DE1798023C3 - Numerische Lageregeleinrichtung - Google Patents

Description

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Aufgabe zugrunde, eine Lageregeleinrichtung mit vorauseilt, ist das Ausgangssignal des Vergleichers einem Lageregister zu schaffen, das derart einstellbar negativ, wohingegen es positiv ist, wenn die SoIl- srt, daß es dem Lageistwert folgt, wenn der Regel- wertschwingung der Istwertschwingung in der Pha-

kreis unterbrochen ist senlage nacheilt. Das Ausgangssignal des Verglei-

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgab; dadurch 5 chers wird einem Stellmotor 20 zugeführt, der die gelöst, daß die Regeleinrichtung eine Machstellvor- Maschine in diejenige Richtung bewegt, in der die richtung enthält, die auf die Regelabweichung bei Phasendifferenz zwischen der Sollwertschwingung

Unterbrechung des Regelkreises derart anspricht, daß und der Istwertschwingung beseitigt wird. Der Ver-

sie das Absolutlageregister so nachstellt, daß dieses gleicher 18, der Stellmotor 20, die Maschine 22 und

den Lageistwert genau anzeigt, wobei die Nächste!!- ₁₀ der Lageistwertsignalgeber (26, 24, 16) werden im

vorrichtung cha Sollwertsignalgeber derart korrigiert, folgenden auch insgesamt als Regelkreis 35 be-

daß die Regelabweichung zu Null wird. zeichnet.

Bei dieser Ausbildung der Lageregeleinrichtung ist Die soweit beschriebene Einrichtung regelt die Bewährend einer Regelkreisunterbrechung eine Ver- wegung einer Maschine, eines Maschinenwerkzeugs Schiebung der Regelstrecke möglich, ohne das die ₁₅ oder Maschinentisches in Richtung einer einzigen Sollwerte bestimmende Programm ändern zu müssen, Achse, doch läßt sich auch durch einfache Verdoppz. B. um bei einer Werkzeugmaschine das Werkstück lung bestimmter Teile eine Einrichtung schaffen, die an einer anderen Stelle des Tisches einzuspannen. in der Lage ist, die Maschine 22 in Richtung mehre-

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- rer Achsen zu regeln,

ansprüchen gekennzeichnet. ₂₀ Eine Nachstellvorrichtung 14, auch »Steuerung-

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden zum-auf-den-neuesten-Stand-bringen« (update con-

im folgenden anhand der Figuren eines Ausführungs- trol) genannt, gibt Steuersignale über eine Leitung

beispiels näher beschrieben. 36 ab, wenn der Regelkreis 35 unterbrochen ist.

Die F i g. 1 und 2 zeigen Blockschaltbilder der Diese Steuersignale bewirken, daß das Absolutlageerfindungsgemäßen Lageregeleinrichtung. register 12 und der Phasenzähler 10 auf den neuesten

In F i g. 1 bezeichnet 22 als Regelstrecke die zu Stand gebracht werden und der wahren Bewegung

regelnde Maschine, das Maschinenwerkzeug oder den und Lage der Maschine 22 folgen. Dadurch zeigt das

Maschinentisch und die Befehlssignale werden über Register 12 die Lage der Maschine ständig richtig

einen Anschluß 28 aus einer nicht gezeigten Befehls- numerisch an.

signalquelle zugeführt. Die über den Anschluß 28 Eine bevorzugte, spezielle Ausführung der Erfin-

eingegebenen Befehle werden einem Absolutlageregi- dung ist in Fig. 2 dargestellt. Diese bevorzugte Aus-

ster 12 und einem Phasenzähler (Sollwertsignalgeber) führung wird unter Bezug auf bestimmte spezielle

10 jeweils über Leitungen 30 und 32 zugeführt. Das Taktfolgen, Taktfrequenzen, Strecken und andere

Absolutlageregister 12 nimmt die eingegebenen Be- Einzelheiten beschrieben, die nur als Beispiel angege-

fehle auf und zeigt die gewünschte Maschinenlage ben sind.

numerisch an. Der Phasenzähler 10 liefert eine pha- ³⁵ In F i g. 2 werden übliche Symbole zur Darstellung

sengesteuerte Schwingung. Das Ausgangssignal des digitaler logischer Schaltglieder verwendet. So be-

Phasenzählers 10 ist eine den Sollwert darstellende zeichnet beispielsweise 88 das Symbol eines Inver-

Schwingung und wird einem Eingang eines Verglei- ters, der auch NICHT-Glied oder Umkehrstufe ge-

chers 18 zugeführt. nannt wird. Ein Inverter bewirkt die logische Um-

Eine Quelle 26 gibt eine sinusförmige Schwingung ⁴° kehrung seines Eingangssignals. Man kann also

mit einer Frequenz ab, die gleich der Frequenz der sagen, daß, wenn das Eingangssignal des Inverters

Sollwertschwingung ist und einem herkömmlichen »vorhanden« ist, sein Ausgangssignal »nicht vorhan-

Wellenformer 16 über einen Lageistwertumformer den« ist, oder umgekehrt. Ein anderes typisches

24, z. B. einen Resolver, zugeführt wird. Die Stel- Schaltglied ist das UND-Glied 84. Ein UND-Glied

lung des Resolvers wird in Abhängigkeit von der ⁴⁵ gibt nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn an allen

Lage der Maschine über eine mechanische Verbin- seinen Eingängen Signale vorhanden sind,

dung 34 gesteuert. Die Folge davon ist, daß der Mit 82 ist ein anderes Schaltglied, nämlich eine bi-

Lageistwertumfonner 24 bewirkt, daß die dem WeI- stabile Kippschaltung, auch Flipflop genannt, be-

lenformer 10 zugeführte Schwingung eine Phasen- zeichnet. Dies ist ein Schaltglied, das in der Lage

lage hat, die von der Lage der Maschine 22 abhängt. ⁵° ist, bei Zuführung eines ersten Eingangssignals, z. B.

Bei dem Wellenformer 16 kann es sich um einen an seinem Setzeingang »S«, einen ersten stabilen Zu-

Rechteckwellenformer handeln, der eine Rechteck- stand einzunehmen und so lange in diesem Zustand

schwingung abgibt, deren Frequenz gleich der Fre- zu bleiben, bis seinem Rücksetzeingang »R« ein Si-

quenz der Sollwertschwingung 1st und deren Phasen- gnal zugeführt wird. Es bleibt dann so lange in die-

lage von der Lage der Maschine 22 abhängt. Die 55 sem zurückgesetzten Zustand, bis dem Setzeingang

Rechteckschwingung, bei der es sich um die Lageist- erneut ein Signal zugeführt wird. Im »gesetzten«

wertschwingung handelt, wird dem zweiten Eingang Zustand gibt die bistabile Kippschaltung ständig an

des Vergleichers 18 zurückgeführt. Die Vorrichtungen ihrem »Setzausgang« (gegenüber dem Setzeingang)

26, 24 und 16 werden im folgenden auch insgesamt ein Signal ab. Im »zurückgesetzten« Zustand kann

als Lageistwertsignalgeber bezeichnet. ^5o die bistabile Kippschaltung ebenfalls ständig ein Aus-

Bei dem Vergleicher 18 handelt es sich um eine gangssignal an ihrem »Rücksetzausgang« abgeben.

Schaltung, die die Phasendifferenz zwischen den bei- Bei diesen bistabilen Kippschaltungen wird der

den Eingangsschwingungen feststellt und einen Strom Rücksetzausgang jedoch nicht verwendet, weswegen

oder eine Spannung erzeugt, der bzw. die dieser er aurh nicht dargestellt ist. Mit 74 ist eine andere

Phasendifferenz proportional ist und eine von der 65 Art Schaltglied bezeichnet. Dies ist ein sogenanntes

relativen Phasenlage der beiden Schwingungen ab- ODER-Glied, das immer dann ein Ausgangssignal

hängige Polarität hat. Wenn beispielsweise die Soll- abgibt, wenn an irgendeinem, mehreren oder allen

wertschwingung der Istwertschwingung in der Phase seiner Eingänge ein Signal vorhanden ist.

Links unlen in F i g. 2 ist ein Taktimpulsgeber 40 und ein Frequenzteiler 42 gezeigt. Der Taktimpulsgeber 40 gibt die Taktimpulse, die mit Cl bezeichnet sind, mit einer Folgefrequenz von 250 000 Hertz ab Eine zweite Impulsfolge RC 4 mit einer Impulsfolgefrequtu,; von 5C000 Hertz läßt sich dadurch erzeugen, daß die Impulsfolge Cl dem Eingang des Frequenzteilers 42 zugeführt wird, bei dem es sich um einen Zähler handeln kann, der die Frequenz in Verhältnis von 1 : 5 untersetzt.

Unter normalen Verhältnissen, wenn der Regelkreis 35 geschlossen (nicht unterbrochen) ist, erhält die Einrichtung Befehle (oder Sollwerte) aus einer externen Programmquelle, deren Programm entsprechend der gewünschten Bewegung der Maschine aufgestellt ist. Die Befehle erscheinen als Signale an den Eingängen 28' und 28" von ODER-Gliedern 72 und 74. Ein Befehlssignal »normal vorwärts« erscheint am Eingang 28' des ODER-Gliedes 72 in Form einer Spannung und ein Befehlssignal »normal rückwärts« erscheint am Eingang 28" des ODER-Gliedes 74 ebenfalls in Form einer Spannung. Diese Spannungen erscheinen nicht gleichzeitig.

Wenn ein Befehlssignal »normal vorwärts« am Eingang 28' des ODER-Gliedes 72 erscheint, wird es über dieses ODER-Glied 72 weiter zu einem Eingang eines UND-Gliedes 68 geleitet. Das andere Eingangssignal des UND-Gliedes 68 wird durch Taktimpulse Cl des Taktimpulsgebers 40 gebildet. Der erste nach dem Befehlssignal »normal vorwärts« auftretende Taktimpuls setzt ein Vorwärtszählflipflop 64 und bewirkt ein Ausgangssignal y>CU« (count up = zähle vorwärts), das dem ersten Eingang des Absolutlaeeregisters 12 und dem ersten Eingang jedes der Schaltglieder 54 und 52 (und damit dem Phasenzähler 10) zugeführt wird. So lange wie das Befehlssignal »normal vorwärts« vorhanden ist, ist das Ausgangssignal eines Inverters 70 nicht vorhanden, wodurch verhindert wird, daß das Vorwärtszählflipflop 64 zurückgesetzt wird. Sobald das Befehlssignal »normal vorwärts« entfernt wird, ist das Ausgangssignal des Inverters 70 vorhanden, so daß der nächste Impuls RC 4, der mit dem Ausgangssignal des Inverters 70 zusammenfällt, das Vorwärtszählflipflop 64 über ein UND-Glied 66 zurücksetzt.

Das Vorhandensein eines Befehlssignals »normal rückwärts« am Eingang 28" des ODER-Gliedes 74 bewirkt, daß dieses ODER-Glied 74 ein Ausgangssignal abgibt, das dem ersten Eingang eines UND-Gliedes 60 zugeführt wird. Dem zweiten Eingang dieses UND-Gliedes 60 werden die Taktimpulse C1 zugeführt. Sowie der erste Taktimpuls Cl nach dem Auftreten des Befehlssignals »normal rückwärts« auftritt, wird ein Rückwärtszählflipflop 56 gesetzt, das daraufhin ein Ausgangssignal CD (count down = zähle rückwärts) abgibt. Das Rückwärtszählflipflop 56 bleibt so lange gesetzt, bis das Befehlssignal »normal rückwärts« am Eingang 28" entfernt wird und ein Impuls RC 4 auftritt, wodurch das Flipflop 56 über einen Inverter 62 und ein UND-Glied 58 zurückgesetzt wird. Das Ausgangssignal CD wird dem zweiten Eingang des Absolutlageregisters 12 zugeführt Das Ausgangssignal CD wird auch einem Eingang des ODER-Gliedes 52 (als weiteres Eingangssignal des Phasenzählers 10) zugeführt. Bei dem Absolutlageregister 12 handelt es sich um einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler, der die Impulse ÄC4 aufsummiert und vorwärtszählt, wenn das Signal CU am ersten Eingang vorhanden ist, und rückwärts-

zählt, wenn das Signal CD am zweiten Eingang vorh" idcn ist. Wenn an keinem dieser Eingänge ein Si gnal vorhanden ist, dann wird keiner der Impulse RC 4 vom Absolutlageregisier gezählt. Das Ausgangssignal des Registers 12 ist ein Maß oder eine Anzeige für die gewünschte Augenblickslage der Maschine 22.

Der Phasenzähler oder Sollwertsignalgeber 10 enthält neben dem UND-Glied 54 und dem ODER-Glied 52 ein UND-Glied 50, einen Inverter 46, UND-Glieder 44 und 48 sowie drei Dekadenzähler 10 a, 10 & und 10 c. Über einen Anschluß Cl' werden die Takt'mpuise vom Taktimpulsgeber 40 mit der Frequenz von 250 Kilohertz zugeführt. Die drei Dekadenzähler 10a, löü und 10c untersetzen diese Eingangsaequenz nacheinander um den Faktor 10, so daß sich am Ausgang ein Signal WCSOO in Rechteckform mit einer Frequenz von 250 Hertz ergibt. Dieses Ausgangssignal wird normalerweise im Vergleieher 18 mit den Lageistwertsignalen WS verglichen, die über den Wellenformer 16 zurückgeführt werden. Die Taktimpulse Cl werden der ersten Stufe des Dekadenzählers 10 a über den Anschluß Cl' und das UND-Glied 44 zugeführt, so daß der Phasenzähler 10 das Signal i?C500 abgibt. Bei NichtVorhandensein der Signale CU oder CD werden die Taktimpulse Cl vom Ausgangssignal des Inverters 46 über das UND-Glied 44 durchgeschaltet.

Die Maschinenbewegung wird durch Ändern der Phasenlage der Vorderflanke von ÄC500 hervorgerufen, und diese Änderung wird wiederum durch Subtrahieren von Impulsen von der Taktimpulswellenform oder Addieren von Impulsen zur Taktimpulswellenform bewirkt. Das Vorwärtszählsignal CU addiert Impulse und das Rückwärtszählsignal CD subtrahiert Impulse.

Das Signal CU wird vom ODER-Glied 52 durchgeschaltet und dem oberen Eingang des UND-Gliedes 50 zugeführt. Dem unteren Eingang des UND-Gliedes 50 werden die Impulse RC 4 zugeführt.

Jedesmal, wenn also ein Impuls RC4 auftritt, erscheint am Ausgang des UND-Gliedes 50 ein Signal mit der Bedeutung »keine Zählung«, das dem Inverter 46 zugeführt wird, so daß das UND-Glied 44 gesperrt wird. Der in diesem Augenblick auftretende Taktimpuls C1 wird also nicht vom UND-Glied 44 durchgeschaltet, so daß auch die erste Stufe des Dekadenzählers 10 a nicht ausgelöst wird. Die Signale CU und RC 4 werden aber auch dem UND-Glied 54 zugeführt, dessen Ausgangssignal die Bedeutung »Doppelzählung« hat und zusammen mit den Taktimpulsen Cl einem weiteren UND-Glied 48 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 48 führt der zweiten Stufe (B) des Dekadenzählers 10 a ein Zähisignal zu. Da es sich bei der Stufe (B) um die zweite Stufe eines Binärzählers handelt, ist die Zuführung eines Zählsignals zu dieser Stufe gleichbedeutend mit der Zuführung von zwei Zählimpulsen zur ersten Stufe (A). Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird der zweiten Stufe (B) beim Auftreten jedes Impulses RC 4, während der ersten Stufe (A) kein Impuls C1 zugeführt wird, das Äquivalent von zwei Impulsen anstelle eines Impulses zugeführt, was einem zusätzlichen Impuls bei jedem fünften Taktimpuls C1 gleichkommt. Dies hat dieselbe Wirkung, wie wenn der Taktimpulsfolge während der Dauer des Befehlssignals »normal vorwärts« Impulse mit einer Folgefrequenz von 50000 Impulsen pro Sekunde hinzuaddiert werden. Dadurch wird bewirkt,

daß die Vorderflanke von RCSQO zeitlich vorverschoben wird, so daß der Vergleicher 18 ein Fehlersignal abgibt, das der Regelabweichung proportional ist und den Stellmotor 20 derart steuert, daß die Maschine 22 in Vorwärtsrichtung bewegt wird.

Das Auftreten jedes Impulses RC 4 hat zur Folge, daß am Ausgang des UND-Gliedes SO das Signal »keine Zählung« erscheint, das das UND-Glied 44 über den Inverter 46 und damit die Taktimpulse C1 sperrt. Wenn das UND-Glied 44 gesperrt ist, ist auch das UND-Glied 48 gesperrt, so daß die Logik praktisch Taktimpulse von der ersten Stufe des Dekadenzählers 10 a mit einer Folgefrequenz von 50 000 Hertz subtrahiert. Die Subtraktion von Impulsen hat eine Phasennacheilung der Schwingung RC 500 zur Folge, so daß der Vergleicher 18 ein Fehlersignal abgibt, das den Stellmotor 20 veranlaßt, die Maschine so lange rückwärts zu bewegen, bis die Istwertschwingung WS die gleiche Phasenlage wie die Sollwertschwingung RC 500 hat. Bei dieser speziellen Ausführung kann die Maschine durch die Addition oder Subtraktion jedes Impulses C1 (mit einem RC 4-Impulsabstand) um ein Weginkrement von beispielsweise 0,00254 Millimeter weiterbewegt werden.

Die Möglichkeit der Unterbrechung des Regelkreises 35 ist schematisch durch einen mit Anschlüssen 37 a und 37 b versehenen Schalter 37 angedeutet. Wenn der Regelkreis 35 am Anschluß 37 a unterbrochen ist, bewirkt eine mechanische Verbindung zwischen dem Schalter 37 und einem Schaltsignalgenerator 80, daß der Schaltsignalgenerator 80 ein Signal über einen Anschluß 80' abgibt, das mit »gestatte Betrieb« bezeichnet ist und zum Einschalten der Nachstellschaltung über UND-Glieder 76 und 78 verwendet wird. Während dieser Unterbrechung wird der Inhalt des Absolutlageregisters 12 so eingestellt, daß er die Lage der Maschine genau wiedergibt, während der Phasenzähler so gesteuert wird, daß die Phasendifferenz zwischen RC 500 und WS (das vom Resolver über den Wellenformer 16 abgegebene Istwertsignal) praktisch Null ist

Wenn im Falle einer Unterbrechung des Regelkreises keine Phasenverschiebung zwischen RC 500 und WS vorliegt, bleibt dieser Zustand so lange erhalten, bis die Maschine bewegt wird, z. B. durch Steuerung der Maschine von Hand. Sobald die Maschine bewegt wird, wird die Schwingung WS hinsichtlich ihrer Phasenlage entsprechend der Richtung der Maschinenbewegung verschoben. Wenn die Maschine von Hand vorwärts gesteuert wird, eilt die Vorderflanke der Schwingung WS der Vorderflanke der Schwingung RC 500 voraus.

Die Schwingung WS wird einem Eingang eines UND-Gliedes 94 über eine Leitung 98 zugeführt. Die Schwingung RC 500 wird einem üingang eines UND-Gliedes 92 über eine Leitung 100 und über einen Inverter 96 dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 94 zugeführt Die Ausgänge der UND-Glieder 94 und 92 sind jeweils an den Setz- und Rücksetzeingang eines ZCCZ-Flipflops 90 (ZCU = zero count up), ein Flipflop, das bestimmt, wann von Null an aufwärts gezählt werden soll, zugeführt. Während der Zeiten, in denen WS und RC 500 nicht vorhanden sind (also während der Dauer der Lücken zwischen den Impulsen) ist das UND-Glied 94 gesperrt.

Sowie die Vorderflanke von WS erscheint, also WS ansteigt, wird das UND-Glied 94 durchgeschaltet und dadurch das ZCü-Flipflop 90 gesetzt Das ZCU-Flipflop 90 bleibt so lange gesetzt, bis der erste Taktimpuls Cl nach der Vorderflanke von RCSQO am Eingang des UND-Gliedes 92 auftritt. Das Ausgangssignal ZCU ist also ein Impuls, dessen Dauer proportional der Phasendifferenz zwischen WS und RC 500 und dessen Rückflanke mit den Taktimpulsen synchronisiert ist. Wenn RC 500 der Schwingung WS vorauseilt, wird das ZCl/-Flipflop 90 nicht gesetzt, weil das UND-Glied 94 niemals durchgeschaltet wird.

Das Ausgangssignal ZCU des Flipflops 90 wird dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 72 über ein UND-Glied 78 zugeführt, wenn das UND-Glied 78 durch das über die Leitung 80' zugeführte Signal »gestatte Betrieb«, das immer nur dann vorhanden äst, wenn der Regelkreis unterbrochen ist, durchgeschaltet ist. Wenn das Ausgangssignal ZCU über das ODER-Glied 72 durchgeschaltet ist, ändert es die Einstellung des Registers 12 und das Ausgangssignal des Zählers 10 in der gleichen Weise wie ein Befehls-

_ao signal »normal vorwärts«, bis die Phasendifferenz zwischen den Signalen RC 500 und WS beseitigt ist.

Wenn die Maschine rückwärts bewegt wird, so daß die Schwingung WS der Schwingung RC 500 in der Phase nacheilt, sind die folgenden Schaltglieder betätigbar. Die Schwingung WS wird dem einen Eingang eines das Rücksetzen eines ZCD-Flipflops 82 steuernden UND-Gliedes 86 über die Leitung 98 zugeführt, während dem anderen Eingang dieses UND-Gliedes 86 die Taktimpulse Cl zugeführt werden. Die Schwingung WS wird auch dem einen Eingang eines das Rücksetzen dieses ZCD-Flipflop 82 auslösenden UND-Gliedes 84 über einen Inverter 88 zugeführt. Das andere Eingangssignal des UND-Gliedes 84 ist die Schwingung RC 500. Während der Zeit, in der WS und RC 500 beide nicht vorhanden

sind (also in den Lücken zwischen den Impulsen), ist das Eingangssignal WS des UND-Gliedes 84 vorhanden und das Eingangssignal RC 500 des UND-Gliedes 84 nicht. Das ZCD-Flipflop 82 (ZCD = zero count down), ein Flipflop, das bestimmt, wann von

Null an rückwärts gezählt werden soll, ist zurückgesetzt. Sobald die Vorderflanke von RC 500 auftritt, also das Eingangssignal des UND-Gliedes 84 ansteigt und damit vorhanden ist, wird das ZCD-Flipflop 82 gesetzt. Im gesetzten Zustand gibt das ZCD-

Flipflop 82 ein Ausgangssignal ZCD ab. Das Flipflop 82 bleibt so lange gesetzt, bis der erste Taktimpuls nach der Vorderflanke von WS auftritt. In diesem Augenblick wird das UND-Glied 86 vom Eingangssignal WS und dem Taktimpuls C1 durchgeschaltet,

so daß das Flipflop 82 zurückgesetzt wird. Daraufhin gibt das Flipflop 82 das Ausgangssignal ZCD in Form eines Durchschaltimpulses mit einer Dauer ab, die gleich dem Abstand zwischen der Vorderflanke von RC 500 und der Vorderflanke von WS ist.

Das Ausgangssignal ZCD wird über das UND-Glied 76, da dieses während der Zeit, in der der Regelkreis unterbrochen ist, durchgeschaltet ist, und über das ODER-Glied 74 weitergeleitet Wenn das Signal ZCD das ODER-Glied 74 durchlaufen hat,

stellt es das Absolutlageregister 12 und den Phasenzähler 10 in derselben Weise wie das Befehlssignal »normal rückwärts« so lange nach, bis die Phasendifferenz zwischen den Signalen RC 500 und WS beseitigt ist. Wenn die Schwingung RC 500 der Schwingung WS nacheilt oder mit dieser in Phase ist, wird das ZCD-Flipflop 82 nicht gesetzt, so daß es auch nicht das Signal ZCD abgibt
Wenn der Regelkreis wieder geschlossen ist gibt

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das Absolutlageregister 12 genau die Lage der Ma- durch Steuerung von Hand oder durch eine andere

schine wieder, und die Schwingungen ÄC500 und automatische Steuerung neu eingestellt werden, be-

WS sind in Phase. vor der Regelkreis wieder geschlossen wird. Dies

Die Nachstellvorrichtung 14 ist auch dann erfor- kann geschehen, um eine spezielle Abänderung des derlich, wenn die Maschine im Falle einer Unterbre- 5 Programms zu erzielen, das durch über die Leitungen chung des Regelkreises nicht bewegt wird. So sei bei- 28' und 28" zugeführte Befehle vorgegeben wird, spielsweise angenommen, daß die Vorrichtung in Dementsprechend kann die Maschine in Abhängig-Abhängigkeit von Normalbefehlen betrieben und der keit von dieser Information genau von Hand geRegelkreis plötzlich geöffnet wird, bevor der letzte steuert werden. Ferner kann die im Register 12 entBefehl vollständig ausgeführt ist. Das Absolutlage- io haltene Information über die Maschinenlage ständig register registriert dtnn nicht den Istwert der Ma- während des Handbetriebs überwacht und aufgeschinenlage. Ferner sind auch die Schwingungen zeichnet werden, um das Programm für einen späte- RCSOO und WS phasenverschoben, da der Phasen- ren automatischen Betrieb aufzustellen. Außerdem zähler 10 Zeit hatte, auf den letzten Befehl zu reagie- kann eine Rückverbindung vom Register 12 zur ren, dagegen die Maschine 22 und der Resolver 24 15 (nicht gezeigten) Hauptprogrammsteuerung der Manicht. Die Nachstellvorrichtung reagiert dann auf die schine vorgesehen sein. Wenn also zur Fortsetzung Phasendifferenz zwischen RC 500 und WS in der der Regelung der Regelkreis beim Schalter 37 wieder beschriebenen Weise derart, daß sie das Absolut- geschlossen wird, kann die neue Maschinenlage, die lageregister 12 auf den neuesten Stand bringt, so daß im Register 12 registriert ist und der Hauptproes die richtige Lage der Maschine registriert und die ao grammsteuerung zugeführt wird, dazu verwendet Phase von RC 500 so verschoben wird, daß sie mit werden, die Hauptprogrammsteuerung zu veranlasder Phase von WS übereinstimmt. sen, über die Anschlüsse 28' und 28" Korrektur-

Der Regelkreis kann an der Stelle des Schalters signale zuzuführen, die bewirken, daß die Maschinen-

37 aus den verschiedensten Gründen unterbrochen lage in Übereinstimmung mit dem Hauptprogramm

werden. So kann die Maschine 22 beispielsweise 25 gebracht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

gang (CV) des Taktimpulsgebers (40) an die gePatentansprüche: sperrten und nicht gesperrten Eingänge angeschlossen ist, eine Logikvorrichtung (52, 50, 46,

1. Numerische Lageregeleinrichtung mit einem 54), der einer der Schaltimpulse zugeführt wird, Sollwertsignalgeber, der auf ihm zugeführte Be- 5 um den normalerweise nicht gesperrten Eingang fehlssignale anspricht und ein Sollwertsignal er- zu sperren und den normalerweise gesperrten Einzeugt, das sich in Abhängigkeit von Befehlssigna- gang freizugeben, und zwar mit einer Frequenz, len ändert, und mit einem Regelkreis, der den die von der Impulsfolgefrequenz der Ausgangs-Vergleicher, den Stellmotor, die Regelstrecke (das impulse (RC 4) des Impulsgenerators (42) beist diejenige Vorrichtung, deren Lage geregelt wer- io stimmt wird, und eine Logikvorrichtung (52, 50, den soll) und den Lageistwertsignalgeber enthält, 46) enthält, der die anderen Schaltimpulse zugesowie mit einem Absolutlageregister, dem die Be- führt werden, um den normalerweise nicht gefehlssignale zugeführt werden und das den Lage- sperrten Eingang mit einer Frequenz zu sperren, sollwert registriert, dadurch gekennzeich- die von der Impulsfolgefrequenz der Ausgangsnet, daß die Regeleinrichtung eine Nachstellvor- i₅ impulse (RC4) des Impulsgenerators (42) abrichiung (14) enthält, die auf die Regelabwei- hängt

chung bei Unterbrechung des Regelkreises (35)
derart anspricht, daß sie das Absolutlageregister

(12) so nachstellt, daß dieses den Lageistwert ge-

nau anzeigt, wobei die Nachstellvorrichtung (14) ao
den Sollwertsignalgeber (10) derart korrigiert,
daß die Regelabweichung zu Null wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Die Erfindung betrifft eine numerische Lageregelkennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung (14) einrichtung mit einem Sollwertsignalgeber, der auf einen ersten Phasendetektor (90), der auf einen 25 ihm zugeführte Befehlsssignale anspricht und ein Zustand anspricht, in dem das Sollwertsignal dem Sollwertsignal erzeugt, das sich in Abhängigkeit von Istwertsignal in der Phase nacheilt, und einen Befehlssignalen ändert, und mit einem Regelkreis, ersten Schaltimpuls (ZCU) erzeugt, dessen Dauer der den Ver^leicher, den Stellmotor, die Regelstrecke von dem Betrag der Phasennacheilung abhängt, (das ist diejenige Vorrichtung, deren Lage geregelt und einen zweiten Phasendetektor (82) enthält, 30 werden soll) und den Lageistwertsignalgeber enthält, der auf einen Zustand anspricht, in dem das Soll- sowie mit einem Absolutlageregister, dem die Bewertsignal dem Istwertsignal in der Phasenlage fehlssignale zugeführt werden und das den Lagesollvorauseilt, und einen zweiten Schaltimpuls (ZCD) wert registriert.

erzeugt, dessen Dauer vom Betrag der Phasen- Derartige Lageregeleinrichtungen sind besonders

voreilung abhängt. 35 zur Regelung der Bewegungen von Werkzeugmaschi-

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- nen geeignet.

kennzeichnet, daß das Absolutlageregister (12) Das Absolutlageregister ist also ein Register oder

ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler ist und die Re- Indikator, das oder, der ständig den Lagesollwert der

geleinrichtung ferner eine Logikvorrichtung (78, zu regelnden Maschine oder Vorrichtung, d. h. der

72,68,64), die auf den ersten Schaltimpals (ZCU) 40 Regelstrecke, registriert bzw. anzeigt. Die Befehls-

anspricht und bewirkt, daß der Vorwärts-Rück- signale kommen aus einer automatischen Programm-

wärts-Zähler (12) während der Dauer des ersten quelle. Der Regelkreis ist ein Nachlauf-Regelkreis,

Schaltimpulses (ZCU) in eine erste Richtung der auf die eingegebenen Befehlssignale anspricht und

zählt, und eine Logikvorrichtung (76, 74, 60, 56) bewirkt, daß die Maschine genau auf den Lagesoll-

enthält, die auf den zweiten Schaltimpuls (ZCD) 45 wert hinbewegt wird, wobei der Lageistwert und der

anspricht und bewirkt, daß der Vorwärts-Rück- Lagesollwert ständig miteinander im Vergleicher ver-

wärts-Zähler (12) für die Dauer des zweiten glichen werden und die Bewegung so lange fortge-

Schaltimpulses in entgegengesetzter Richtung setzt wird, bis der Lagesollwert erreicht ist.

zählt. Wenn der Regelkreis bei derartigen Lageregelein-

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- 50 richtungen aus irgendeinem Grunde unterbrochen durch gekennzeichnet, daß sie einen Taktimpuls- (abgetrennt oder abgeschaltet) wird und dann wieder geber (40) und einen in seiner Impulsfolgefre- geschlossen (angeschlossen oder eingeschaltet) wird, quenz steuerbaren Impulsgenerator (42) enthält, ist es schwierig, die Lageregelung wieder dort fortdessen Ausgangsimpulsfolge (RC4) mit den Takt- zusetzen, wo sie unterbrochen wurde. Wenn beispielsimpulsen (Cl) synchronisiert ist und eine Fre- 55 weise die Vorrichtung, deren Lage geregelt werden quenz hat, die nicht größer als die Impulsfolge- soll, von irgendeiner anderen Kraft oder einem Sifrcquenz der Taktimpulse (Cl) ist, daß der Soll- gnal während derjenigen Zeit, in der die Regelung wertsignalgeber (10) einen mehrstufigen Zähler unterbrochen war, bewegt wurde, gibt das Lageregi-(10 a, 1Oi, 10 c) enthält, der eine Rechteck- ster nicht mehr den Lageistwert der Maschine wieschwingung mit einer Frequenz erzeugt, die von 60 der, wenn der Regelkreis wieder geschlossen ist. Bei der Zählerkapazität und der Folgefrequenz der den meisten Prozessen, bei denen numerische Lage-Eingangsimpulse abhängt, und der einen nor- regeleinrichtungen erforderlich sind, ist die Genauigmalerweise nicht gesperrten Eingang (44) an keit ein wesentlicher Faktor, so daß schwerwiegende einer Stufe (A), einen normalerweise gesperrten Fehler bei dem Prozeß auftreten können, weil die Eingang (48) an einer anderen Stuft; (B), der be- 65 Regeleinrichtung nicht mehr in der Lage ist, der Mawirkt, daß der Zähler eine höhere Zahl regi- schinenbewegung in derjenigen Zeit zu folgen, in der striert, als es tier tatsächlichen Anzahl der ihm der Regelkreis unterbrochen ist.

zugeführten Impulse entspricht, wobei der Aus- Der Erfindung liegt daher im wesentlichen die