DE1950355C - Numerische Stetigbahnsteuerung mit je einem Schrittschaltmotor für die X- u. Y-Achse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerische Stetigbahnsteuerung mit je einem Schrittschaltmotor für die X und die Y-Achse, die auf einen Speisungswechsel an ihren Eingangsklemmen hin einen Schritt von konstanter Weite auf ihrer Achse durchführen, mit Mitteln zum Zuführen eines Speisungswechsels zu einem der Motoren nach Empfang eines Impulssignals und Auswahlmitteln, die durch Bestimmung der dafür geeigneten Achse den Speisungswechsel dem Motor zuleiten, durch dessen augenblicklichen Schritt die geringstmögliche Abweichung der tatsächlichen Bewegung von der vorgeschriebenen Bahn erreicht wird.

Eiine derartige Steuerung ist hinsichtlich der Genauigkeit der Bahnführung befriedigend, da die Schrittlänge eines jeden Bewegungsschrittes sehr klein ist und deshalb die Abweichungen von dem angestrebten Bahnverlauf vernachlässigbar sind. Überlegungen ergeben jedoch, daß die Geschwindigkeit entlang des angestrebten Bahnverlaufs dann sehr unterschiedlich ist, wenn die Geschwindigkeit der Einzelschritte kon stant ist. Eine maximale Geschwindigkeit wird dann erreicht, wenn die gewünschte Bahn entlang einer der Achsen verläuft, wohingegen jede Bahnneigung gegen eine der Achsen eine GeschwindigkeitEminderung ent lang der Bahr: bedeutet, die besonders stark ist. wenn

ίο die Bahnrichtung zu den Achsen etwa einen Winkel von 45 * einschließt.

Wird eine derartige Stetigbahnsteuerung etwa bei e'ner Werkzeugmaschine eingesetzt, so kann die maxi mal zulässige Werkzeuggeschwindigkeit nur dann er-

M reicht werden, wenn das Werkzeug entlang einer der Achsen bewegt wird, wohingegen auf allen Bahnab schnitten, die gegenüber den Achsen angestellt sind, die maximal zulässige Werkzeuggeschwindigkeit nicht ausgenutzt werden kann

Dieser Nachteil wurde bereits erkannt und Abhilft zu schaffen versucht, die jedoch nur zu relativ korn plizierten, aufwendigen und auch störanfälligen Ana iogsteuerungen geführt haben, bei denen die Bahnbe wegung des Werkzeuges durch gleichzeitige Betäti

5 gung des Antriebs auf den beiden Achsen und gegebe

nenfalls mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten vor genommen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine numerische Ste tigbahnsteuerung eingangs genannter Art dahinge hend durch einfache Mittel, die auch zuverlässig ar beiten, zu verbessern, daß die Geschwindigkeit des entlang der angestrebten Bahn bewegten Teils prak tisch stets gleich ist, unabhängig davon ob die Bahn entlang einer der Achsen verläuft oder mit diesen 5 einen Winkel einschließt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsge maß durch eine Oszillatorgruppe zur Erzeugung meh rerer verschiedener Impulsfrequenzen, die über Steuer eingänge steuerbar sind, für die Speisungswechsel der Motoren, eine logische Auswahlschaltung, die mit ihren Ausgängen mit den Steuereingängen der Oszilla torgruppe verbunden ist. die Richtungen des augenblicklichen, des vorangegangenen und des nachfolgen den Bahnschrittes feststellt und die Oszillatorgruppc so steuert, daß dem Motor für den augenblicklichen Bewegungsschritt ein durch die niedrigste Impulsfrequenz gesteuerter Speisungswechsel zugeführt wird, wenn derselbe Motor bereits den vorangegangenen Speisungswechsel erhielt, ein durch eine mittlere Impulsfrequenz gesteuerter Speisungswechsel zugeführt wird, wenn der andere Motor der Empfänger des vorangegangenen und des nachfolgenden ■Speisungswechsels ist, und ein durch eine hohe Impulsfrequenz gesteuerter Speisungswechsel zugeführt wird, wenn der-5 selbe Motor auch den nachfolgenden Speisungswechsei erhält, der vorangegangene Speisungswechsel aber dem anderen Motor zugeführt wurde.

Vorteilhaft wird das Verhältnis der Impulsfrequenzen 1:1, 4:2 gewählt, und ein Aufwand sparender Schaltungsaufbau kann dadurch erreicht werden, daß die Oszillatorgruppe durch einen über die Steuereingänge auf drei verschiedene Ausgangsfrequenzen steuerbarer Oszillator gebildet ist.

Obgleich die Zahl der verschiedenen Frequenzen 5 größer sein kann, wird mit der ausreichenden Genauigkeit im allgemeinen eine Steuerung gewählt, bei der die Zahl der Impulsfolgefrequenzen jedoch der Einfachheit halber auf drei festgelegt ist. Die eine

Pulsfolgefrequenz wird als Normalgeschwindigkeitsfrequenz bezeichnet und ist diejenige, die auch die bekannten Systeme haben, bei denen die maximale Geschwindigkeit des Werkzeugs bei der Bewegung entlang der Achsen erreicht wird. Wenn die Normalgeschwindigkeitsfrequenz mit dem Wert 1 bezeichnet wird, können die anderen Geschwindigkeitsfrequenzen des Oszillators jedes beliebige Vielfache sein, wobei die beiden Vielfachen von 1,4 und 2 besonders vorteilhaft sind. Die übrigen Geschwindigkeiten liegen ι ο also holier als die Normalgeschwindigkeit und sind im wesentlichen das \ 2-fache der Normalgeschwindigkeit und das Doppelte der Normalgeschwindigkeit. Die Verwendung höherer Geschwindigkeitswerte vermindert die für jeden Schritt benötigte Zeit um den π Reziprokwert des Vielfachen, so also bei der doppelten Nonn/ügeschwindigkeitsfrequenz auf die Hälfte lind bei der 1,4 fachen Normalgeschwindigkeitsfre tjuenz auf etwa das 0,7fache der Zeit bei der Normal (leschwindigkeitsfrequenz. 2 ti

Die Krfindung wird nun bei dem in ;ier oben ge nannten Anmeldung beschriebenen Sy^ten¹ verwen (let. in welchem die Achse und die Richtung jedes ein 7elnen Schrittes der Schrittfolge vorherbestimmt ist. Mit der Erfindung wird zusätzlich für jeden Schritt is die lmpalsfolgefrequenz vorherbestimmt, mit der der Schritt durchgeführt werden soll, damit der Weg mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit durchlaufen wird. Nach dieser Festlegung gibt nun der Os7^;Ua tor den Impuls für den Schritt mit einer Pulsfol^efre quen2 ab, die aus den drei zur Verfugung stehenden Werten ausgewählt worden ist Verläuft der Weg gerade in der Richtung dner der Achsen, so wird die Normalgeschwindigkeitsfrequenz gewählt, bei einer Richtung des Bewegungsschrittes von etwa 45 Grad zu den Achsen die Frequenz für die 1,4 fache Nor malgesch 'indigkeit, wobei dann zwei Schritte durchgeführt werden, für die eine Zeit benötigt wird, die im wesentlichen gleich der Zeit ist, die für diesen Teil des Weges bei der Normalgeschwindigkeit benötigt to wird. Die Frequenz für die doppelte Geschwindigkeit wird dann verwendet, wenn der Teil des Weges ungefähr einen Winkel von 30 Grad mit einer Achse einschließt. Auf diese Weise wird für die gesamte Zeit, die für die Schritte entlang der X- und der Y-Achse 4s benötigt wird, eine Zeitspanne zum Durchlaufen des Weges erforderlich, die um etwa plus/minus 1 bis 2 Prozent von der Zeitspanne abweicht, die benötigt wird, wenn der Weg genau entlang einer Achse verlaufen würde und dieser Weg entlang der Achse dann mit der Norrr.algeschwindigkeit, das heißt also mit der Maximalgeschwindigkeit, durchlaufen wird.

Der Teil des Weges, der für die Bestimmung der Geschwindigkeit eines Schrittes herangezogen wird, ist die Richtung, die der augenblickliche Schritt hat, H die Richtung, die der vorhergehende Schritt hatte und möglicherweise noch die Richtung, die der nächstfolgende Schritt haben wird. Für den Fall, daß der augenblickliche Schritt dieselbe Richtung hat wie der vorhergehende, erhält der augenblickliche Schritt die Normalgeschwindigkeit, da dieses Verhältnis anzeigt, daß der Teil des Weges sich entlang einer der Achsen erstreckt Es wird angenommen, daß alle Schritte auf jeder Achse in derselben Richtung auf der Achse verlaufen, so daß die Achse, auf der der nächstfolgende Schritt durchgeführt wird, ohne Bedeutung ist. Für einen Wegteil, bei dem der letzte Schritt auf der einen Achse lag und der jetzt durchzuführende Schritt auf der anderen, dem dann wieder ein nächster Schritt auf der ersten Achse folgt, wird eine Geschwindigkeit verwendet, die das 1,4 fache der Normalgeschwindigkeit beträgt. Die doppelte Geschwindigkeit wird dann angewendet, wenn der vergangene Schritt auf der einen Achse erfolgte, der jetzige und der folgende jedoch auf der anderen. Bei diesen Ver hältnissen kann der Winkel eines Wegstückes bezüglich einer Achse, welches den augenblicklich durchzuführenden Schritt enthält, bestimmt werden, und die Geschwindigkeit des jetzigen Schrittes wird so ge wählt, daß für den Schritt eine Zeit benötigt wird, daß diese in Verbindung mit den für die übrigen Schritte benötigten Zeitspannen dieselbe Zeit verbraucht wird, als ob der gesamte Weg mit Normalgeschwindigkeit durchlaufen wäre, so daß der gesamte du hiauferie Weg mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit durchlauf wird, unabhängig da von. welchen Winkel er mit α<π Achsen einschließt.

Aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels anhand der Zeichnung werden weitere Vorteile und Merkmale offenbar. Es zeigt

^cig. 1 ein teils in Blockschaltbildform wiedergege benes elektrisches Schaltbild für die Geschwindigkeit^ steuerung gemäß der Erfindung, die in das in der zu Beginn genannten Anmeldung beschriebene System eingefügt werden kann;

Fig. 2A bis 2F diagrammartige Darstellungen ver schiedener Wegabschnitte und die Geschwindigkeit, mit welchem der augenblickliche Schritt (N) in jedem Falle durchgeführt wird; und

Fig. 3 ein Diagramm eines geraden Wegteils und seiner Koordinaten, das im Zusammenhang mit einer Aufstehung von Geschwindigkeiten und benötigten Zeitspannen bei verschiedenen Winkeln des Weges erklärt wird.

Das digitale Steuersystem zur Erzielung im wesent liehen konstanter Geschwindigkeit auf jedem geradlinigen Weg ist insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet und enthält einen Motor Il für die X-Achse und einen Motor 12 für die Y-Achse. Die Motoren sind mit einer Steuereinheit 13 verbunden, der über eine Leitung 14 Impulse zugeführt werden. Die Steuereinheit dient zum einen dazu, die Impulse dem einer, oder anderen der beiden Motoren zuzuführen und verwandelt außerdem die Impulse in einen Speisungswechsei an der Ständerwicklung des Motors, für den der jeweilige Impuls bestimmt war. Bei einem jeden Speisungswechsel dreht sich der Motor in einem kleinen Schritt δτ-λ einen bestimmten Winkelbetrag. Die Motoren können mit einem bewegbaren Bett Ι0Λ, etwa dem einer Fräsnütschine, verbunden sein, und die Winkelbewegung kann beispielsweise durch eine Spindel oder eine ähnliche Ubersetzungsvorrichtung in eine Linearbewegung umgesetzt werden, mit der das Bett entlang der jeweiligen, dem Motor zugeordneten Achse bewegt wird.

Die Steuereinheit 13 und die Motoren 11 und 12 bilden einen Teil des numerischen Steuersystems, mit dem eine Relativbewegung entlang eines geradlinigen oder bogenfo. migen Weges abhängig von bestimmten Eingangssteuersignalen erzielt wird, die z.B. auf einem Lochstreifen codiert sein können. Das System nimmt die Informationen auf und erzeugt in einer Weise, die in der eingangs genannten Anmeldung beschrieben ist, Impulse auf der Leitung 14, und außerdem wird bestimmt, bei welchem der Motore der jeweilige Impuls einen Speisungswechsel hervorruft.

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Beim Durchlaufen des Weges ν .rden sämtliche Bewe- und P erforderlich ist. 2 Einheiten, wenn für die Eiu-

gungen entlang der X- und Y-Achse vorgenommen, heit des Normalschrittes der Wert 1 gesetzt wird. Bei

und jeder einzelne Bewegungsschritt erfolgt nachein- dem zurückzulegenden Weg nach Fig. 2C und 2D

ander, so daß der wirklich durchlaufene Weg, hervor- wird vom Beginn 15 des Λ/Schrittes bis zum Ende

gerufen durch die Motoren, ein Weg ist, der aus einer 5 16 des F-Schrittes ein Weg zurückgelegt, der der Ver-

Folge aneinandergereihter Schritte in der X- und bindung dieser beiden Punkte entspricht, wenngleich

Y-Achse besteht. Das System wählt üie Achse aus, der tatsächliche Weg entlang der beiden Achsen ver-

auf der ein Schritt erfolgen soll, indem bestimmt läuft. Die Zeit für den //-Schritt ist 0,7 während die

wird, auf welcher Achse ein Schritt vorgenommen Zeit für den F-Schritt auch 0,7 ist. Es ist nämlich so,

werden muß, um den gewünschten Weg zu kreuzen. 10 daß, wenn der F-Schritt zum neuen /V-Schritt wird

Für jeden Schritt wird eine derartige Bestimmung vor- und der jetzige /V-Schritt.dann P-Schritt ist, ein Wech-

genommen. sei der Achsen beim Übergang des einen Schritts

In den Fig. 2A bis 2F sind Abschnitte von Weg- zum anderen erfolgt, was zur Folge hat, daß der

teilen wiedergegeben, die durch verschiedene Spei- nachfolgende Schritt mit der 1,4 fachen Geschwindig-

sungswechsel an den Motoren erzeugt werden kön- 1$ keit durchgeführt wird. Die Gesamtzeit vom Punkt

nen. Fig. 2A zeigt einen Wegabschnitt, in dem zwei 15 bis zum Erreichen des Punktes 16 beträgt die

einander folgende Schritte auf der X-Achse vorge- Summe von 0,7 + 0,7 = 1,4 Einheiten,

nommen sind, während Fig. 2B einen Wegabschnitt Die Länge des Weges zwischen den Punkten 15

zeigt, der aus zwei aufeinanderfolgenden Schritten und 16 ist aber auch das 1,4 fache eines Normal

auf der Y-Achse zusammengesetzt ist. Der gerade 20 Schrittes, da der Weg die Hypotenuse eines gleich

durchgeführte Schritt, auch /V-Schritt bezeichnet, ist schenkligen rechtwinkeligen Dreiecks mit der Kathe-

durch den Buchstaben N gekennzeichnet, während tenlänge 1 ist. Wird ein Normalschritt in der Zeitein-

der unmittelbar vorhergehende Schritt mit dem Buch- hei; zurückgelegt, dann wird bei der gleichen Ge-

staben P bezeichnet ist. schw;ndigkeit, das heißt also bei Normalgeschwindig-

Die Fig. 2C und 2D zeigen Wegabschnitte, bei 25 keit, die Strecke zwischen den Punkten 15 und 16,

denen der /V-Schritt auf einer Achse vorgenommen die das 1,4 fache des Normalschrittes beträgt, auch

ist, die von der Achse des P-Schrittes abweicht. die 1,4 fache Zeit benötigt, also genau die Zeit, die

Außerdem ist in diesen Figuren der nächstfolgende für den im Winkel verlaufenden Weg von N- und P-

oder F-Schritt gezeigt, wobei die Achse des F-Schrit- Schritt benötigt wird.

tes dieselbe ist wie die des P-Schrittes. In den 30:. Bei der weiteren Bedingung (Fig. 2E und 2F), bei Fig. 2E und 2F Hegt der /V-Schritt ebenfalls auf , der der F-Schritt in derselben Achsrichtung liegt, wie einer Achse, die von derjenigen des P-Schrittes ab- eier /V-Schritt, wird der N- Schritt mit der zweifachen weicht, doch die Achse des F-Schrittes ist dieselbe Normalgeschwindigkeit oder in der halben Zeiteinheit wie die des /V-Schrittes. Bei jedem Wegteil, auch durchgeführt. Wird der F-Schritt dann zum /V-Schritt, einem bogenförmigen, der mit Hilfe des in der an- 35 wird dieser mit Normalgeschwindigkeit durchgeführt fangs genannten Beschreibung beschriebenen Systems (es handelt sich dann um den Fall gemäß Fig. 2A durchlaufen werden soll, sind dieses die einzig mögli- und 2B) und benötigt damit die Zeiteinheit 1. Die chen Bedingungen, die für den ^-Schritt auftreten Summe der beiden Zeitspannen für die zwei Schritte können. Jeder einzelne Schritt innerhalb des gesamten ist 1,5. In Fig. 2E ist der Beginn des P-Schrittes mit Weges kann ein jetziger oder /V-Schritt sein, mit Aus- 40 17 und das Ende des F-Schrittes mit 18 bezeichnet, nähme des ersten Schrittes auf dem gesamten Weg. deren geradlinige Verbindung den Abstand ν 5 oder Es besteht somit nur die Möglichkeit, daß der N- etwa 2,2 Normalschrittlängen hat, zu deren Durchlau-Schritt auf derselben Achse liegt wie der P-Schritt fen mit Normalgeschwindigkeit die 2,2 fache Zeiteinoder auf der anderen. Liegt er nicht auf derselben heit benötigt wird. Der P-Schritt kann entweder mit Achse, dann wird auch der nächstfolgende oder F- 45 Normalgeschwindigkeit (Fig. 2A und 2B) oder Schritt in die Betrachtung mit eingezogen, und dieser 1,4fächer Geschwindigkeit (Fig. 2C und ID) durchkann auf der anderen Achse liegen als der /V-Schritt laufen werden, benötigt also entweder die Zeit 1 oder (siehe Fig. 2C und 2D), oder er kann auf derselben 0,7Zeiteinheiten. Die Gesamtzeit für das Durchlaufen 'Achse liegen (Fig. 2E und 2F). der geradlinigen Verbindung zwischen den Punkten

An den Fig. 2 ist die Geschwindigkeit ver- 50 17 und 18 ist also entweder 2,5Einheiten (1 + 0,5 merkt, mit der der /V-Schritt vorgenommen wird. So +1) oder. 2,2 Einheiten (0,7+ 0,5 + 1). Während das werden die /V-Schritte bei den Beispielen nach erste Ergebnis eine ungünstige starke Abweichung er-Fig. 2A und Fig. 2B mit Normalgeschwindigkeit gibt, ist das letztere genauso, als wäre die Verbinausgeführt, also mit der Geschwindigkeit, die der dungsstrecke zwischen den beiden Punkten 17 und Motor hat, wenn der Weg in Richtung einer der 55 18 geradlinig mit der Geschwindigkeit eines Normal-Achsen Hegt. In den Fig. 2C und 2D ist die Ge- Schrittes durchlaufen worden.

schwindigkeit des /V-Schrittes das 1,4 fache der Kor- Mit der Erfindung wird nicht exakt die Geschwin-

malgeschwindigkeit, so daß der Schritt etwa das digkeit beim Durchlaufen eines Weges erreicht, die

0,7 fache der Zeit benötigt, als wenn er nrit Normalge- die Anordnung hat, wenn sich der Weg entlang einer

schwindigkeit durchgeführt wird. Fig. 2E und 2C zei- 60 Achse erstreckt, jedoch ist das Ergebnis verhältnismä-

gen, daß der /V-Schritt mit der 2fachen Normalge- Big genau, was die folgende Tafel zeigt In Fig. 3 ist

schwindigkeit durchgeführt wird, so daß nur die ein Dreieck 20 gezeigt dessen Schenkel die Katheten

Hälfte der Zeit für einen Normalschritt benötigt wird. AY und AX hat, während die Hypotenuse mit 21 be-

Bei Änderung der Geschwindigkeit des Schrittes an- zeichnet ist Diese bildet das zurückzulegende Weg-

dert sich die Zeit für den Schritt im umgekehrten 65 stück, das in Einzelschritten zu durchmessen ist. In

Verhältnis. der Tafel sind in einzelnen Spalten verschiedene

Betrachtet man nun die Fig. 2A und 2B, so ist die Werte für AX und AY und die sich daraus ergebende

Gesamtzeit, die für das Zurücklegen der Schritte N Länge des Gesamtweges angegeben. Die vierte Spalte

der Tafel gibt den Wert an, der bei Durchlaufen der Wegstrecke mit Normalgeschwindigkeit an Zeit benötigt wird. In der fünften Spalte ist die tatsächlich benötigte Zeit aufgetragen, die für das schrittweise Durchlaufen des Weges gemäß der Erfindung erforderlich ist, während die sechste Spalte den prozentualen Fehler zwischen der bei Normalgeschwindigkeit benötigten 21eit und der tatsächlich benötigten Zeit aufzeigt.

AX	Δ Y	Gesamt	Zeit für	tat-	Fehler
		weg	Normal	sächl.	(%)
			geschwind.	Zeit
1000	0	1000	1000	1000	0
1000	100	1005	1005	1020	+ 1.5
1000	200	1020	1020	1040	+ 2.5
1000	300	1044	1044	1060	+ 1.5
1000	400	1077	1077	1080	+ 0.3
1000	500	1118	1118	UOO	-0.7
1000	600	1166	1166	1160	-0.5
1000	700	1221	1221	1220	-0.1
1000	800	1281	1281	1280	-0.1
1000	900	1345	1345	1340	-0.4
1000	1000	1414	1414	1400	-0.1

Aus der Spalte der prozentualen Abweichungen ist zu erkennen, daß der entstehende Fehler klein ist und m keinem Fall größer wird als -t 2%. Wenn die Geschwindigkeitssteuerung nach dem "erfindungsgemäßen System nicht angewandt wird, ergibt sich eine Abweichung, die bis zu ±20% erreichen kann.

Es wird jetzt Fig. 1 näher beschrieben. Jeder Impuls der Steuereinheit kommt auf der Leitung 14 an, die den Ausgang eines eine variable Frequenz abgebenden »Unijunctione-TransistoroszUlators 30 darstellt, der in der Zeichnung mit der gestrichelten Linie 31 umschlossen ist. Die Frequenz des Oszillators wird bestimmt durch die Spannung an den beiden Eingangsleitungen 32 und 33. Der Oszillator 30 erzeugt Impulse mit der Normalfrequenz, wenn an der Leitung 32 eine niedrige Spannung anliegt (Wert 0 in der digitalen Ausdrucksweise); die Frequenz der Impulse ist das 1,4 fache, wenn an der Leitung 32 eine hohe positive Spannung anliegt (Wert 1 in der digitalen Ausdrucksweise), und die Spannung an der Leitung 33 niedrig aus (Wert 0 in der digitalen Ausdrucksweise), während die Impulsfrequenz das 2 fache der Normalfrequeznz annimmt, wenn an beiden Zuleitungen 32 und 33 eine hohe positive Spannung anliegt (beide Eingänge mit Wert 1).

Die Leitung 32 ist an den Ausgang eines NOR-Gatters 34 angeschlossen, dessen Eingangsleitungen mit den Ausgängen zweier NOR-Gatter 35 und 36 verbunden sind. Die Leitung 33 liegt am Ausgang eines NOR-Gatters 37, dessen Eingänge mit den Ausgängen der NOR-Gatter 38 und 39 verbunden sind, wobei der eine Eingang des NOR-Gatters 39 mit dem Ausgang eines Inverters 40 in Verbindung steht

Die Eingänge der NOR-Gatter sind bezeichnet mit P und P, N und N und F, was im einzelnen bedeutet, daß der vorherige Schritt (P-Schritt) auf der X-Achse, der P-Schritt auf der Y-Achse, der N-Schritt auf der X-Achse, der Λ/Schritt auf der Y-Achsc und der /-'-Schritt auf der X-Achse vorgenommen wurde.

Die Kennzeichnung der Achsen der verschiedenen s Schritte wird von einem Fehlerregister 41 erhalten, (das dem Fehlerregister 108 der oben bezeichneten Anmeldung entspricht), und gibt über eine Leitung 42 eine Binär-Information ab, auf welcher Achse der nächste Schritt vorgenommen werden soll. Soll der

ίο nächste Schritt auf der X-Achse erfolgen, so ist an der Leitung 42 eine hohe Spannung 1 vorhanden, während eine niedrige Spannung 0 auf der Leitung 42 anzeigt, daß der nächste Schritt auf der Y-Achse vorgenommen werden soll. Das Fehlerregister ist in

π der vorgenannten Anmeldung vollständig beschrieben und enthält ein Additions- oder Subtraktionsgatter 43, durch das Eingangsdaten 44 zugeführt werden. Das Gatter 43 arbeitet mit einem Additions- oder Subtraktionskommando zusammen, das von der Leitung 45 ankommt. Für jeden Schritt bestimmt das Fehlerregister die Achse, auf der der nächste Schritt erfolgt, und gibt damit die Bestimmung, ob auf der Leitung 42 ein Signal 0 oder 1 auftritt.

An die Leitung 42 ist außerdem ein einstufiges Verschieberegister 46 angeschlossen, dessen Ausgangslei ,tung 47 mit_der N-Leitung und über einen Inverter 48 mit der -V-Leitung verbunden ist. Ein weiteres ein stufiges Verschieberegister 49 ist an seinem Eingang mit der Leitung 47 verbunden und führt mit seinem Ausgang 50 auf die P-Leitung. Darüber hinaus führt ein Inverter 51 das Ausgangssignal auf die P Leitung.

Es versteht sich, daß beide Verschieberegister 46 und 49 eine Verzögerung um einen Schritt hervorru fen. Es erscheint also die Angabe für den nächstfolgenden Schritt auf der F- Leitung und gleichfalls am Eingang des Verschieberegisters 46. Nachiem die Steuereinheit den augenblicklichen Schritt durchgeführt hat, erscheint die nächste F-lnformation auf der F- Leitung und am Eingang des Verschieberegisters 46. während die vorherige F-Information nunmehr der N-Schritt ist und auf der Leitung 47 erscheint und somit in das Verschieberegister 49 eingeführt wird. Nach Durchführung des W-Schrittes erscheint auf der Leitung 42 die Information für den übernächsten F-Schritt, die erste F-Schritt-Information erscheint auf der iV-Leitung und die ursprüngliche F-Schritt-Information erscheint auf der P-Leitung, die die Ausgangsleitung 50 des Verschieberegisters 49

ist Wenn die Bedingungen herrschen, wie sie in der Fig. 2A gezeigt sind, wenn also P- und N-Schritt beide auf der X-Achse liegen, erhält das NOR-Gatter 35 an den Eingängen die Werte 1 und am Ausgang den Wert 0, während das NOR-Gatter 36 zwei O-Eingänge und den Ausgangswert i hat. Das NOR-Gatter 34 hat dann die Eingänge 0 und 1, wodurch auf der Leitung 32 der Zustand 0 herrscht Der Zustand auf der Leitung 33 hat keinen weiteren Einfluß, wenn die Spannung auf der Leitung 32 niedrig ist

Für die Bedingung, daß 1,4 fache Normalgeschwindigkeit vorhanden sein soll, wie dies gemäß Fig. 2C der Fall ist, sind die Leitungen mit Schaltzustand I die Leitungen P, N, F, so daß die beiden Eingänge des NOR-Gatters 34 «0« und damit sein Ausgang 1

ist, während der Ausgang des NOR-Gatters 37 »0« ist Beim Zustand gemäß Fig^2E, bei dem die Pegel auf den Leitungen P, N und F 1 sind, sind die Ausgänge der beiden Gatter 34 und 37 ebenfalls 1, so

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daß der Oszillator mit der zweifachen Normalfrequenz betrieben wird.

Es ist also ein Steuersystem für einen digital gesteuerten Schrittschaltmotor geschaffen, mit dessen Hilfe eine gekrümmte oder geradlinige Bahn durch eine Folge aneinandergereihter Einzelschritte entlang jeweils zweier aufeinander senkrecht stehender Achsen durchlaufen wird. Obgleich der Weg aus im Winkel zueinanderstehenden Schritten besteht, wird die Geschwindigkeit, mit der der Weg durchlaufen wird, in jedem Fall annähernd gleich der Geschwindigkeit gemacht, die bei Durchlaufen des Weges entlang einer der Achsen auftritt, unabhängig davon in welchem Winkel der Weg oder ein Teil desselben zu den Achsen steht. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schrittschaltmotoren mit mehreren verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden können und daß vorherbestimmt wird, mit welcher Geschwindigkeit die Einzelschritte durchgeführt werden sollen. Diese Vorherbestimmung geschieht aus der Beziehung der Richtungen, die der vorhergehende Schritt und der augenblickliche Schritt haben, und wenn diese voneinander abweichen, auch die Richtung, die der nächst- folgende Schritt haben soll. Durch einfache logische Schaltkreiselemente kann dann die Frequenz eines Oszillators auf einfache Weise verändert: werden, um die Geschwindigkeit der Schrittschaltmotoren fur jeden einzelnen Schritt zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 S50 355 Patentansprüche:

1. Numerische Stetigbahnsteuerung mit je einem Schrittschaltmotor für die X- und die Y-Achse, die auf einen Speisungswechsel an ihren Eingangsklemmen hin einen Schritt von konstanter Weite auf ihrer Achse durchführen, mit Mitteln zum Zuführen eines Speisungswechsels zu einem der Motoren nach Empfang eines Impulssignals und Auswahlmitteln, die durch Bestimmung der dafür geeigneten Achse den Speisungswechsel dem Motor zuleiten, durch dessen augenblicklichen Schritt die geringstmögliche Abweichung der tatsächlichen Bewegung von der vorgeschriebenen Bahn erreicht wird, gekennzeichnet durch eine Oszillatorgruppe (30) zur Erzeugung mehrerer verschiedener Impulsfrequenzen, die über Steuereingänge (32, 33) steuerbar ^vind. für die Speisungswechsel der Motoren (11, 12), eine logische Auswahlschaltung (10), die mit ihren Ausgängen mit den Steuerein gangen (32, 33) der Oszillatorgruppe (30) verbun den ist, die Richtungen des augenblicklichen, des vorangegangenen und des nachfolgenden Bahn Schrittes feststellt und die Oszülutorgruppe so steuert, daß dem Motor für den augenblicklichen Be wegungsschritt ein durch die niedrigste Impulsfrequenz, gesteuerter Speisungswechsel zugeführt wird, wenn derselbe Motor bereits den vorangegan genen Speisungswechsel erhielt, ein durch eine mittlere Impulsfrequenz gesteudter Speisungswechsei zugeführt wird, wenn eier andere Motor der Empfänger des vorangegangenen und des nachfolgenden Speisungswechsels ist, und ein durch eine hohe Impulsfrequenz gesteuerter Speisungswechsel zugeführt wird, wenn derselbe Motor auch den nachfolgenden Speisungswechsel erhält, der voran gegangene Speisungswechsel aber dem anderen Motor zugeführt wurde.

2. Stetigbahnsteuerung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Impulsfrequenzen im Verhältnis 1:1,4:2 stehen.

3. Stetigbahnsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszülatorgruppe (30) durch einen über die Steuereingänge auf drei verschiedene Ausgangsfrequenzen einstellbarer Oszillator gebildet ist.