DE1763934C3 - Positionierungseinrichtung für einen beweglichen Teil einer Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine - Google Patents
Positionierungseinrichtung für einen beweglichen Teil einer Arbeitsmaschine, insbesondere WerkzeugmaschineInfo
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Description
Das Hauptpatent 15 63 596 bezieht sich auf eine Positionierungseinrichtung für einen beweglichen Teil
einer Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine, längs einer oder mehrerer Achsen, die von einer
diskontinuierliche Positionierungsbefehle liefernden Programmeinheit gespeist wird und einen Interpolator
aufweist, der in aufeinanderfolgenden Interpolationszyklen Positionierungsinkremente errechnet, für jede
der Achsen einen die Positionierung des beweglichen Teils durchführenden Servomechanismus speist und
einen Speicher sowie eine von der Programmeinheit gespeiste, mit dem Speicher verbundene arithmetische
Einheit enthält.
Für eine solche Positionierungseinrichtiing ist beim
Hauptpatent vorgeschlagen worden, daß der Interpolator
ferner ein Register in dem Speicher zum Speichern der Koordinaten-Differenzen des von der Programmeinheit
hinsichtlich seiner Koordinaten gelieferten Zielpunkts und Ausgangspunkts enthält, ferner eine s
Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Koordinaten-Differenzen in dem Register zur Bestimmung von
den Koordinaten-Differenzen proportionalen Positionierinkrementen für jede Achse in der Weise, daß der
bewegliche Teil dch längs einer geraden Linie zwischen den beiden Punkten verschiebt, sowie logische Vergleichskreise
zum Vergleich vorbestimmten von der Programmeinheit gelieferter Daten für die maximale
Geschwindigkeit und für die Koordinaten des Ankunftspunkts mit der Ist-Geschwindigkeit und Stellung des
beweglichen Teils zwecks Modulation der Geschwindigkeit des beweglichen Teils gemäS einer vorgegebenen
Bewegungsablaufvorschrift und einem logischen Schaltkreis, der auf die logischen Vergleichskreise
anspricht, indem er die arithmetische Einheit zur Ansammlung der Positionierinkremente für jede Achse
in einem anderen Register des Speiehers zusätzlich zu den Ist-Koordinaten des beweglichen Teils einstellt.
Die mit der Erfindung nach dem Hauptpatent erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß
ein Interpolationssystem mit einer Einrichtung zum Modulieren der Geschwindigkeit nach einem vorbestimmten
Bewegungsgesetz bereitgestellt wird, um plötzliche Bewegungen oder Arretierungen der Teile zu
vermeiden.
Der vorliegenden Weiterausbildung der Positionierungseinrichtung
nach dem Hauptpatent hat den Zweck, zusätzlich die Möglichkeit zu bieten, die zulässige
Maximalgeschwindigkeit während des Betriebs der Werkzeugmaschine zu verändern. -
Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß in der Programmeinheit ein Wert aufgezeichnet ist, der
einen Bruchteil der zulässigen Maximalgeschwindigkeit darstellt und in ein Register des Speichers übertragbar
ist, das mit einer Schalteinrichtung verbindbar ist, die bestimmt, wie oft der Bruchteil einem algebraischen
Addierer zugeführt wird, der den Wert zu der Maximalgeschwindigkeit die durch die Schalteinrichtung
bestimmte Anzahl von Malen addiert, wobei das Additionsergebnis dem Speicher zugeführt wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Einzelheiten Vorteile und Anwendungen der Erfindung sind nachstehend an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 den Weg eines beweglichen Teiles einer Arbeitsmaschine, gesteuert durch die Positionierungseinrichtung nach Patent 15 63 596,
F i g. 2 das Prinzip einer Anordnung nach der Erfindung,
Fig.3 bis 6 mögliche Geschwindigkeiten bei der
Verschiebung der beweglichen Teile, wobei die Positionierungseinrichtung nach der Erfindung verwendet
ist,
Fig.7 und 8 zwei verschiedene Zustände bei der
Anordnung der Bits im Speicherregister der Positionierungseinrichtung nach der Erfindung,
F i g. 9 ein Blockdiagramm einer Anordnung nach der
Erfindung.
Es wird angenommen, daß sich der bewegliche Teil
mit einer geradlinigen Bewegung zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Punkten PX-P2-P3 (Fig, I)
des Programms auf der durch die Koordinaten X1 Y
dieser Punkte identifizierten Ebene bewegt. Für jeden geradlinigen Abschnitt PI — P2, P2—P3,.., der
Weglinie genügt es, die Koordinaten der Endpunkte und die Vorschubgeschwindigkeit oder die Zuführungsgeschwindigkeit
anzugeben.
Die von dem beweglichen Teil der Maschine zwischen einem Ausgangspunkt und einem Ankunftspunkt auszuführende Bewegungsart ist im wesentlichen
die folgende:
Von dem Ausgangspunkt, z. B. P1 (x 1, yi), muß der
bewegliche Teil entlang dem geradlinigen Wegabschnitt beschleunigt werden, bis er die höchste zulässige
Zuführungs- oder Vorschubgeschwindigkeit erreicht; anschließend muß er mit gleichbleibender Geschwindigkeit
den geradlinigen Abschnitt entlangfahren und schließlich muß er seine Geschwindigkeit in einer
bestimmten Entfernung vom Ankunftspunkt verlangsamen, um den Ankunftspunkt P2 (x2, y2) mit
Nullgeschwindigkeit zu erreichen. Diese Art der Bewegung ist in Fig.3 mit gesichelten Linien
dargestellt, in der nur auf die Bewegungen entlang der
Achse X Bezug genommen wird, die auf der Abszisse angegeben sind, während die Werte der Geschwindigkeit
vx entlang der Achse in dem durch die Koordinaten xi und »»2 bezeichneten Abschnitt auf der Ordinate
angegeben sind. Ein entsprechendes Diagramm gilt auch für die Verschiebung entlang der Achse Y. In einer
bevorzugten Ausführungsform werden die Abschnitte zwischen den Koordinaten χ 1 und xa sowie zwischen
den Koordinaten jfKund χ 2 mit konstanter Beschleunigung
bzw. mit konstanter Verzögerung zurückgelegt.
Um den geradlinigen Weg zwischen Pi und P2 mit
einer Vorschubgeschwindigkeit gemäß dem Diagramm der F i g. 3 zurückzulegen, ist es notwendig, eine Reihe
von Berechnungen durchzuführen, die von dem Interpolator ausgeführt wird. Der Interpolstor arbeitet
zyklisch, wobei DT die konstante Zeitdauer eines Interpolationsumlaufs ist Zuerst soll die Bewegjngskomponente
entlang der Achse A'untersucht werden.
Dabei soll angenommen werden, daß x\ die Koo. dinate des Startpunktes ρ 1, χ 2 die Koordinate des
Ankunftsendpunktes P 2, xnd\z Koordinate desjenigen
Punktes auf der Weglinie zwischen Pi und /"7, an dem
sich der bewegliche Teil in dem Augenbück Tn befindet,
in welchem der n-te Interpolationsumlauf beginnt; Dxn ist das Inkrement von xn während des (n—\)
Interpolationsumlaufs (dieses Inkrement ist der momentanen Geschwindigkeit Vx entlang der Achse X
annähernd proportional, da DT konstant ist); hx ist das Inkrement von Dxn während eines Interpolationsumlaufs
in der Beschleunigungsphase Ti und in der Verzögerungsphase T3 (dieses Inkrement ist der
mcme: iaiien Beschleunigung entlang der Achse X
annähernd proportional, da DT konstant ist); DxM ist
eine vor Beginn der interpolation festgelegte Konstante, die das für die Koordinate xn höchstzulässige
Inkrement d. h. nach den vorangehenden Ausführungen die hochstzulässige Geschwindigkeit entlang den
Achsen X, VxM, angibt.
Während der gesamten Bahninterpolation zwischen χ i und χ 2 muß der Interpolator die Bedingung
Dxn χ 2 — .x 1
erfüllen, um die Weglinie geradlinig zu machen.
(V,
Während der Anfangsphase Π (Fig.3) konstanter
Beschleunigung arbeitet der Interpolator außerdem nach den folgenden Formeln:
Dx(m f 1) = Dxn + hx (2)
(n + \) = xn + Dx(n + \) (3)
Während dieser Anfangsphase TI werden außer den
durch die Formeln (I), (2) und (3) bezeichneten genauen Interpolationen noch weitere Operationen ausgeführt,
um einige Daten zu errechnen, die zur Bestimmung der Zeitpunkte notwendig sind, an denen in dem Schaubild
der F i g. 3 Beschleunigungsänderungen stattfinden:
η
n-l
Σ Dxn = Σθ\;ι + Dxn
1 I
Σ Dxn + D v/i = Pxn
χ 2 — xn = Rxn
Dxn > DxM
Dxn > DxM
(4)
(5)
(6)
(7)
Die Operation nach Formel (4) definiert den Wert der von dem beweglichen Teil vom Startpunkt χ 1 des in
Rede stehenden geradlinigen Wegabschnitts bis zum Ende des (Vj-I.) Interpolationsumlaufs zurückgelegten
progressiven Distanz
xn - χ 1 = Σ Dxn .
35
Die Operation nach Formel (5) definiert den Wert einer fiktiven Distanz Pn, die der um das letzte
Inkrement Dxn der Koordinate χ angewachsenen progressiven Distanz
Σ Dxn = xn — χ 1
45
gleich ist.
Die Operation nach Formel (6) definiert den Wert Rxn der restlichen Distanz, die von dem beweglichen
Teil am Ende des (n-l.) Interpolationsumlaufs noch zurückzulegen ist, damit es den Endpunkt χ 2 erreicht.
Außerdem wird während der gesamten bei konstanter Beschleunigung verlaufenden Phase TI für jeden
Interpolationsumlauf die Vergleichsoperation (7) ausgeführt, d. h, es wird geprüft, ob die augenblickliche
Geschwindigkeit (Positionsinkrement) Dxn die höchstzulässige Geschwindigkeit DxM, d. h. VxM, überschritten
hat oder nicht
Außerdem werden von dem Interpolator während der Phase Π analoge Operationen für die Achse Y
ausgeführt
Die Anfangsphase Ti konstanter Beschleunigung
endet am Ende des Interpolationsumlaufs, in dem sich die Ungleichung (7) entweder für die Achse X oder für
die Achse Vergibt Genauer gesagt, die Phase Tl endet am Ende desjenigen interpo'atior.surnlaufs, in welchem
für die Achse X oder Kauf der Basis der Formel (2) ein inkrement DxM bzw. DyM errechnet worden ist, das
größer als das höchstzulässige Inkrement DxM bzw. DyM ist. Im weiteren Verlauf dieser Beschreibung soll
das am Ende der Phase Tl errechnete letzte Inkrement
mit DxnM bzw. DynM (das sind die erreichten Geschwindigkeiten) bezeichnet werden.
Am Ende der Phase T1 repräsentiert die Summe
Am Ende der Phase T1 repräsentiert die Summe
Σ Dxn
10
15
20
25 die gesamte am Ende des Interpolationsumlaufs entlang der Achse X zurückgelegte Distanz xa—xi, die
zurückgelegt werden mußte, um bei konstanter Beschleunigung die Höchstgeschwindigkeit zu erreichen.
Auf die Anfangsphase Tl konstanter Beschleunigung folgt die Phase T2 konstanter Geschwindigkeit, in der
der bewegliche Teil mit einer Geschwindigkeit gleich DxnM für die Arhse X bzw. DvnM für die Achse Y
fortsetzt, die er am Ende der Phase T1 erreicht hat.
In der Phase T2 führt der Interpolator die folgenden
Operationen aus:
x{n -L 1) = xn + Dxn.Vf (.V)
χ2 - x/i = Rxn (6)
Rxn
Die Ungleichheit (8) wird ermittelt, indem für jeden Interpolationsumlauf die zur Erreichung des Endpunktes
χ 2 noch zurückzulegende restliche Distanz Rxn mit
der in dem Register gespeicherten fiktiven Distanz PxnM verglichen wird. Die Phase T2 konstanter
Geschwindigkeit endet am Ende des Interpolationsumlaufs, in welchem die Ungleichheit (8) zum ersten Mal
auftritt
Der Phase T2 konstanter Geschwindigkeit folet
(Fig. 3) die Phase T3 konstanter Verzögerung, in der
der bewegliche Teil mit dem gleichen absoluten Beschleunigungswert (für die beiden Achsen mit hx bzw.
hy verhältnisgleich) verzögert wird, der schon in der Beschleunigungsphase Tl verwendet wurde.
In der Phase T3 führt der Interpolator die folgenden
Operationen aus:
Dx(n+ 1) = Dxn-hx (-')
.x(w+ 1) = .xn + Dxin+ 1) (3)
Dxn < 1 um . (9)
Die Vergleichsoperation nach Formel (9) wird ausgeführt um das Ende der Phase konstanter
Verzögerung festzulegen.
Deshalb ist es erforderlich, die Phase konstanter Beschleunigung nicht bis zum Anhalten zu verlängern,
sondern vorher abzubrechen und durch eine langsame Bewegung zu ersetzen, mit der der bewegliche Teil sich
dem Endpunkt P2 nach dem Hauptpatent nähert
Um die Berechnung der Werte hx und hy durchzuführen, werden die Größen (x2 — xi) H und
(y2—y\)H so berechnet daß beispielsweise (x2—x\) Hund (y2-y\) W mit Sicherheit kleiner als
das für die Maschine höchstzulässige Geschwindigkeitsinkrement (Beschleunigung) sind, wobei das letztge-
nannte Inkrement — wie schon erwähnt — eine an
einem Kommutator der Maschine einstellbare Konstante Wist.
Die Steuerungseinrichtung wird von einer Programmierungseinheit gespeist, die ein Band 1 mit einem
aufgezeichneten Programm (F i g. 2), einen Streifenleser 2 und ein Gerät 3 zur Einstellung der Geschwindigkeit
des V^'iichubs enthält. Weiterhin enthält die Steuerungseinrichtung
einen Interpolator 4, der im wesentlichen als Digitalrechner ausgebildet ist und einen
Digital-Analog-Umsetzer 5 speist, der seinerseits die Servomechanismen 6, 7 und 8 speist, die den
beweglichen Teil längs der Achsen X, Y und Z in die richtige Stellung bringen, wenn angenommen wird, daß
die Werkzeugmaschine drei zu steuernde Achsen aufweist.
Der Arbeitsablauf in der Steuerungseinrichtung umfaß' einen ersten Zeilabschnitt, in dem die Programmeinheit
die vorstehend betriebenen Daten in den Interpolator 4 eingibt, d. h. die Koordinaten χ 2 und
y2 des Endpunktes P2 der Bahn sowie die Höchstgeschwindigkeit DxM und DyM, mit der diese Bahn
zurückzulegen ist. In diesem Zeitabschnii: befindet sich der bewegliche Teil noch an dem Start- oder
Ausgangspunkt Pi. Diesem Zeitabschnitt folgt ein zweiter Zeitabschnitt, in dem der Interpolator 4,
während der bewegliche Teil und die Programmeinheit sich noch im Ruhezustand befinden, die Berechnung der
Werte /wund /;y (Geschwindigkeitsinkremente) auf der
Basis der vorerwähnten Kriterien vorbereitet. Es folgt ein d'tter Zeitabschnitt, in dem die entsprechende
Interpolation ausgeführt wird, während die Programmeinheit noch unwirksam ist. In diesem dritten Zeitabschnitt
ist der Interpolator 4 wirksam, um die Verstellung des beweglichen Teils in der Echtzeit zu
steuern.
Der Interpolator enthält im wesentlichen in einem geschlossenen Regelkreis einen zyklischen Speicher,
ergänzt durch eine Verzögerungsleitung, Schreib- und Leseregister, die mit dem Ein- und Ausgang bzw. mit der *o
Verzögerungsleitung in Verbindung stehen, eine Recheneinheit als Verbindung zwischen den Registern, und
einen Zeitrechner, der es erlaubt, jedem aus der Verzögerungsleitung kommenden Bit eine besondere
Ziffer zuzuordnen, die die Lage des Bits im Innern des Speichers angibt.
Für jede Achse X, Y und Z umfaßt der Speicher 12
Register A, B.C. N, von denen jedes 60 Binärbenennungen DEOO-DE59 enthält. Die 12 Register sind in
der Verzögerungsleitung disponiert, und zwar in einer zeitlich eingeteilten Form.
Ein Bitwertzähler zählt von 1 bis 60, wobei getrennt und nacheinander die Signale D£00 bis DE59 erzeugt
werden. Die Signale DEOO bis DE59 bestimmen für
jedes der 12 Register des Speichers das 1, das 2te,... und das 59te Bit, d. h. die Binärbezeichnungen 0
bis 59.
In den Speicherregistern werden alle Größen mittels 56 Bits dargestellt Diese 56 Bits werden in den
arithmetischen oder in den Übertragungs- und Vergleichsoperationen berechnet, die von dem Interpolator
ausgeführt werden.
Dagegen werden die von der Eingabeeinheit eingegebenen Daten, wie später noch näher erläutert wird, nur
von 24 geltenden Bits gebildet, die, wenn die Daten von Koordinaten gebildet werden, die Werte I ujn bis
107 μπι darstellen.
Bei der Eingabe von Daten aus der Programmeinheit in den Speicher werden diese 24 Bits demnach in die 24
dem Nennwert dieser Bits entsprechenden Binärbezeichnungen eingegeben, während die übrigen Binärbezeichnungen
rechts und links von den 24 Binärbezeichnungen mit einigen Null-Bits gefüllt werden. So werden
beispielsweise (Fig. 7 und 8) die 24 Bits von χ2 in das
Register D eingegeben, nämlich in die Binärbezeichnungen von DE33 bis DE56. Auf die gleiche Weise werden
die 24 Bits von DxM, die das höchste Inkrement (maximal zulässige Geschwindigkeit) darstellen, in die
Binärzeichnungen DE20 bis DE43 des Registers B eingegeben.
Das Signal DE 57 verwendet man, um das Vorzeichen der Zahl zu speichern. Die Bezeichnung DE58 wird zum
Speichern der Überträge verwendet.
Die Bezeichnungen DE59 und DEOO sind in allen
Speicherregistern frei und werden zur Trennung der zu verschiedenen Achsen X, Y, Z gehörenden Register
verwendet.
Der Bitzähler wiederholt dreimal die Zählung der 60 Binärbezeichnungen, einmal für jede Adresse X, Y, Z.
Die zu den drei Adressen gehörenden Zeiten werden durch die Signale INIC, INIP und INAZ bestimmt, die
von einem anderen Zähler erzeugt werden, der durch den Bitzähler gesteuert wird.
Ein Zähler wird durch ein Zeitsignal am Ende der Information im Speicher gesteuert, wobei abwechselnd
seine Ausgänge CIRI und CIRI erregt werden. Die Periode des Signals GIRI entspricht somit 2 Umläufen
der Information in der Leitung LDR. Diese Periode kennzeichnet die Zeit eines Interpolationsumlaufs.
Danach enthält jeder Interpolationsumlauf zwei Speicherumläufe, von denen der eine durch die
Gegenwart des Signals GIRI und der andere durch die
Gegenwart des Signals GIRI ausgezeichnet ist. Der erste dieser beiden Speicherumläufe wird für den
logischen Vergleich benutzt (Arbeitsablauf nach den Formeln (7), (8) und (9), die das Ende der Phasen T1, T2,
T3 definieren), während der zweite Speicherumlauf für die Rechenoperationen benutzt wird, die die Geschwindigkeit
und Beschleunigung in jeder Phase der Bewegung festlegen nach der Beschreibung des
Hauptpatents.
Die Register des Speichers haben entsprechende Binärregister, die die Schreibdaten (bei der Eingabe)
und die Lesedaten (bei der Ausgabe) statisch parallel machen. Wenn — wie schon erläutert — nur 8
Speicherregister A, B, C, D, E, F, /und L berücksichtigt
werden, da 4 dieser Speicherregister A, E, /und Cin der
ersten, durch G/00 = »1« bestimmten Halbperiode durch die Signale 7700, 770Z TI 03 und TIOA bestimmt
we/den, während die übrigen 4 Speicherregister (B. D, F
und L) in der ersten, durch G/00 - »0« bestimmten Halbperiode noch durch dieselben Signale 7700, 7702,
7703 und T/04 bestimmt werden, reichen 4 binäre Serienparallel-Wandler und -Speicher aus, um die
Speicherdaten sowohl zu lesen als auch zu schreiben, wobei diese Serienparallel-Wandler und -Speicher in
einer ersten Halbperiode als Register A, E, /und Cund
in einer zweiten Halbperiode als Register B, F1 L und D
arbeiten (F i g. 7 und 8).
Somit ist es klar, daß die Schreibregister zusammen mit den zugeordneten Einheiten einen die Verzögerungsleitung
speisenden Parallelserien-Umsetzer bilden, während die Leseregister zusammen mit den zugeordneten
Einheiten einen von der Verzögerungsleitung gespeisten Serienparallel-Umsetzer bilden. Für die
äußeren Rechengeräte ist die Verzögerungsleitung
somit gleichbedeutend mit einem Satz von vier parallel umlaufenden Registern A, F, I, C plus weiteren vier
parallel umlaufenden Registern B, F1 L und D, die mit
den ersten vier Registern die Eingänge und Ausgänge gemeinsam haben und ihnen gegenüber um sechs
Bitperioden phasenverschoben sind.
Fig. 7 zeigt die Anordnung der verschiedenen Digitalgrößen in den Speicherregistern während der
Eintrittsphase, und Fig. 8 gibt die Anordnung der Digitalgrößen im Speicher während der Rechenphase
wieder.
Bezugnehmend auf die Achse X ist die Funktion der Speicherregister die folgende.
Das Register A wird während der Interpolation (Fig. 8) verwendet, um die Summe Σ Dxn aus der
Operation nach Formel (4) zu speichern; das ist die bis jetzt zurückgelegte progressive Distanz xn-xl,
nämlich die Beschleunigungsphase Tt. Anschließend wird der gespeicherte Wert PxnM gehalten, und zwar
auf orund der Operation näCn i-ormCi \~>), se
Ende der Phase Ti.
Das Register B wird bei der Eingabe der Daten aus dem Programmgerät (Fig. 7) verwendet, um das
maximale Inkrement DxM (höchstzulässige Geschwindigkeit entlang der Achse X)zu speichern. Das Register
C wird bei der Eingabe der Daten aus dem-Programmgerät
(F i g. 7) verwendet, um die Koordinate x2 des Endpunktes Pl zu speichern. Somit enthält das
Register C schließlich die Größe H- χ 2, die für die
Berechnung des Geschwindigkeitsinkrements hx verwendet wird. Das Register D wird bei der Eingabe der
Daten aus dem Programmgerät (F i g. 7) verwendet, um die Koordinate χ 2 des Endpunktes P2 zu speichern. Am
Ende der Interpolation wird der Inhalt des Registers D auf das Register L übertragen, um als Anfangskoordinate
χ 1 für den nächsten geradlinigen Abschnitt verwendet zu werden. Das Register E wird verwendet,
um während der Interpolationszeit (Fig. 8) das Geschwindigkeitsinkrement hxzu speichern.
Am Ende der Interpolationsphase (Fig. 7) wird die bis dahin in dem Register Cgespeicherte Größe H ■ χ 2
auf das Register / übertragen. Infolgedessen wird das Register / die Größe H ■ χ 1 enthalten, die für den
nächsten zurückzulegenden geradlinigen Abschnitt gültig ist. da der Endpunkt P2 eines geradlinigen
Abschnitts mit dem Startpunkt Pl des darauffolgenden
geradlinigen Abschnitts zusammenfällt. Die Größe H xi wird in dem Register / gespeichert, um die
Berechnung von hx zu ermöglichen, die — wie schon beschrieben — vor Beginn der Interpolation ausgeführt
wird. Folglich ist das Register / während der Interpolationszeit (F i g. 8) frei, um die Inkremente Dxn
aufzunehmen, wenn sie errechnet sind.
Der Inhalt des Registers L wird während der Interpolation ständig erhöht so daß das Register L
schließlich die aufeinanderfolgenden Werte der augenblicklichen Koordinate xn enthält Felglich ist es klar,
daß das Register Ldie Servosysteme speisen kann; es ist
in der Tat auch das einzige Speicherregister, dessen Ausgang mit dem Digital-Analog-Umsetzer verbunden
ist
In F i g. 7 und 8 zeigen die auf die Register B, C und D
Bezug nehmenden gestrichelten Linien die 24 benachbarten unter den 56 Binärstellen jedes Registers, in die
aus der entsprechenden Einheit die relativ gegebene Größe eingeführt wird, während die zu den Registern F,
I und L gehörigen gestrichelten Linien angeber. daß der
Inhalt der Register B, C und D in die entsprechenden
Binärstellen der Register übertragen werien. d. h. ohne jede Verschiebeoperation.
Funktion und In,.alt der zu den Achsen Y und Z
gehörigen Register entsprechen denen der für die Achse ^beschriebenen Register.
Erfindungsgemäß enthält die Programmiereinheit (F i g. 2) ein Gerät 3 zur Einstellung der Zuführungsgeschwindigkeit
des Programmstreifens 1 und ein Gerät für eine manuelle Programmierung, das eine Bandprogrammierung
vorgibt; letzteres Gerät ist in der Zeichnung nicht wiedergegeben.
Mittels eines Schalters erlaubt das Gerät 3 Modifikationen in der Zuführungsgeschwindigkeit des beweglichen
Teils der Maschine entlang der sachbezogenen Achse, die durch eine Band- oder manuelle Programmierung
vom Eingangsgerät her beaufschlagt wurde.
Die nachstehend beschriebene Einrichtung bezieht sich auf den Fall, in dem die möglichen Variationen im
Geschwindigkeitsbereich zwischen 12,5% und 11)0% liegen, »nd zwar in sieben Schritten von je 12.5%. Der
Einfachheit halber wird ein Gerät 3 beschrieben, das nur prozentuale Reduzierungen der programmierten Zuführungsgeschwindigkeit
durchführt: Es wird demzufolge vorausgesetzt, daß in der 100%-Stellung des Schalters
die Zuführungsgeschwindigkeit die programmierte Geschwindigkeit ist. Bei der Ausdehnung dieses Falles
ist es möglich, prozentuale Variationen einzustellen, wobei eine ansteigende Zuführungsgeschwindigkeit
durch einen geschickten Operateur erreicht werden kann. Im Hinblick auf die vorgenannte Begrenzung
möge der Fall der ansteigenden Zuführungsgeschwin-Jigkeit
dann in Betracht gezogen sein, wenn er durch eine vorgegebene Reduzierung ausgelöst wird. Die
0%-Stellung des Schalters entspricht dem Stoppen der Zuführung in der Maschine.
Da in jedem geradlinigen Abschnitt oder Teil der Wegstrecke des beweglichen Maschinenteils die Zuführungsgeschwindigkeit
längs der Achse mit dem programmierten Wert VN - wie vorher beschrieben angenommen
wird, wird die Einstellung des Schalters für den Geschwindigkeitswechsel während der Maschinenoperation
von der 100%-Stellung in eine andere verschoben (z.B. 50%), wodurch die Bewegung des
beweglichen Maschinenteils längs der Achse gleichmä-Big verzögert wird, bis es die neue Geschwindigkeit
angenommen hat. die durch die Anzeige des Schalters gegeben ist (50% der programmierten Geschwindigkeit).
Andererseits wird, wenn der bewegliche Maschinenteil mit dieser herabgesetzten Geschwindigkeit
bewegt wird und der Schalter in eine neue Stellung mit einer größeren Prozentzahl (z. B. 75%) gebracht wird,
die Bewegung des beweglichen Maschinenteils längs der Achse gleichmäßig beschleunigt bis es die neue
Geschwindigkeit angenommen hat die durch die Anzeige des Schalters gegeben ist (75% der programmierten
Geschwindigkeit).
Wenn danach der Schalter während der Maschinenoperation verschoben wird, erreicht die Maschine eine
neue Geschwindigkeit und zwar mit einer vorgegebenen gesteuerten Beschleunigung und Verzögerung. Auf
diese Weise kann der Operateur die Möglichkeit dazwischenliegender Werte ausnutzen, während die
Maschine einer festen Zuführungsgeschwindigkeit bei der Arbeitsoperation fortlaufend folgt
Die Fi g. 3 bis 6 zeigen verschiedene mögliche Fälle
.!er Variation der programmierten Zuführungsgeschwindigkeit
längs einem geradlinigen Verschiebungsabschnitt von dem Punkt Pi zum Punkt P2 (Fig. 1),
CIIlCi /U
und zwT im Zusammenhang mit der Bewegungsphase,
bei der die Geschwindigkeitsänderung zwischendurch plötzlich auftritt, und im Zusammenhang mit dem
Vorzeichen Cer Änderung. Die vorgenannten Zeichnungen
beziehen sich alle auf Verschiebungen längs der A'-Achse.
Es ist notwendig, darauf hinzuweisen, daß nur eine Einstellung einer Geschwindigkeitsänderung für alle
Achsen gilt und daß diese Änderung auf allen Achsen die Werte DxM, DyM und DzM (maximal zulässige
lnkremente) beeinflußt, und zwar eingespeist durch ein Programm mil derselben Prozentzahl.
Darüber hinaus ist es in jedem geradlinigen Wegeabschnitt des beweglichen Teils möglich, Änderungen
der Geschwindigkeit nur während der Phase Π (gleichmäßige Beschleunigung) und der Phase 7~2
(konstante Geschwindigkeit) im Bewegungsablauf einzustellen, weil die Gegenwart der Bedingung (8), die
einen Verzögerungsbefehl und den Beginn der Phase / 3 auMUM, uic iviügiiCnKcH ucf LJüSicuüng if
Geschwindigkeitsänderung ausschließt.
Schließlich ist zu beachten, daß die Einstellung einer
Geschwindigkeitsänderung eine Modifikation im Bewegungsablauf der Phase T2 verursacht und die Grenze
der Anfangsbeschleunigung in der Phase TX ebenso wie die der Endverzögerung in der Phase T3 verschiebt,
weil die verbleibenden Werte der Geschwindigkeitsinkremente längs der Achsen (hx, hy, hz)'m den Phasen TX
und Γ3 unverändert bleiben.
F i g. 3 zeigt ein Geschwindigke;'sdiagramm längs der
Ac'/ise Xzwischen den Koordinatenpjnkten χ 1 und χ 2.
Wenn VxMder durch das Programm maximal zulässige
Wert fur die Zuführungsgeschwindigkeit längs der Achse in dem Wegeabschnitt χ 1 bis x2 ist und wenn k
(< 1) den prozentualen Wert darstellt, der durch den die Geschwindigkeit einstellenden Schalter vorliegt, dann
wird durch kVxM ein neuer Wert der maximalen Zuführungsgeschwindigkeit repräsentiert (kleiner als
der programmierte Wert).
Angenommen, der Geschwindigkeitswechsel erfolgt, bevor die Beschleunigungsphase TX beendet ist, dann
wird die im Diagramm nach F i g. 3 fest ausgezogene Linie erreicht. Die unterbrochene Linie zeigt den Teil
des Diagramms, der — im Hinblick auf den Normalfall — durch die Mittel des Geschwindigkeitswechsels
ausgeschlossen ist. Durch Vergleich mit dem Normalfall der programmierten Geschwindigkeit ist erkennbar,
daß die Beschleunigungsphase TX' reduziert ist, und zwar endet sie beim Koordinatenpunkt xä (<xa), bei
welchem die neue Zuführungsgeschwindigkeit kVxM erreicht ist; die Phase T2' konstanter Geschwindigkeit
ist insoweit ausgedehnter, als sie früher beginnt und am Koordinatenpunkt xv' {>xv) endet. Schließlich ist die
Phase 7"3' konstanter Verzögerung insoweit reduziert, als sie erst am Koordinatenpunkt *V (>
χ ν) beginnt (die Phasen T4 und 7"5 aus den Fig. 7 bis 10 sind der
Einfachheit halber fortgelassen).
Das fest ausgezogene Diagramm in Fig.4 zeigt
andererseits den Fall, bei dem der Geschwindigkeitswechse! in der Phase der konstanten Geschwindigkeit
durch Einstellung einer Prozentzah! K (>1) ausgelöst wird, wodurch ein neuer Wert k'VxM der maximalen
Zuführungsgeschwindigkeit erzeugt wird (dieser Wert ist größer als der programmierte Wert VxMX Sobald die
Einstellung der Geschwindigkeitsänderung erfolgt ist wird die Bewegung im Moment des Erreicher.s des
Kooidinatenpunktes xb beschleunigt, und zwar mit
einem konstanten Geschwindigke»ii;r>!Temer>'r gleich
dem der Phase 7"I, bis die neue maximal zulässige Geschwindigkeit k'VxM beim Koordinatenpunkt xc
erreicht ist; die Bewegung erfolgt danach bei einer konsta.itt-Li Geschwindigkeit, üis am Koordinatenpunkt
xv" die 3edingung (8) die Verzögerungsphase einleitet. In diesem Fall weist somit die Phase T2" ?.wei
Konstant-Geschwindigkeitsabschnitte auf, die durch einen dazwischenliegenden Konstapi-Beschleunigungsabschnitt
verbunden sind, während die Phase Γ3" im
ίο Hinblick auf den normalen programmierten Fall
insoweit ausgedehnt ist, als sie bei dem Punkt xv" (< xv)
beginnt.
Das fest ausgezogene Diagramm in F i g. 5 beschreibt einen anderen Fall, bei dem der Geschwindigkeitswechsei
entgegen der Kurve der Konstant-Geschwindigkeitsphase durch Einstellung einer prozentualen Variation
k (<1) ausgelöst wird, wodurch ein neuer Weit kVxM der maximalen Zuführungsgeschwindigkeit erzeugt
wird (dieser Wert ist niedriger als der pi UgI aiflllliCl IC TV Cl Ι r AtVlJ. OULfClIU Uli L.III3l*~IIUIIg
Geschwindigkeitsänderung bewirkt hat, beginnt im Moment des Erreichens des Koordinatenpunktes xfdie
Verzögerung mit einem konstanten Geschwindigkeitsinkrement, das gleich dem Inkrement in der Phase TX
ist, bis das neue zulässige Maximum der Geschwindigkeit k'VxM am Koordinatenpunkt xg erreicht ist; die
nachfolgende Bewegung erfolgt bei einer konstanten Geschwindigkeit, bis am Koordinatenpunkt xv1 durch
die Bedingung (8) die endliche Verzögerungsphase anfängt. In diesem Fall besteht die Phase T2'" der
Konstant-Geschwiiidigkeit aus zwei Abschnitten, die durch einen dazwischenliegenden Konstant-Verzögerungsabschnitt
vereinigt sind, während die Phase TZ' im Hinblick auf den normal programmierten Fall insoweit
reduziert ist, als sie am Punkt xv1 (>xv) beginnt.
Genauer gesagt, während der Bewegungsphase zwischen den Punkten xfund xg (Phase T2'") wird durch
die Verzögerung die Geschwindigkeit unter den Wert kVxM gebracht, und zwar um einen Betrag, der nicht
größer als das minimale 'ikrement hx ist, und die
Bewegungsgeschwindigkeit danach den Wert kVxM erreicht.
Das fest ausgezogene Diagramm in F i g. 6 zeigt einen weiteren Fall, in welchem nacheinander zwei Ger-hwindigkeitsänderungen
während der Konstant-Geschwindigkeitsphase durch eine erste Einstellung der prozentualen
Veränderung k (>1) und durch eine zweite Einstellung der prozentualen Veränderung k (<1)
ausgelöst werden. Dementsprechend gibt das Diagramm in Fig. 10 eine Kombination der Diagramme
nach den F i g. 7 und 5 wieder, und die Erkenntnisse in den zuletzt genannten Zeichnungen sind direkt abzulesen
in dem Fall der F i g. 6.
Es war aus dem Vorhergehenden zu sehen, daß, während der Phase des Einführens der Daten eines aufgezeichneten Programms in den Speicher, der Wert DxM, der die Zuführungsgeschwindigkeit charakterisiert, in das Register B des Speichers eingegeben wird. Gleichzeitig wird der Wert '/8 DxM in das Register F eingeführt Der Wert DxM dient als Vergleichsreit für den Arbeitsablauf nach der Formel (8) am Ende der Beschleunigungsphase Ti und bei Beginn der Konstant-Geschwindigkeitsphase Γ2. Der Wert '/β DxM wird als Inkrement für die Modifizierung des Inhalts des Registers B benützt, und zwar mittels einer wiederholten A.ddition oder Subtraktion
Es war aus dem Vorhergehenden zu sehen, daß, während der Phase des Einführens der Daten eines aufgezeichneten Programms in den Speicher, der Wert DxM, der die Zuführungsgeschwindigkeit charakterisiert, in das Register B des Speichers eingegeben wird. Gleichzeitig wird der Wert '/8 DxM in das Register F eingeführt Der Wert DxM dient als Vergleichsreit für den Arbeitsablauf nach der Formel (8) am Ende der Beschleunigungsphase Ti und bei Beginn der Konstant-Geschwindigkeitsphase Γ2. Der Wert '/β DxM wird als Inkrement für die Modifizierung des Inhalts des Registers B benützt, und zwar mittels einer wiederholten A.ddition oder Subtraktion
DiS Gerät für die Änderung der Zuführungsgei^h%inu!gkcii
arbeitet synchron mit der einmal vom
Interpolator eingestellten Geschwindigkeitsänderung. Genauer gesagt, während jedes Interpolationsumlaufes
erfolgen zwei Speicherumläufe, von denen einer sich der Vergleichsoperation widmet, während der andere der
Rechenoperation diant Das Gerät für die Änderung der Zuführungsgeschwindigkeit arbeitet darüber hinaus bei
ansteigender Geschwindigkeit DxM in aufeinanderfolgenden Schritten, wobei jeder zwei Speicherumläufe
umfaßt, einer für die Abtastung des Vorzeichens für die
geforderte Inkrementation und der andere zur Inkrementation des Wertes DxM, über ein Inkrement, das
gleich Ve DxM ist Der Schalter erlaubt die Einstellung eines prozentualen Wertes k für die programmierte
Zuführungsgeschwindigkeit DxM und arbeitet schrittweise, wobei jede Schrittänderung gleich '/β DxM ist
Daraus folgt, wenn q die Zahl der Schritte des Schalters von der Normalstellung zu einer prozentualen Jfc-Stellung anzeigt, daß sich der erreichbare Zustand im
Register B nach ^-Inkrementationsschritten aus folgender Beziehung ergibt:
kDxM= DxM+ q Ve DxM.
Der in Fig.9 schematisch dargestellte Aufbau und
die Wirkungsweise des die Geschwindigkeit ändernden Gerätes werden nunmehr in größeren Einzelheiten
beschrieben. Ein 8-Stellungs-Schalter 11 ermöglicht die
Einstellung von acht prozentualen Werten Jt einer programmierten Zuführungsgeschwindigkeit Der
Schalter hat drei voneinander getrennte aktive Ausgangskanäle VELl, VEL 2 und VEL 4, von denen jeder
eine Binärstelle eines speziellen Binärcodes repräsentiert Eine Binärbenennung steht somit mit jeder der
acht Stellungen des Schalters U an den drei Ausgangskanälen in Verbindung. Es sei ein zyklischer
Binärcode (gray code) angenommen, der es möglich macht, über ein einziges Bit durch Modifizierung der
vorgegebenen Konfiguration von einer Konfiguration zur folgenden zu kommen und jede Ungewißheit in der
Wiedergabe der Konfiguration durch Voreinstellung des Schalters zu eliminieren.
Der am Schalter 11 voreingestellte Code wird übertragen, wenn die Zustimmungen COA V und INIC
vorhanden sind, und zwar in ein Register 12, das drei Binärstufen enthält Das Zustimmungssignal wird durch
ein Flip-Flop 16 geliefert, das bei Beginn der Snführungsphase der Geschwindigkeit vom aufgezeichneten Programm in den Speicher (Signal SEVE)
und bei Beginn der Verzögerungsphase (Signal ORDE) entregt ist.
Durch seine drei Ausgänge 18 zählt der Umlaufzähler so 14 in acht Reihen mit demselben Code, wie er beim
Schalter 11 verwendet wird. Während der durch die Signale INIP und CIRE gekennzeichneten Zeit im
Zählintervall des Interpolators empfängt der Umlaufzähler 14 acht Impulse TIGl und erforscht damit alle
Konfigurationen.
Der Umlaufzähler 14 wird sowohl durch das allgemeine Nullungssignal RESE als auch durch das
Signal S£VE(in Gegenwart von GIRI) auf Null gestellt,
wobei das Signal SEVE die Einführungsphase der Geschwindigkeit in den Speicher darstellt.
Die Ausgänge 17 des Registers 12 und die Ausgänge
18 des Umlaufzählers 14 speisen einen Komparator 13. welcher einen Addierer 15 und den Umlaufzähler 14
ansteuert.
Der Addierer 15 kann mit den Registern B und Fdes
Interpolatorspeichers verbunden sein, und zwar über die Leseregister und die Leitungen RLB und RLF, und
er ist weiterhin so ausgebildet, daß er über die Leitung RSB und das Schreibregister in das Speicherregister B
einspeist
Der Komparator 13 bewirkt einen Vergleich zwischen den Codekonfigurationen an den beiden
Eingangsgruppen 17 und 18, und in Verbindung mit dem Ergebnis dieses Vergleichs werden der Addierer 15 und
der Umlaufzähler 14 in der nachstehend beschriebenen Art aktiviert
Wie bereits gesagt wurde, empfängt der Umlaufzähler 14 während der durch die Signalt INIP und GIRI
gekennzeichneten Zeit im Zählintervall des Speichers acht Impulse, und seine Ausgänge übernehmen nacheinander die Binärgestaltung des Codes. Während dieses
Arbeitsablaufes sind drei Fälle möglich:
a) Der numerische Wert an den Ausgängen 18 des Umlaufzählers 14 trifft mit den Ausgängen 17 des
Registers zusammen; in diesem Fall werden die im Komparator 13 enthaltenen Flip-Flops 19 und 20
(Fig.9) durch das Signal ORVO (Übereinstimmung von zwei Binärbenennungen) auf Null
gestellt, und die Signale COSO und ADDI sind daraufhin nicht gegenwärtig (d.h. COSO= »0«,
ADDI=»Q«).
b) Der numerische Wert an den Ausgängen 18 des Umlaufzählers 14 ist verschieden von den Ausgängen 17 des Registers 12, so daß das Flip-Flop 19
durch das Signal ORVO (Nichtübereinstimmung von zwei Binärbenennungen) aktiviert wird, und
zwar in der durch das Signal INAZgekennzeichneten Zeit so daß das Signal COSO ausgelöst wird;
weiterhin wird während des Zählumlaufs des Umlaufzählers 14 zunächst Obereinstimmung der
beiden Binärbenennungen erreicht so daß das Signal ORVO aktiviert wird und anschließend der
Durchgang des Umlaufzählers durch die Nullstellung erfolgt wobei das Signal SEAD aktiviert wird.
Entsprechend wird das Flip-Flop 20 zunächst durch das Signal OR VOgenullt und dann durch das Signal
SEAD aktiviert, woraus folgt daß am Ende des Zählumlaufs im Umlaufzähler 14 der Ausgang
ADDI des Flip-Flops 20 aktiviert wird. In diesem Fall ist COSO=»l«und ADDI-»\«.
c) Der numerische Wert an den Ausgängen 18 des Umlaufzählers ist verschieden zu den Ausgängen
17 des Registers 12 als Ergebnis, daß das Flip-Flop
19 des Komparator 13 durch das Signal ORVO
(Nichtübereinstimmung von zwei Binärbenennungen) in der durch das Signal INAZ gekennzeichneten Zeit erregt wird, welches das Signal COSO
aktiviert; weiterhin erfolgt während des Zählumlaufs im Umlaufzähler 14 zunächst der Durchgang
des Umlaufzählers durch die Nullstellung mit dem Ergebnis der Aktivierung des Signals SEAD und
danach die Übereinstimmung der beiden Binärbenennungen mit dem Ergebnis, daß das Signal
ORVO aktiviert wird. Entsprechend wird das Flip-Flop 20 zunächst durch das Signal SEAD
erregt und dann durch das Signal ORVO entregt mit dem Ergebnis, daß am Ende des Zählumlaufs im
Umlaufzähler 14 der Ausgang ADDldes Flip-Flops
20 deaktiviert Umlaufzähler In diesem Fall ist COSO - »I« und A DDI- »0«.
Wenn COSO-wl« ist (in Gegenwart von GIRI,
INAZ und DfIO), dann wird das Signal STRO erzeugt,
das eine nachträgliche Zählung im Umlaufzähler 14
IO
15
durch einen Schritt vorwärts oder einen Schritt rückwärts auslöst in Abhängigkeit davon, ob
ADDI=»U (vorwärtszählendes Signal ADIN) oder ob
ADD/=»0« (rückwärtszählendes Signal SOIN) ist
Weiterhin kann der Addierer 15, wenn CUSO= »1« ist,
während des Speicherumlaufs unter der Bedingung GIRI= »0« die folgenden Operationen ausführen:
DxM ± Ve DxM,
DyM ± '/8 DyM,
DzM ± »/8 DzM,
in denen die Werte OxAf, DyM und DzM die in den
Registern B gespeicherte maximale Zuführungsgeschwindigkeit für die drei Achsen vom Programm her
bedeuten, während die Werte Ve DxM, Ve DyM und
</8 DzM Bruchteile der genannten Maximalwerte sind,
die in den Registern F der drei Achsen während des Programmbeginns gespeichert werden, wie früher
bereits ausgeführt wurde.
Daraus folgt, daß die maximale Zuführungsgeschwindigksit, die im Register B einer jeden Achse enthalten
ist, mit den lnkrementen«='/e vom programmierten
Wert während jedes Interpolationsumlaufs ansteigt oder abfällt (wobei im Speicherumlauf G/R/-»0« ist)
entsprechend der Zeit COSO- »1«.
Um dies zu erreichen, wird bei einer bestimmten Zahl q ein Verschieben der Stellung des Schalters 11 bewirkt,
wobei erforderlich ist, daß der Umlaufzähler 14 dieselbe Zahl q ergänzend zu den Zählsignalen empfängt, was am
End* des Zählumlaufes durch das Signal 577JO
ermöglicht wird, bevor Obereinstimmung der endlichen
Gestaltung des Umlaufzählers 14 mit der des Registers 12 wiedererlangt wird. Darüber hinaus wird im
Arbeitsablauf der Inkrementation des Maximalwertes der im Speicherregister B enthaltenen Zuführungsgeschwindigkeit jedesmal ein ergänzendes Zählsignal
gegeben, und zwar nach der q-Inkrementation, somit
nach dem 17-Interpolationsumlauf, so daß ein Geschwindigkeitwert gleich dem am Schalter U eingestellten im
Register Verlangt wird.
Sobald das Signal ADIN vorliegt und der Umlaufzähler 14 daraufhin bei jedem ergänzenden Zählsignal
25
35
40
einen Schritt vorwärts zählt (bei jedem Interpolationsumlauf), steigt die im Register B gespeicherte
Geschwindigkeit geradlinig an, und die Bewegung des beweglichen Teils der Maschine längs der drei Achsen
wird beschleunigt, bis die neue maximale Geschwindigkeit erreicht ist
Wenn andererseits das Signal SOIN anliegt und der Umlaufzähler 14 daraufhin bei jedem ergänzenden
Zählsignal einen Schritt rückwärts zählt (bei jedem Interpolationsumlauf), dann fällt die im Register B
gespeicherte Geschwindigkeit geradlinig ab. Darüber hinaus wird das Flip-Flop 21 des !Comparators 13
(Fig.9) insoweit erregt, als unter diesen Bedingungen
das Signal VECO notwendigerweise gegenwärtig ist, wobei dieses Signal vorliegt, sobald die Bedingung (7)
realisiert ist; danach erscheint am Ausgang des Flip-Flops das nunmehr aktivierte Signal SEPI, das die
Verzögerung in der Steuereinrichtung regelt Entsprechend wird die Bewegung des beweglichen Teils der
Maschine längs der drei Achsen verzögert, bis das Signal VBCO in Verbindung mit der Entwertung der
Beziehung (7) erscheint Das Signal VECO entregt das Flip-Flop 20 und bereinigt danach das Verzögerungssignal SEPI. Anschließend erfolgt eine kurze Beschleunigung in einem Interpolationsumlauf, bis das Signal
VECO zur Rückkehr veranlaßt ist und die Bewegungssteuerung bei konstanter Geschwindigkeit erfolgt
Schließlich ist zu beachten, daß, wenn für eine gegebene Achse eine neue Geschwindigkeit in den
Speicher vom Progjamm eingegeben wird, wenn bereits
eine prozentuale Änderung der programmierten Geschwindigkeit für die drei Achsen wirksam ist das
Register 12 in der vorgegebenen Konfiguration verblockt bleibt (tatsächlich bewirkt die Gegenwart von
SEME die Deaktivierung von AVAC) und der Umlaufzähler 14 genullt ist Die modifizierenden
Arbeitsgänge werden anschließend in Verbindung mit dem Prozentsatz im Register 12 durchgeführt, und nur
bei Eintritt der neuen Geschwindigkeit werden die Operationen für die anderen Achsen, für die die
Geschwindigkeit entsprechend der Anzeige im Register 12 bereits gespeichert ist, angemessen verblockt.
Claims (7)
1. Positionierungseinrichtung für einen beweglichen TeU einer Arbeitsmaschine, insbesondere
Werkzeugmaschine, längs einer oder mehrerer Achsen, die von einer diskontinuierliche Positionierungsbefehle
liefernden Programmeinheit gespeist wird und einen Interpolator aufweist, der in
aufeinanderfolgenden Interpolationszyklen Positionierungsinkremente
errechnet, für jede der Achsen einen die Positionierung des beweglichen Teils
durchführenden Servomechanismus speist und einen Speicher sowie eine von der Programmeinheit
gespeiste, mit dem Speicher verbundene arithmetisehe Einheit enthält, bei welcher der Interpolator
ferner ein Register in dem Speicher zum Speichern der Koordinaten-Differenzen des von der Programmeinheit
hinsichtlich seiner Koordinaten gelieferten Zielpunktes und Ausgangspunktes enthält,
ferner eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Koordinateii-Difierenzen in dem Register zur
Bestimmung von den Koordinaten-Differenzen proportionalen Positionierinkrementen für jede
Achse in der Weise, daß der bewegliche Teil sich längs einer geraden Linie zwischen den beiden
Punkten verschiebt, sowie logische Vergleichskreise zum Vergleich vorbestimmter, von der Programmeinheit
gelieferter Daten für die maximale Geschwindigkeit und für die Koordinaten des Ankunftspunkts
mit der Ist-Geschwindigkeit und Stellung des beweglichen Teils zwecks Modulation
der Geschwindigkeit des bewej-'ichen Teils gemäß
einer vorgegebenen Bewe^ungsablaufvorschrift und einem logischen Schaltkreis, der *uf die logischen
Vergleichskreise anspricht, indem er die arithmetische Einheit zur Ansammlung der Positionierinkremente
für jede Achse in einem anderen Register des Speichers zusätzlich zu den Ist-Koordinaten des
beweglichen Teils einstellt, nach Patent 15 63 596, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Programmeinheit ein Wert aufgezeichnet ist, der einen Bruchteil der zulässigen Maximalgeschwindigkeit
darstellt und in ein Register (F) des Speichers übertragbar ist, das mit einer Schalteinrichtung (11)
verbindbar ist, die bestimmt, wie oft der Bruchteil einem algebraischen Addierer (15) zugeführt wird,
der den Wert zu der Maximalgeschwindigkeit die durch die Schalteinrichtung (11) bestimmte Anzahl
von Malen addiert, wobei das Additionsergebnis dem Speicher zugeführt wird.
2. Einrichtung npch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen die — von Hand einstellbare — Schalteinrichtung (11) und den Addierer (15) ein
Komparator (13) geschaltet ist, an dessen erstem Eingang die Ausgangswerte der Schalteinrichtung
(11) und an dessen zweiten Eingang die Ausgangswerte eines Umlaufzählers (14) anstehen, die die
jeweils zuletzt geänderte Maximalgeschwindigkeit darstellen, wobei der Addierer (15) in Abhängigkeit
vom Vergleichsergebnis die Maximalgeschwindigkeit erhöht oder vermindert.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Eingang des Addierers
(15) mit dem Ausgang des den Bruchteil der ^ zulässigen Maximalgcschwindigkeit speichernden
Registers (F) und ein zweiter Eingang mit dem Ausgang eines die zulässige Maximalgeschwindigkeit
speichernden Registers (B) verbunden sind, wobei das Additionsergebnis dem zweiten Register
(B) zugeführt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der der Interpolationszyklus aus einem ersten Speicherzyklus,
in dem logische Vergleiche zum Bestimmen der auszuführenden Beschleunigungsveränderungen bewirkt
werden, und einem zweiten Speicherzyklus besteht, in dem das zu diesem Interpolationszyklus
gehörende VerschiebiKigsinkrement auf den Jasen
der Ergebnisse der Vergleiche errechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Addiereinrichtung
(15) mit dem Speicherzyklus der Einrichtung derart synchronisiert ist, daß der in einem der Register
gehaltene Wert durch ein Inkrement in jedem Speicherzyklus, in dem ein Verschiebungsinkrement
errechnet wird, vermehrt oder vermindert wird, bis der Wert demjenigen durch den von der Schalteinrichtung
(11) angeforderten Wert entspricht
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufzähler (14) und der
Addierer (15) in jeweils zwei aufeinanderfolgenden Speicherumläufen tätig sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des ersten Umlaufs der
beiden Speicherumläufe der Komparator (13) einen Zählumlauf des Umlaufzählers (14) und einen
Vergleich zwischen den Ausgängen eines von der Schalteinrichtung (11) gespeisten Eintritts-Registers
(12) und den Ausgängen des Umlaufzählers zur Bestimmung der Anwesenheit und des Vorzeichens
der eingestellten Änderung durchführt und daß auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses der
Umlaufzähler am Ende des Zählumlaufs einen Zählschritt ausführt.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des zweiten Umlaufs der
beiden Speicherumläufe der Komparator (13) dem Addierer (15) das Inkrement aus den Inhalten des
zweiten Speicherregisters (F)g\tAih dem Betrag aus
den Inhalten des ersten Speicherregisters (B) zusammen mit dem im ersten Umlauf bestimmten
Vorzeichen zuführt, daß dies für jedes aufeinanderfolgende Paar von Speicherumläufen so lange
durchgeführt wird, bis durch den Vergleich der an den Ausgängen am Ende eines vollständigen
Zählumlaufs vorliegende Digitalwert gleich den Inhalten des Eintritts-Registers (12) ist.
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