschwindigkeit des Werkzeuges erzeugt wird. Dies heißt, daß der von dem Unterschied zwischen

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dem Istwert und dem Sollwert bestimmte Fehler inner-, halb der in Fig. 6 dargestellten Totzone liegt. .

Nun sei angenommen, daß der Rechtecksteuerimpuls auf . der Leitung 40 zunächst von einem positiven auf einen negativen Wert wechselt. Der resultierende Impuls auf der Leitung 90 schaltet dann die Flip-Flops 104 und , 110 um, während der Ausgang des Nulldurchgangsdetektors 80 noch positiv ist/ und leitet den Ausgang vom UND-Qatter 116 ein. Wechselt der Resolverausgang innerhalb der Zeitverzögerung ins Negative, so veranlaßt das UND-Gatter 118 das Zurückschalten des Flip-Flops 104, so daS dementsprechend das Flip-Flop 1J4 nach Beendigung der Zeitverzögerung vom UND-Gatter "11β umgeschaltet bleibt* Ist auf der anderen Seite die Naoheilung des Resolverausgangs bezüglich des Rechteeksteuerlmpulses derart, daß während der Zeitverzögerungsperioäe vom UND-Öatter 118 kein Signal geliefert.wird, so bleibt das Flip-Flop 104 umge-

■ . ,'.·■-■■" ■"■■..""

schaltet und wird nach Beendigung der Zeitverzögerung das Flip-Flop 134 umgeschaltet, so daß auf der Leitung TO eine positive Spannung entsteht. Diese Spannung bewirkt dann einen Antrieb in einer solchen Richtung, daß der Resolver und der Rechtecksteuerimpuls zurück in die Totzone gebracht wird. In ent-

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sprechender Weise wirkt die Schaltung auch im umgekehrten Sinne.

Ein Schaltschema der Zeitverzögerungseinrichtung 112 ist in Pig, 4 dargestellt. Im wesentlichen besteht sie aus einem Miller Integrator-Sägezahngenerator, dessen Ausgang mit der drehzahlabhängigen Spannung vom Motor 64 summiert wird und einem Nulldurchgangsdetektor zugeführt wird. Der Impuls vom Flip-Flop wird einem Kondensator I50 über einen Widerstand 152 zugeführt. Am Kondensator liegt der Basis-Kollektorpfad des Transistors 154, dessen Emitter geerdet ist. Der Basis wird eine positive Spannung über den Widerstand 156 und dem Kollektor eine negative Spannung über den Widerstand I58 zugeführt. Der Ausgang dieser Integrierstufe stellt eine ira negativen Sinn anwachsende Sägezahnsparanang dar, die von Null ausgeht, wenn vom FlipFlop 110 Spannung herangeführt wird. Diese Sägezahnspannung wird einem Widerstand I60 zugeführt und zu einer zweiten Spannung am Widerstand 162 addiert. Der Widerstand ΐβ2 wird von einer positiven Spannung gespeist» die am Widerstand 161 eingeführt wird und der Spannung auf der Leitung 68 Über zwei Dioden 165 und 165 hinzu addiert wird. Somit ist die Spannung am

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Widerstand l62 niemals kleiner als die durch die positive Spannung bewirkte Basis und folgt der Spannung auf der Leitung 68 wenn sie diesen Wert überschreitet. Dementsprechend fängt der Wert der Suramenspannung mit einer positiven Spannung an, die der Spannung vom Mo- ' tor oder wenigstens der Spannung am Widerstand Ιβΐ proportional ist und fällt dann gegen Null mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Diese Summenspannung wird einem Nulldurchgangsdetektor 164 zugeführt, der einen Ausgang in dem Augenblick liefert, indem die Spannung durch den Nullpunkt geht. Die Zeitverzögerung zwischen dem Eingangssignal und der Ausgangsspannung ist somit proportional zur Motorspannung.

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Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zum Steuern der Bewegungsbahn eines Gliedes über einen Motorantrieb gemäß den numerischen Eingangsdaten eines Aufzeichnungsträgers, bei der eine Steuerimpulsreihe zur Steuerung des Ausgangsgliedes in jeweils einer Achse erzeugt wird, die Steuerimpulsreihe zur Phasenverschiebung der Ausgangsimpulse eines Steuerzählers gegenüber den Ausgangsimpulsen eines Bezugszählers dient, und die Ausgangsimpulse des Steuerzählers oder des Bezugszählers einem mit dem Ausgangsglied verbundenen Resolver zugeführt werden, bei der ferner der Ausgang des Resolvers und der Ausgang des nicht den Resolver speisenden Steuer- oder BezugsZählers mit einer Wandlerstufe verbunden ist, die ein Ein-Aus-Signal mit positiven oder negativen Vorzeichen liefert,, und bei der eine einen im Toleranzbereich liegenden Fehler zwischen dem Istwert und dem Sollwert entsprechende Totzone vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine E.ingangsleitung (68) der Wandlerstufe (66) mit dem Antriebsmo-

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tor (64) verbunden ist der eine der Motordrehzahl proportionale Spannung liefert, und eine Zeitverzögerungseinrichtung (112). vorgesehen ist, die eine der Drehzahl proportionale Zeitverzögerung im Augenblick des NuIldurchgangs eines der Ausgangssignale vom Resolver (58) oder beim Nulldurchgang des Ausgangssignals von dem nicht den Resolver speisenden Steuerzähler (36) oder Bezugszähler (j54) auslöst, und daß mehrere Flip-Flops (104,106,118,120,122 bis 128, 134,136) zum Durchschalten der Speisespannung an den Motorantrieb vorgesehen sind, wenn der Ausgang des anderen der beiden Signale keinen Nulldurchgang vor Beendigung der Zeitverzögerung aufweist.

2, Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ·#βΝβ» durch den Nulldurchgang des ersten der beiden Signale ein erstes Flip-Flop (lO4,106) umgeschaltet wird, und daß das Flip-Flop durch ein weiteres Flip-Flop (118 bis 120) beim Nulldurchgang des anderenjder beiden Signale zurückgeschaltet und ein zweites Flip-Flop (134,1^6) durch das erste Flip-Flop umgeschaltet wird, wenn das erste Flip-Flop am Ende der Zeitverzögerung umgeschaltet bleibt.'

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3« Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Flip-Flop von zwei Flip-Flops (1O4,1O6) durch das erste durch Null gehende Signal von zwei Signalen umgeschaltet wird, daß ein zweites Paar Flip-Flops ^s(l~$k, 136) mit den entsprechenden Ausgängen des ersten Paares verbunden ist, und daß ein Flip-Flop des zweiten Paares dadurch umgeschaltet wird, daß sein entsprechendes Flip-Flop im ersten Paar am Ende der Zeitverzögerung umgeschaltet bleibt, so daß es eine Ausgangsspannung auf der Leitung (70 bzw. 72) von bestimmtem Vorzeichen liefert, wobei die Leitungen mit dem Antriebsmotor (10)bzw. mit einem Antriebssystem (64, l40) verbunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzö'gerungseinrichtung (112) einen Generator (15¹O fü** linear ansteigende Spannung aufweist, deren Erzeugung zu Beginn der Zeitverzögerung ausgelöst wird, das ferner eine Summierstufe (l60, l62) zur algebraischen Summenbildung der linear ansteigenden Spannung und der der Motordrehzahl (64) proportionalen Spannung (68) und ein Detektor (l64) vorgesehen ist, der mit dem Ausgang der Zeitverzögerungseinrichtung verbunden ist und durch den die Zeilverzögerung beendet wird, wenn die Summenspannung einen bestimmten Spannungs-

pegel erreicht. 109816/0884

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5- Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungseinrichtung (112) eine Integrierstufe (154) mit einer Konstantspannungsversorgung (l6l) aufweist, von der der Beginn der Zeitverzögerung durch das Umschalten eines Flip-Flops (HO) ausgelöst wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannung (68) eine bestimmte Polarität aufweist und die linear ansteigende Spannung eine entgegengesetzte Polarität.

7- Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen J und 4, dadurch gekennzeichnet., daß mehrere Flip-Flops (122 bis 128) zwischen dem ersten Paar Flip-Flops (ΐθ4, 106) und dem zweiten Paar Flip-Flops (134,156) angeordnet sind und mit einem Eingang über einen Inverter (13O) mit dem Ausgang (116) der Zeitverzögerungseinrichtung (122) verbunden sind, so daß während des Zeitimpulses von der Zeitverzögerungseinrichtung die Flip-Flops (122 bis 128) keinenAusgangsimpuls aufweisen.

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