DE2007188C3 - Regelkreis zur Lageregelung eines Schlittens oder dergleichen, insbesondere von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regelkreis zur Lageregelung eines Schlittens oder dergleichen Stellgliedes, insbesondere von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen mit einem Analog/Digitalwandler zur Umwandlung von analogen Istwen'agesignalen des Schlittens in n-stufige digitale Istwertsignale und Aufgabe der digitalen Istwertsignale an den einen Eingang eines Vergleichers und mit einer Einrichtung /ur Speicherung von /i-stufigen digitalen Lagesollwertsignalen des Schlittens und Aufgabe der Sollwertsignale an den anderen Eingang des Vergleichers, welcher eine Antriebsvorrichtung für den Schlitten steuert, die in Abhängigkeit von der Signaldifferen/-höhe mit bestimmten Geschwindigkeiten steuerbar ist. Auf dem Gebiet der numerischen oder digitalen Lageregelung für verschiebbare Schlitten sind bereits verschiedene Regelkreise bekanntgeworden. Hierzu gehört auch ein durch die deutsche Auslegeschrift

5» Ϊ 270 659 bekanntgewordener Regelkreis mit der Aufgabenstellung bei Verwendung des rcilektiertbinären Codes oder Graycodes, die Soll-Istwertdifferenz nach Richtung und Abstand einfach zu bestimmen und gleichzeitig Steuersignale zu erhalten, die nach einer raschen Schlittenverschiebung bis kurz vor der Sollage eine schrittweise verzögerte Verschiebung bis in die Sollage ermöglichen, ohne daß der Regler über die Sollage hinausschwingt. Dabei soll bei größeren Lageabweichungen des Schlittens die Schlittenverschiebung mit erhöhter Geschwindigkeit bis nahe in die Sollagc erfolgen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich der Verschieberichtung des Schlittens liegt der bekannten Einrichtung der Gedanke zugrunde, daß die Richtung durch direkten Vergleich der beiden Gray-Codezahlen erhalten werden kann, wenn die Art der Koinzidenzsignale in denjenigen Stellen berücksichtigt wird, die über dem höchsten Amikoinzidenzsignal liegen. Da-

bei wird das richtige Vorzeichen in jedem Pallerhalten, gelegt isl und dall der Ausgang des vierten ODER-wenn das Richtiingssignal so o(t umgekehrt wird, wie Elementes der Ken Stufe an die Versorgung des ersten in den darüberliegenden Stellen Koinzidenzsignale ODER-Elementes der /-ten Stufe und der Ausgang einer bestimmten Art auftreten. des fünften ODER-Elementes der /-ten Stufe an die Zur Lösung der Aufgabe der Einschaltung eines 5 Versorgung des zweiten ODER-Elementes der /-ten Schleichganges bei Verwendung eines Gray-Codes Stufe gelegt ist, wobei am anderen Ausgang des liegt der bekannten Einrichtung der weitere Gedanke ersten ODER-Elementes die positive /-te angenäherte zugrunde, daß die Grenze oder der Bereich bestimmt Soll-Istwertdifferenz und am anderen Ausgang des wird, innerhalb dessen die Größe der Abweichung zweiten ODER-Elementes die negative /-te angegleich oder größer ist als ein vorher bestimmter Wert. io näherte Soll-Istwertdifferenz vorhanden ist.
Zur Abgabe eines Schleichsignals werden dabei Der erfindungsgemäße Regelkreis ist vorteilhafterschaltungstechnisch die Bedingungen ermittelt, ob weise nicht nur auf den reinen Binär-Code oder den die beiden Zahlen einen Unterschied von 1 Bit oder BCD-Code beschränkt, sondern läßt sich auch auf mehr aufweisen. andere Code anwenden, bei welchen den einzelnen Der bekannte Regelkreis zeigt demnach einen Weg, 15 Stufen Werte von zunehmender Größe für ansteigende wie auch bei dem gegenüber dem einfachen Binär-Code Stufenglieder zugeordnet sind.

einschritiigen Gray-Code mit relativ einfachen, io- Die Merkmale der Unteransprüche betreffen vorgischen Verknüpfungen die jeweilige Soll-Istwertab- teilhafte Ausführungen nach der Erfindung,
weichung nach Richtung und Abweichung bestimmt Die Erfindung wird an HanH einer Lageregelung werden kann, wobei zur Darstellung des Abweichungs- 20 eines Schlittens einer numerisch gesteuerten Werkzeugsignals die Soll-Istwertdifferenz exakt ermicelt werden maschine näher erläutert und beschrieben. Es sei anmuß, wozu aufwendige, logische Schaltungen er- genommen, daß zur Lageregelung des Schlittens für forderlich sind. das Befehlssignal (Sollwertsignal) A und für das Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Stelli.-ngssignal (Istwertsignal) B BCD-Signale aus einem Regelkreis der eingangs genannten Art den 25 fünf Dekaden (5 > 4 oder 20 Binärstufen) verwendet Aufwand an logischen Schaltungen wesentlich zu werden. Ferner sei angenommen, daß jedes Signal eine verringern, ohne die Genauigkeit des Regelkreises zu absolute Stellung angibt, d. h. eine numerische Stellung beeinträchtigen. Dabei liegt der Erfindung der Oc gegenüber einem beliebigen Bcugs-Nullpunkt bedanke zugrunde, statt einer exakten Ermittlung der schreibt, und daß das Befehlssignal konstant bleibt, Differenz zweier digitaler Signale lediglich eine An- 30 bis die Werkzeugmaschine dem Befehlsignal zufolge näherung an die genaue Differenz vorzunehmen, die eingestellt ist. Auf Grund dieser Bedingungen ist es für viele Anwendungen bereits ausreichend genau ist, erwünscht, eine schnell ansprechende Positionsaber den wesentlichen Vorteil mit sich bringt, daß steuerung bei einem Mindestmaß an Schaltungshierzu weit weniger komplexe und aufwendige Schal- aufwand anzugeben, wobei Nullstellungen überfahren lungen erforderlich sind. 35 werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Eine Prüfung der Anforderungen an ein Signal zum daß ein zum Vergleich der entsprechenden /-ten Binär- Steuern der Geschwindigkeit des das Werkzeug einstufe (Ai\ Bi) der η-stufigen binären Soll-Istzahlen stellenden Antriebsmechanismus zeigte, daß sich eine (A: B) bestimmtes Vergleichselement des η gleichartige rasche Positionierung mit Nullstellungsüberfahrung Vergleichselemente umfassenden Vergleichers jeweils 40 bei Verwendung eines Antriebs mit mehrstufigem auseinerlogischenSchaltungmit vier Ausgangssignalen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereich erreichen »- (C (für B(>Ai), »-H« (für Ai>B{), >>öf« (für Ai oder läßt, wobei die Geschwindigkeit (bzw. die Drehzahl) Bi 1) und »Of« (für Ai und Bi - 0 oder 1) besteht, des Antriebsmechanismusstufenweisefür\orbestimmte daß das » ,«-Signal an den ersten Eingang eines Bereiche abnimmt, die mit abnehmender Entfernung ersten NOR-Elementes der /-ten Stufe und an den 45 der Werkzeuge von seiner befohlenen Soll-Stellung Eingang eines ersten ODER-Elementes der H 1-ten kleiner werden. Es sei beispielsweise angenommen, daß Stufe gelegt ist, daß das »f («-Signal an den ersten eine Höchstgeschwindigkeit von 1200 Zoll (30480 mm) Eingang eines zweiten NOR-Elementes der /-ten Stufe pro Minute bei großen Soll-lstwertunterschieden eine und an den Eingang eines zweiten ODER-blementes geringere Geschwindigkeit von 120ZoII (3048 mm) der /-f-1-ten Stufe gelegt ist, daß das »Öi«-Signal an 5° pro Minute für einen angrenzenden Bereich bei etwas den ersten Eingang eines dritten ODER-Elementes kleinerem Soll-Istwertunterschied und eine Geschwinder /-ten Stufe gdegt ist, daß das »O(«-Signal jeweils digkeit von 1."¹ZoII (304,8 mm) pro Minute für den an zweite Eingänge der ersten und zweiten NOR- nächsten Bereich bei noch kleineren Soll-Istwert· Elemente der /-ten Stufe gelegt ist, daß der Ausgang unterschied usw. vorgeschrieben ist. Ein derartige des dritten ODER-Elemen:es der / I 1-ten Stufe an 55 Schema führt bei großen Soll-Istwcrtunterschieden /1 dritte Eingänge der ersten und zweiten NOR-Elemente einem raschen Ansprechen, während es etwa die gleiche der /-ten Stufe und an den zweiten Eingang des Nullstcilungsüberfahreigenschaflen aufweist, wie da.^v dritten ODER-Elementes der /-ten Stufe gelegt ist, System mit stetig veränderbarer Geschwindigkeit daß der Ausgang des ersten NOR-Elemente; der /-ten Außerdem erübrigt sich bei dem ei findungsgcmäC Stufe an den einen Eingang eines vierten ODER- 60 vorgeschlagenen System die Notwendigkeit einer Um Elementes und der Ausgang des zweiten NOR- Wandlung der digitalen Differenz zwischen den Elementes der /-tin Stufe an den einen Eingang eines Befehls- und dem Stellungssignal in ein stets analoge; fünften ODER-Eleimntes der /-ten Stufe gelegt ist, Abweichungssignal, so daß nur verhältnismäßig wenij daß der eine Ausgang, des ersten ODER-Eiementes logische Schaltungselemente und -kreise zur Gc der / i 1-ten Stufe an den anderen Eingang des vierten 65 schwindigkeitssteuerung erforderlich sind. Die Io ODER-Elementes um! der eine Ausgang des zweite gischen Schaltkreise nach der Erfindung führen /1 ODER-Elementes der H 1-ten Stufe an den anderen vorbestimmten, den Bereich abgrenzenden Stufen de Eineaiiß des fünften ODER-Elementes der /-ten Stufe digitalen Differenzsignals und erfordern nicht eini

jeder Stufe des Signals zugeordneten Umwandlungskreis. Noch wesentlicher ist, daß das erfindungsgernäße System die Nachteile einer unmittelbaren binären Subtraktion zugunsten einer sogenannten Pseudo-Subtraktionstechnik beseitigt, die nur zu einer Annäherung der tatsächlichen Abweichung führt. Diese Annäht-rung an das Abwcichungssignal ist zulässig, da nur der jeweilige Unterschiedebereich zwischen dem Befehls- und dem Stellungssignal von Bedeutung ist im Gegensatz zu den vergleichbaren bekannten Vorrichtungen, die die tatsächliche Momentanabweichung benötigen. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, läßt sich die Pseudo-Subtraktionstechnik nach der Erfindung mit geringerem logischen Schaltungsaufwand durchführen, als er bisher bei einer unmittelbaren Subtraktionstechnik erforderlich war. Zunächst sei d>e Besonderheit der BCD-Befehls- und Stellungssignale aufgezeigt. In der nachstehenden Tabelle 1 sind die jedem der zwanzig Binärstufen [A₁ bis A₂₀) in dem BCD-Befehlssignalwort zugeordneten Dezimalwerte und die jedem der zwanzig Binärstufen (ß, bis ß₂₀) in dem BCD-Stellungssignalwort zugeordneten Werte aufgeführt:

	= 00,001	1	A11 --	betragenden	B11
	- 00,002	Null	A11 -		- ß,2
Tabelle	-= 00,004	A- und ß-Stufen	-4,3	= 00,400	n ß-i3
Dezimalwerte der nicht	- 00,008	-·= B1	Au ■=	= 00,800
	- 00,010	- B2	A1, =	= 01,000	= el!
A1	= 00.020		4,β -	= 02,000 -
A2	- 00,040	b]	A1-, --	= 04,000 r.	- si'
A3	= 00,080	- B,	■4is -	-- 08.000 -
	= 00,100	-- S6	-4|9 -	= 10.000	- ß'.I
a\	.■= 00,200	-- B.	'420 -	= 20.000 -	= ß20
-4«	--- BH		- 40,000
A-.	- ß9		= 80,000 ,
A»
A9
Au

Es sei bemerkt, daß entsprechenden Stufen im Befehlssignal A und B gleiche Werte zugeordnet sind und daß diese zugeordneten Werte mit steigender Stufenzahl zunehmen. Somit ist für jedes der Signale .4 oder ß, sofern sich nur die Stufe 11 (A,, oder B_1x) im binären Eins-Zustand befindet und alle weiteren Stufen sich im binären Null-Zustand befinden, der Wert des jeweiligen Signals größer als wenn sich nur die Stufe 10 (/Im oder B₁₀) im binären Eins-Zustand befindet.

Als nächstes seien die Hauptstufen Af und Bt der Signale A und B durch:

20

-4 =

dall jede G-Stufe in einem Dreistufen-Code mit einem positiven Wert für AoBu einem negativen Wert für BoAi und einem Null-Wert für A₁ B₁ einen von drei Zuständen einnehmen kann.

1
0

Tabelle 2

B,

0
0

C,

Bei Betrachtung aller zwanzig d-Stufen ergibt sich, daß die höchststcllige, nicht Null betragende G-Stufe stets die gleiche Polariät harten muß wie die Polarität der Differenz zwischen den Signalen A und B. Das ergibt sich, weil C< als die Differenz zwischen A₍ und Bi definiert ist und somit die höchststcllige, nicht Null betragende Ci-Stufe der höchsten Stelle von A und B entspricht, an welcher eine Ungleichheit besteht. Die höchststellige Ungleichheit zwischen .4 und ß bestimmt also die Polarität der Differenz zwischen diesen Signalen.

Entsprechend liefert die höchststellige. nicht Null betragende Cf-Stufe zusätzlich zu der Bestimmung der Polarität der Differenz zwischen A und B ein angenähertes Maß für die Größe der Differenz zwischen A und ß. Wenn beispielsweise C₁₉ positiv ( ■ ) ist (d.h. A_xa - 1; S₁₉-O) und zu einem besonderen Zeitpunkt die höchststellige, nicht Null betragende Cf-Stufe ist. zeigt sich gemäß Tabelle 1. daß bei Verwendung von C₁₉ als Maß der Abweichungsgröße die angenäherte Abweichung (40,000 {A_X9 40,000) beträgt, .lcdoch, wie nahe diese angenäherte Abwcichungs-

groß; an die tatsächliche Abweichungsgröße heranreicht, ist von den Bedingungen in den C₁₉ unmittelbar vorangehenden niedrigerstelligen G-Stufen abhängig. Um dies deutlich zu veranschaulichen, sei das nachstehende Beispiel in Betracht gezogen:

Beispiel 1

definiert.

Wird berücksichtigt, daß das Befehlssignal A für jeden einzelnen Positionszyklus unverändert bleibt, so kann bei Durchführung des Vergleichs zwischen ihm und dem sich verändernden Stellungssignal B das Signal A als ein Bezugswert verwendet werden. Es soll die Möglichkeit untersucht werden, ein Signal zu erhalten, das für die jeweiligen Stufen der Signale A und B zwanzig als Ct = Ai — ßj definierte unabhängige Stufen umfaßt. Das heißt, es soll unabhängig von den >>Leih«-Techniken und sonstigen mit unmittelbarer Binär-Subtraktion im Zusammenhang stehenden Zwischenstufenverbindungen ein unmittelbarer stufenweiser Vergleich vorgenommen werden. Aus der nachstehenden Tabelle 2 (Richtigkeitstabells) ist ersichtlich.

Es sei angenommen, daß

C₂₀ = 0 (A₂₀ = 0 binär,00,000dezimal; ß₂₀ = 0 binär. 0,000 dezimal).

C₁₉ -= 4- (A₁₉= 1 binär. 40,000dezimaI; ß,„ = 0binär,

00,000 dezimal).
Qs= - (A₁B = O binär, 00,000 dezimal ;ß₁₈ = l binär, 20,000 dezimal).
C₁₇= - (,4₁₇ = 0binär,00,000dezimal;ß₁₇ = l binär,

10,000 dezimal).

C₁ bis C₁₆ = 0, + oder — (so daß eine maximale Veränderung von i; 09,000 herbeigeführt wird.

Die tatsächliche Abweichung beträgt demnach:
+ 40,000

- 20,000

- 10,000
± 09,999

4- 10,000 ± 09,999

Allerdings ist die angenäherte Abweichung aul Grund der die höchste nicht Null betragende C_t-Stuf« als Maß für die Abweichung hier 4-40,000. Ein Schema bei welchem 4-40,0-0 zum Annähern eines Bereich« zwischen +00,001 und 4-19,939 verwendet wird, ist wegen der Größe des Bereichs und weil die Annäherum außerhalb des Bereichs liegt, offensichtlich unzu länglich.

7 8

Es zeigt sich also, daß der Korrekturfaktor in die Somit muß C_m = C₂₀ und folglich die Polarität de^s

Abweichungssign<:lannäherung eingeschlossen sein Abweichungssignals — sein. Da C_m (C₂₀) unmittelba^r

muß, um die Situationen zu berücksichtigen, bei drei Stufen (C₁₇, C₁₈, C₁₈) von entgegengesetzter

welchen eine oder mehrere der höchststelligen, nicht Polarität vorangehen, wird die niedrigststellige dieser

Null betragenden Cj-Stufe unmittelbar vorangehende 5 Stufen (C₁₇) zum Bestimmen der Abweichungsgröße

niedrig;-stellige Cj-Stufen eine von der Polarität der benutzt. Somit ist

höchststelligen, nicht Null betragenden Stufe ab- _

weichende Polarität aufweisen. Bei Betrachtung des ~ " ~ ¹^*-¹⁰"

torstehenden Beispiels ergibt sich, daß, sofern C₁ bis und beträgt die angenäherte Abweichung -10,000.

C₁₆ Null oder + sind, C₁₇, welches die niedrigststellige 10 Beim Errechnen der tatsächlichen Abweichung unter

Stufe der vorangehenden ununterbrochenen Folge aus Verwendung der Tabelle 1 zeigt sich, daß

Ci-Stufcn ist und eine von der Polarität der höchst- , «n nrwi

Heiligen, nicht Null betragenden Stufe (C₁₀) ab- p° 40 000

deichenden, d. h. ihr entgegengesetzten Polarität auf- r' ?nVtnn' ι

iveist, ein besseres Annäherungsmaß der Größe des 15 ^,^{19 7} ' Tn nnn "?

Abweichungssignals (10,000) liefert. Es scheint dann, ^c" " ^{; ιυ}'^{υυυ lst}'

daß dort, wo der höchststelligen, nicht Null be- wobei C₁ -> C₁₆ zwischen -09,999 und +07,999 liegen !ragenden G-Stufe unmittelbar eine oder mehrere müssen, so daß sich ein tatsächlicher Abweichungseiner aufeinanderfolgenden Kette niedrigerstelliger bereich von - 02,001 bis -19,999 ergibt, wobei das Stufen mit entgegengesetzter Polarität vorangehen, ao Signal 10 erhalten wird, das wieder etwa in der Mitte besser die niedrigststellige Stufe oder Kette als Maß des Bereichs liegt.

eier Größe des Abweichungssignals verwendet werden Aus den vorstehenden Beispielen 2 und 3 ist klar, könnte. In den nachfolgenden Beispielen ist diese daß der Korrekturfaktor die Genauigkeit der AnTechnik veranschaulicht. Zur Vereinfachung der Er- näherung verbessert, indem erstens die angenäherte läuterung ist C_1n als die höchststellige, nicht Null 15 Abweichung innerhalb des tatsächlichen Abweichungsbetragende Cf-Stufe zu einem gegebenen Zeitpunkt bereichs gelegt und zweitens die Annäherung in einer definiert: Größenordnung der tatsächlichen Abweichung gehalten wird. Für viele Zwecke ist dies ausreichend

Beispiel 2 genau und, wie nachstehend noch näher erläutert,

... . 30 ist die praktische Anwendung dieses Korrekturfaktors

H.er sei angenommen, daß: einfacher und erfordert keinen komplexen Schaltungs-

C₂₀ 0, aufbau.

C₁₉ -■ +, Bei der Annäherung gibt es jedoch noch ein weiteres

C₁₈ ::: —, Problem, weil ein BCD-Code verwendet wird. Die den

C₁₇ — 0 oder i und 35 vorstehenden Erörterungen zugrunde gelegten Über-

C₁-> C₁₆ Null (0), positiv ( + ) oder negativ (—) legungen und die sich daraus ergebende Schlußfolgerung sind sowohl auf einen reinen Binärcode

sein können. _{als auch auf einen} ßCD-Code anwendbar. Jedoch

Somit ist Cm — C₁₉ und folglich die Polarität des führt eine Eigenheit des BCD-Code bei der Ab-

Abweichungssignals +. Da C,„ unmittelbar eine Stufe 40 weichungsannäherung zu einem zusätzlichen Problem, (C₁₈) von entgegengesetzter Polarität vorangeht, wird dem Beachtung zu schenken ist. Da beim BCD-Code diese Stufe benutzt, um die Größe der Abweichung zu vier Binärstufen benutzt werden, um jede Dekade

bestimmen. Somit gilt einer äquivalenten Dezimalzahl zu bestimmen, umfaßt

. . , . _ . 1 jede Binärdekade sechzehn Bits, von welchen nur

I CI = I B₁H | = I 2U,U(K) I . _{45 10 Bits benutzt} werden. Beispielsweise können in jeder

Die sich ergebende Abweichung beträgt also vierstufigen BCD-Dekade nur die Zahlen 0000 (Dezi-

+ 20,000. malzifferO) bis 1001 (Dezimalziffer 9) vorkommen.

Beim Errechnen der tatsächlichen Abweichung unter Somit können die Zahlen der nachstehenden Liste

Verwendung der Tabelle 1 zeigt sich, daß _β niemals in irgendeiner Dekade vorkommen:

C₁₉ = +40,000, ₁₀₁₀ (Dezimalziffer 10)

C₁₈ =-20,000, _{ιΛίννλη} 1011 (Dezimalziffer 11)

C₁₇ = 00,000 oder +10,0000 und _UQQ [Dezimal ff er ₁₂j

C₁ -> C₁₆ = +09,999 ist. ₁₁₀₁ (Dezimalziffer 12)

Daraus ergibt sich ein tatsächlicher Abweichungs- 55 1101 (Dezimalziffer 13)

bereich von +10,000 bis 39,999. Die durch Benutzung 1110 (Dezimalziffer 14)

tier Stufe B₁₈ = 20 erhaltene Abweichung von 20 1111 (Dezimalziffer 15)

liegt in der Mitte des Bereichs.

Statt dessen kommen diese Dezimalziffern in Ver-

B " i s ρ i e 1 3 ^6o bindung mit der nächsthöheren vierstufigen Binärdekade vor, so daß:
Hier sei angenommen, daß:

C20⁼ « C₁₉ = +, C₁₈ = +, S₅

C-17 = + > C₁₆ = 0 oder — und C₁ -j- C₁₅ = 0, + oder — ist.

0001	0000	die	Dezimalziffer	10,
0001	0001	die	Dezimalziffer	11,
0001	0010	die	Dezimalziffer	12,
0001	0011	die	Dezimalziffer	13,
0001	0100	die	Dezimalziffer	14 und
0001	0101	die	Dezimalziffer	15 darstellt.

Dieses Sechs-Bit-Uberschuß-Fassungsvermögen in jeder Dekade läßt für die bisher beschriebenen Techniken zusätzliche Probleme entstehen. Diese Probleme lassen sich am beste/i durch ein besonderes Beispiel veranschaulichen.

Beispiel 4

Hier sei angenommen, daß:

Cm C₅ ^ \ ,
C₄ == -,
C₃ - 0,
C₂ --■■ 0 und
C₁ = f, oder 0 ist.

(Ks sei bemerkt, daß C₃ die niedrigststellige Stufe in der zweiten Dekade — die höchststellige, nicht Null betragende Cf-Stufe ist, und daß C₄ die nächstniedrigsle Stufe und die höchststellige Stufe in der ersten Dekade -einentgegengesetztes Vorzeichen hat.) Gemäß den vorstehend entwickelten Annäherungen wird die angenäherte Abweichung wie folgt ermittelt:

Die Polarität der Abweichung ist die Polarität von C_n,, (C₅) also I .

Die Größe der Abweichung wird durch C₄ bestimmt, da C₁ (Cm - 1) die einzige C₅ (C₁₁₁) unmittelbar vorangehende C-Stufe mit entgegengesetzten Vorzeichen ist. Somit ist

C₄ = B_x -■· 00,008

und tue angenäherte Abweichung beträgt , 00.008. Beim Errechnen der tatsächlichen Abweichung zeigt sich, daß

C-, = + 00,010,
C₄ - -00,008,
C₁ = 00,000 oder

00,001

und der tatsächliche Abweichungsbereich : 00.001 bis -f00,003 beträgt.

Die angenäherte Abweichung liegt außerhalb des tatsächlichen Abwtichungsbereichs. Bei Prüfung des Verhältnisses zwischen den zugeordneten Werten aneinander angrenzender Stufen innerhalb einer Dekade und bei seinem Vergleich mit dem Verhältnis zwischen den zugeordneten Werten der höchststelligen Stufe in einer Dekade und der niedrigststelligen Stufe der nächsthöheren Dekade wird der Grund für dieses Problem etwas klarer. Es trifft allgemein zu, daß in tiner beliebigen Dekade zwischen Stufenwerten das folgende Verhältnis besteht:

Wert von A_{1 M} . ., . ^₁..

= 2 (innerhalb einer Dekade) Wert von At

55

Ferner trifft zu, daß an Dekadengrenzflächen folgendes Verhältnis der Stufenwerte besteht:

Wert von Ai₁ (in der Dekade/) Wert von At (in der Dekade./— 1) öo

Der Grund für diese Ungleichheit in die er. Verhältnissen ist die Einschränkung gegen die Verwendung der sechs Zählungen in jeder vierstufigen Dekade, die, wie gesagt, die erörterten Zählungen 10 bis 15 darstellen. Da die höchststellige Stufe in jeder Dekade mit der Dezimalziffer 8 bewertet ist, ist klar, daß die niedrigststellige Stufe der nächst höheren Dekade zum Erreichen der zwischen aneinander angrenzenden Stufen innerhalb einer Dekade bestehenden gleichen 2 : 1-Verhältnisse mit der Dezimalziffer 16 bewertet werden muß. Da jedoch die Eigenart des BCD-Code eine solche Bewertung ausschließt, ist die Ungleichheit der Verhältnisse unvermeidlich.

Um diesen Faktor zu korrigieren, ist es notwendig, die vorstehend beschriebene Technik der Größenbestimmung, bei welcher die Stufe C_n eine Polarität

ίο undeineodermehrerederStufen C_n, ,,C_n, ₂. . . . C_n, „ die entgegengesetzte Polarität aufweisen und eine oder mehrere der Stufen mit entgegengesetzter Polarität die höchststellige Stufe einer Dekade ist bzw. sind zu ändern. Im einzelnen hat sich herausgestellt, daß unter solchen Bedingungen ein Verschieben von der niedrigststelligen Stufe in einer Dekade auf die zweite niedrigststellige Stufe der nächstniedrigen Dekade im allgemeinen zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Das ergibt sich aus dem BCD-Code, wobei Zählungen, die die Dezimalziffer η 10 bis 15 darstellen für die vier Binärstufen in einer Dekade untersagt sind. Wenn nämlich die höchststellige Stufe in einer beliebigen Dekade ein Teil der Kette aus C,,,.,, C„,.₂ usw. ist, die ein Verschieben der die Größe bestimmenden Stufe von C_n, auf die niedrigerstellige C,-Stufe erforderlich machen, gibt es eine bestimmte Beschränkung für die Zustände der zweiten und der dritten Stufe dieser Dekade. Wenn C₄ negativ ( ) ist. was anzeigt, daß A_x 0 und B_x 1 ist, so ist es nicht möglich, daß C₃ und C₂ negativ ( ) sein können, da dies erfordern würde, daß entweder Β_Λ oder B₁ binär 1 wäre, so daß der Dezimalwert der Dekade B₁ bis ß, größer als 9 würde. Da der BCD-Code diese Situation ausschließt, leuchtet es ein, daß die Stufen 2 und 3 der Dekade keine Erweiterung der ununterbrochenen Kette aus den Stufen C_1n ,, C_n, , usw. umfassen können und daß deshalb ihre Auswirkung auf die Annäherung nicht so groß ist wie diejenige durch die Stufe 4 der Dekade.

Die Auswirkung dieser Abänderung der Annäherungstechnik läßt sich am besten an Hand eine; spezifischen Beispiels veranschaulichen:

Beispiel 5

Hier sei angenommen, daß C₁ bis C₂₀ die nach stehend aufgeführten Zustände aufweisen:

	5	C20	= 0	(dezimal	-M 0,000)
		C19	= 0	(dezimal	-08,000)
Dekade		C18
	4	C17		(dezimal	-01,000)
		C16	= 0	(dezimal	-01.800)
Dekade		c\\	— —
		Q3	= —
	3	Q2	-= 0	(dezimal	-00,100)
			= 0	(dezimal	-00.080)
Dekade		qI	= -
		C9	--- —
	2	C8	=- 0	(dezimal	-00,010)
		C-	-- 0	(dezimal	-00,008)
Dekade		ce
		C5	= —
		C4	= 0	(dezimal	-00.001)
		C3	- 0
	C2	- -
	C1

Gemäß den vorstehend erörterten Techniken wird zunächst die Polarität von C_1n = C₎₇ bestimmt und als -(- ermittelt.

Es sei bemerkt, daß C_1n(C₁₁) und C,,,, (D₁₆) von entgegengesetzter Polarität sind und daß ferner C₁₆ die höchste Stufe der Dekade 4 ist. Man verschiebt also auf die zweite Stufe der Dekade 4 (C₁₄) und ordnet ihr bedingt den Wert für | ,-I₁₄1 oder | B₁₄1 aus der Tabelle 1 zu. Da jedoch die unmittelbar nächstniedrigere Stufe C₁₃ ebenfalls eine von C_n, (C₁₇) entgegengesetzte Polarität enthält, ι erfolgt die Verschiebung auf sie um ein bedingtes Maß der angenäherten Abweichung. Es sei jedoch bemerkt, daß auf C₁₃ noch die Stufe C₁₂ mit entgegengesetzter Polarität folgt, so daß man deshalb bis zu dieser Stufe gehen muß, um eine bedingte Abweichungsgröße zu bewirken. Die Stufe C₁₂ ist aber die höchste Stufe der Dekade 3. so daß weiter in Richtung auf die zweite Stufe der Dekade 3 (C₁₀) verschoben werden muß. Nochmals sei bemerkt, daß auf C₁₀ zwei Stufen (C₃, C_s) mit einer Polarität von C_n, entgegengesetzten Polarität folgen, so daß beim Suchen des größenbestimmenden Bits noch weiter verschoben wird. Da C₉ in der Dekade 2 die höchste Stufe ist, muß bis auf die Stufe C₆ verschoben werden, der ihrersets die Stufen C₅ und C₄ mit einer C,„ entgegengesetzten Polarität vorangehen. C, ist die höchste Stufe der Dekade 1, so daß weiter bis auf die Stufe C₂ verschoben werden muß, and da dieser Stufe die Stufe C₁ mit der Polarität von C_n, entgegengesetzter Polarität vorangeht, muß bis auf C, gegangen werden, das die Abweichungsgröße bestimmt. Auf diese Weise beträgt die angenäherte Abweichungsgröße:

Notwendigkeit für die zuletzt beschriebene Änderung vergegenwärtigt:

Beispiel 6

Es sei angenommen, daß C₁ bis C₂₀ die nachstehend aufgeführten Zustände aufweisen:

15

	5	C-20	= 0	(dezimal	t 10,000)
Dekade		C19	■-= 0	(dezimal	-08,000)
		cIa	0	(dezimal	+ 04,000)
		C1,	.-■= -i-	(dezimal	+ 02,000)
	4	C16	— —	(dezimal	-01.000)
Dekade		C15	^- r-	(dezimal	-00,800)
		C11	T-.: -|.	(dezimal	\ 00,400)
		C1,	.-- —	(dezimal	100,200)
	3	C12	TL- —	(dezimal	-00,100)
Dekade		C11	- +	(dezimal	00,080)
		C1n	-- t-	(dezimal	•1-00,040)
		C9		(dezimal	+ 00,020)
	2	CH	— —	(dezimal	00,010)
Dekade		C7	-_: +	(dezimal	-00,008)
		C6	- -1	(dezimal	f 00,004)
		C,	-- ■-	(dezimal	f 00,002)
	1	c,	.. —	(dezimal	00,001)
Dekade		C3	~: r
		C2
	C1

und man
+ 00.001.

I CI ·-- I A_t\ -■ I 00,001 I erhält die angenäherte Abweichung von

45

Es sei bemerkt, daß sich die tatsächliche Abweichung bei einer Überprüfung als -\ 00,001 herausstellt.

Obwohl die angenäherte Abweichung nach Beispiel 5 mit der tatsächlichen Abweichung übereinstimmt, ist das nicht zwangläufig in jedem Fall so. Da beispielsweise die Änderung beim Stufenspringen auf Grund der entgegengesetzten Polarität an der höchsten Stufe einer Dekade die Polarität der zweiten und dritten Stufe in jeder Dekade unberücksichtigt läßt, hätte Beispiel 5 selbst dann die gleiche angenäherte Größe ergeben, wenn C₁₅, C₁₄, C₁₁, C₁₀, C₇, C₅, C₃ und C₂ alle statt Null Positiv (+) wären, jedoch würde unter diesen Bedingungen die tatsächliche Abweichung +06,667 betragen. Offensichtlich ist aber 0.001 eine ungenügende Annäherung von 06,667, weshalb eine weitere Änderung notwendig ist. Eine solche weitere Änderung muß die Auswirkung berücksichtigen, die die Stufen 2 und 3 jeder Dekade haben können, wenn gemäß der vorstehend beschriebenen Technik auf diese Stufen gesprungen wird. Im einzelnen ist festzustellen, daß, sofern die Stufen 2 und/oder 3 eine der Stufe 4 entgegengesetzte Polarität enthalten und die Stufe 4 ein Teil der Kette aus C_m „ G_{n 2} usw. mit einer von C_m entgegengesetzten Polarität isi. dürfen die Stufe 2 oder 3 nicht zusammen verschoben (gesprungen) werden. Es hat sich herausgestellt, dad für diese Bedingungen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt ■-erden, wenn der geeignete Sprung auf die dritte Stufe statt auf die zweite Stufe erfolgt. Dies läßt sich am besten veranschaulichen, indem man sich die Entsprechend dem erfindungsgemäßen Vorgehen wird zunächst die Polarität des Abweichungssignais aus C_n, C₁₇ bestimmt und als : ermittelt.

Es sei bemerkt, daß C_n(C₁₇) und C_n ,(C₁₆) entgegengesetzte Polaritäten enthalten und daß ferner C₁₆ die höchste Stufe der Dekade 4 ist. Es wird dann auf die Stufe C₁₁ die zweite Stufe der Dekade 4 verschoben, doch es ist zu beachten, daß mindestens eine (in diesem Fall beide) der Stufen C₁₁ und C₁, (Stufen 2 und 3 der Dekade 4) gegenüber von C₁₆ entgegengesetzte Polaritäten aufweisen und daß deshalb auf Stufe C₁-, (Stufe 3 der Dekade 4) verschoben wird. Da die nächstniedrigere Stufe C₁₄ nicht die gleirhe Polarität von Cm ,, Cm 2 ^usw· ('ⁿ diesem Fall nui C₁₆) wird nicht weiter verschoben und C₁₅ ist die Stufe, die die Größe der angenäherten Abweichung bestimmt. (Auf Grund der vorstehend erörterten Beschränkungen für den BCD-Code kann die Stufe C₁₄ nicht die gleiche Polarität haben wie die Stufe C₁₆. Somit ist das Ve. schieben, wenn die Stufe 3 oder die Stufe 2 jeder Dekade eine von der Stufe 4 dieser Dekade entgegengesetzte Polarität aufweist, stets bei Stufe 3 beendet.) Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die mittels C₁₅ bestimmte Abweichungsgröße 04,000 beträgt. Somit beträgt die angenäherte Abweichung -f-04,000. Wie vorstehend an Hand von Beispiel 5 erörtert, beträgt hier die tatsächliche Abweichung -t- 6,667, so daß die Annäherung zufriedenstellend nahe liegt.

Zusammenfassend werden folgende erfindungsgemäße Regeln zur Annäherung eines die Differenz zwischen BCD-Sollwert- und -Istwertsignalen A und B darstellenden Abweichungssignals aufgestellt:

1. Die Polarität des Abweichungssignals ist die Polarität von C_m. der höchsten, nicht Null betragenden C-Stufe.

2. Wenn C_m , Null ist oder die gleiche Polarität aufweist wie C_m, beträgt die Größe des angenäherten Abweichungssignals

ICl-I A„\,

worin ICl der absolute Wert des angenäherten digitalen Signal angenähert und die angenäherte Abweichungssignals und I A_m | der in der Tabelle 1 Differenz zum Bewirken einer geeigneten Steuerfür 1 < m < 20 angegebene absolute Wert ist. funktion benutzt wird.

3. Wenn C_n unmittelbar eine oder mehrere ununter- Dabei soll die erßndungsgemäDe Schaltung zur brochene Kette von π Stufen C_m-„ C_n, ^...C_n,-,, 5 Ermittlung von Abweichungssignalen in digitalen vorangehen, die gegenüber C_m niedrigstelliger Servovom'chtungen geeignet sein, bei weichen ein und von entgegengesetzter Polarität sind, und angenähertes Differenzsignal zwischen digitalen SoII-keine dieser η niedrigstelligeren Stufen die hoch- wert-Istwertsignalen als Steuer- bzw. Regelgröße versten Stufen einer Dekade sind, beträgt die Größe wendet wird.

des angenäherten Abweichungssignals: i° Hierbei kann es sich vor allem um numerisch

gesteuerte Werkzeugmaschinen handeln, bei weichen C = A_m-„. die Differenz zwischen der Werkzeugstellung und

4. Wenn entsprechend Regel 3 eine ununterbrochene einem Befehlssignal angenähert zum Erzeugen eines Kette aus η niedrigstelligeren Stufen mit einem Abweichungssignals für mehrere gesonderte Bereiche C_m entgegengesetzten Vorzeichen C_n, unmittelbar 15 angenähert wird, um die Werkzeugmaschine mit vervorangeht und wenn eine dieser niedrigstelligeren schiedenen Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von Stufen die höchste (vierte) Stufe in einer Dekade der Entfernung des Werkzeugs von der Soll-Stellung ist und wenn zu steuern.

Die Erfindung wird für ein Ausführungsbeispiel

a) weder die zweite noch die dritte Stufe dieser _{ao näher} beschrieben, die in Zeichnungen veranschaulicht Dekade eine von der vierten Stufe entgegen- _{js( Hierjn ZC)gt bzw ze}j_gen

gesetzte Polarität aufweist, dann wird die _F ,· _g j _ejn Blockschaltdiagramm eines logischen

Größe der angenäherten Abweichung durch Schaltungssystems nach der Erfindung, die zweite Stufe dieser Dekade von gleicher _p j _{g 2a dne ]ogisch}e Vergleichsschaltung nach der

Polarität wie die vierte Stufe sein, wobei unter _{a5 Erfindung in} blockschaltmäßiger Darstellung, dieser Bedingung die Größe durch die Regel 3 F i g. 2 b eine schematische Darstellung der logischen

und unter Betrachtung dieser ersten Stufe als Vergleichsschaltung nach F i g. 2a, Teil der ursprünglichen ununterbrochenen F i g. 3 eine schematische Darstellung einer voll-

Kette aus C_n-,, C_m-₂ usw. bestimmt wird, _stä_ncjigen logischen Vergleichsschaltung für eine Ver- ^{und wdnn} 30 glcichsstufe,

b) eine der zweiten und dritten Stufe in dieser F i g. 4a und 4b schematische Darstellungen einer

Dekade oder beide eine von der vierten Stufe vollständigen logischen Vergleichsschaltung für acht entgegengesetzte Polarität haben bzw. hat, Vergleichsstufen,

bestimmt die dritte Stufe die Größe des an- F i g. 5 eine schematische Darstellung derschaltungs-

genäherten Abweichungssignals. 35 mäßigen Weiterverarbeitung der in F i g. 4 erhaltenen

Ausgangssignale gemäß der Erfindung.

Hiei sei herausgestellt, daß die Regeln 1, 2 und 3 Es ist klar, daß es sich bei dem Ausführungsbeispiel

sowohl auf den reinen Binärcode als auch auf den nach der Erfindung um fluidische (Strömungsver-BCD-Code anwendbar sind und daß die Regeln 4 (a) Stärkerelemente ohne bewegliche Teile) elektronische, und 4 (b) nur auf den BCD-Code anwendbar sind. 40 photoelektrische, magnetische oder sonstige ähnliche Außerdem sind die bei der Festlegung dieser Regeln Schaltungen handeln kann, und daß die nachstehende verwendeten Grundgedanken nach der Erfindung Beschreibung, obwohl sie ausschließlich auf Fluidicsnicht auf die hier besonders erörterten Code begrenzt, Schaltungen gerichtet ist, lediglich veranschaulichenden sondern gelten entsprechend auch für andere Code. Zwecken dient.

Eine Begrenzung besteht insoweit als die besondere 45 In F i g. 1 ist ein besonderes Logiksystem veran-Verfahrensweise für die Signalabweichungsannäherung schaulicht, bei welchem die logische Technik nach der sich nur auf solche Code anwenden läßt, bei welchen Erfindung Verwendung findet. Die logischen Techniken den Stufen Werte von zunehmender Größe für an- nach der Erfindung sind, wie gesagt, an beliebige steigende Stufenglieder zugeordnet sind. Systeme anpaßbar, bei denen ein Vergleich digitaler

Wie aus der nachstehenden Beschreibung einer 50 Signale erfolgt. Im vorliegenden Beispielsfalle wird die Ausführungsform nach der Erfindung hervorgeht, Erfindung an Hand einer Einstellvorrichtung für eine liefert die vorstehend beschriebene Digitaltechnik numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine näher beeinen ausreichend genauen digitalen Vergleich für schrieben. iDurch eine Bandsteuerung wird dem Bandviele Anwendungsarten und beseitigt die Notwendigkeit lesegerät 13 eine vorbestimmte Bandlänge mit Bcfehlskostspieliger und komplexer Schaltungselemente wie 55 informationen (Sollwerten) für einen Einstellzyklus sie für bekannte Digitaltechniken erforderlich sind, zugeführt. Die Bandablesesteuerung kann eine Gruppe die eine direkte digitale Subtraktion durchführen. von bekannten logischen Kreisen und einen bekannten

Aus dem Vorstehenden folgt, daß die der Erfindung Bandzuführmechanismus enthalten. Durch die Bandzugrunde liegende Aufgabe darin bestand, eine logische steuerung 11 wird außerdem überprüft, ob die Befehls-Schaltung zum Vergleich von zwei digitalen Signalen 60 Stellungen (Soll-Stellungen) des vorherigen Einstellvorzuschlagen, mit der eine Annäherung an die zyklus erreicht worden sind und ob die verschiedenen Differenz der digitalen Signale, die für viele An- Vorgänge der Werkzeugmaschine richtig ausgeführt Wendungen ausreichend genau ist, mit weniger korn- worden sind. Das Bandlesegerät 13 liest die Befehlsplexen und aufwendigen Schaltungen als bisher er- informationen von dem über die Bandsteuerung ermöglicht wird. 65 haltenen Bandabschnitt ab. Zusätzlich dazu, daß das Zur Lösune dieser Aufgabe gehört die Schaffung Band während jedes Einstellzyklus eine Einstellbefehlsiiner Steuereinrichtung, bei welcher die Differenz Information liefert, enthält das Band außerdem zwischen einem feststehenden und einen: veränderbaren Informationen zur Steuerung von Hilfsfunktionen wie

Einstellgenauigkeit von einem Eintausendstel ('/„oo) Zoll (0,0254 mm) angenommen.

In den Fig.2a und 2b wird die Wirkungsweise der Vergleichsvorrichtung 15 nach F i g. 1 veran-5 schaulicht. Wie aus Fig. 2 a ersichtlich, erhält das eine beliebige einzelne Vergleichsstufe bezeichnende Vergleichselement C< aus dem entsprechenden Bit des Befehlswortes A am Lesegerät 13 und dem Stellungswort B an dem Wandler 17 je ein Eingangssignal

beispielsweise die Überwachung des Werkzeugmaschinenbetriebes, wobei das Bandlesegerät 13 entsprechende Befehle abgibt. Eine Befehlsinformation wird in paralleler Form als ein 20-Bit binärcodiertes Dezimalwort (BCD-Wort) in die Verglejchsvorrichtung 15 übertragen. Es ist klar, daß ein dreidimensionales Einstellen des Werkzeuges bei Verwendung von drei gesonderten digitalen Wörtern erfolgen kann, von welchen jedes einen Positionsbefehl auf einer

anderen Achse darstellt. Zur Vereinfachung handelt io und Bt. Das Vergleichselement Q, von dem 20 Stück es sich im Beispielsfalle nur um einen eindimensionalen erforderlich sind, wenn die Signale A und B je 20 Bits Betrieb, so daß nur ein digitales Befehlswort zu- lang sind, erzeugt vier Ausgangssignale, und zwar geführt wird. Die nachstehend noch im einzelnen zu ein +-Signal, wenn Λ< >Β, ist, ein —Signal, wenn beschreibende Vergleichsvorrichtung 15 erhält parallel Bi>Ai ist, ein 0-Signal, wenn A₁ = Bt = 0 ist und ein aus einem bekannten Analog-Digitalwandler 17 mit 15 0-Signal, wenn A< = Bt = 1 ist.

Rückkopplung ein weiteres 20-Bit-BCD-Signal. Der F i g. 2 b zeigt in schematischer Weise die einzelnen

Wandler 17 erzeugt eine fluidisches (oder elektro- Bestandteile eines Vergleichselementes oder Blockes C< nisches, photoelektrisches od. dgl.) Istsignal in Ab- und die Verknüpfungen für die entsprechenden Einhängigkeit von der Stellung einer zu steuernden Vor- gangs- und Ausgangssignale. Wie hier gezeigt, werden richtung oder eines Werkzeuges. Ein solcher Wandler ao die Signale At und Bi den beiden Eingängen 25 und 27 ist in der USA.-Patentschrift 3 239 142 beschrieben. eines fluidischen UND-Gliedes 23 zugeführt. Das Hiernach kann die zu steuernde Vorrichtung oder das UND-Glied 23 kann von der Bauart sein, wie sie in Werkzeug umlaufen (wobei dann der Vergleichs- dem im Februar 1963 veröffentlichten »The Society of vorrichtung Winkelstellungssignale zugeführt werden) Instrument Technology« Aufsatz »Fluid Logic Devise oder sich geradlinig verstellen. In jedem Fall liegt die 25 and Circuits« von A. E. M i t c h e 11 u. a. (Fig. 4a) der Vergleichsvorrichtung 15 aus dem Wandler 17 beschrieben ist, bei welcher die Eingänge A und B und zugeführte Information in BCD-Form vor. Die Vergleichsvorrichtung 15 vergleicht die beiden aus dem
Lesegerät 13 und dem Wandler 17 erhaltenen Signale,
um ein 'lie Differenz zwischen den beiden Signalen 30
darstellendes Abweichungssignal zu erzeugen. Für
bestimmte Differenzen werden zwischen diesen Signalen
verschiedene gesonderte Abweichungssignalhöhen erzeugt, um einen Antriebsmechanismus 19 mit jeweils
unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Betrieb zu 35 B₁ — 1 und Ai- 0, dann ist am Ausgangsdurchlaß 31 setzen. Der Antriebsmechanismus 19 kann ein Motor ein — (Strömung nicht vorhanden). Sofern At und Bi

beide binär 0 sind, ist an keinem Eingang 25, 27 des UND-Tores 23 und an keinem der Ausgänge 29, 31 eine Strömung. Wenn A₁ und B₍ beide binär 1 sind

des Motors 19 nähert sich das aus dem Wandler 17 40 (an beiden Eingängen 25, 27 ist eine Strömung vorempfangene Stellungssignal an der Vergleichsvorrich- handen), dann erscheint am Ausgang33 eine Strömung lüng 15 dem Wert des an der Vergleichsvorrichtung 15 während an den +- und —-Ausgängen 29 und 31 aus dem Lesegerät 13 erhaltenen Befehlssignals. Dabei keine Strömung ist.

werden die von der Vergleichsvorrichtung abgegebenen Die Eingänge Ai und Bt werden außerdem den

Ausgar.gssignale entsprechend vorbestimmten Signal- 45 Eingängen 37 und 39 eines EXCLUSIV-ODER-diffcrenzgrößen zwischen den Befehls- und den Gliedes 35 zugeführt. Das ODER-Glied 35 kann von Stellungssignalen schrittweise kleiner. Wenn beispiels- der ^:n der vorerwähnten Mitchell-Veröffentlichung, weise ein Antrieb mit vier Geschwindigkeiten ver- F i g. 4b, beschriebenen Bauart sein, bei welcher die langt wild, kann das Werkzeug bei eine erste Signal- Eingänge A und B und die Ausgänge A ■ B und diffcrenz überschreitenden Abweichungssigr.alen z. B. 50 A-BYA-B den Eingängen 37 und 39 bzw. den mit bestimmten Geschwindigkeiten von 1200 Zoll Ausgängen 47 bzw. 45 des ODER-Gliedes 35 nach (30,480mm) pro Minute angetrieben werden. Bei Fig. 2b entsprechen. Wenn A₁ = 1 und Bi = 0 ist, Signalen, die unter dieser ersten Signaldifferenz, jedoch wird dem Eingang 37 ein Strom zugeführt, der über oberhalb einer bestimmten zweiten Signaldiffercnz den Durchlaß 41 zu dem Ausgang 45 des ODER-liegen, kann das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit 55 Gliedes 35 fließt. Wenn Bi — 1 und Ai = 0 ist, wird von 120 Zoll (3,048 mm) pro Minute angetrieben die Strömung dem Eingang 39 des ODER-Gliedes werden. In dem Bereich zwischen dem zweiten vor- zugeführt, so daß sie über den Durchlaß 43 zum Ausbestimmten Wert und einer dritten Signaldifferenz gang 45 strömen kann. Wenn At und Bi beide = 0 kann die Geschwindigkeit auf 12 Zoll (304,8 mm) pro sind, bestehen an den Eingängen 37 und 39 keine Minute verringert werden. Bei Abwcichungssignaleii, 60 Strömungen. Daher ist am Ausgang45 des ODER-die kleiner als die dritte Signaldifferenz sind, kann der Gliedes keine Strömung vorhanden. Wenn At und Bt Motor mit 1,2ZoIl (30,48 mm) pro Minute ange- beide = 1 sind, treten an beiden Eingängen 37 und 39 trieben werden. Sobald der Unterschied zwischen dem des ODER-Gliedes 35 Flüssigkeitsströme auf, worauf-Befehlssignal und dem Stellungssignal entsprechend hin am Ausgang 47 eine Strömung erscheint. Somit der einstellbaren Genauigkeit der Werkzeugmaschine 65 besteht am Ausgang 47 keine Strömung, wenn nur At Null oder nahe Null ist, bleibt der Motor stehen, da oder nur Bi = 1 sind. Der Ausgangsstrom am Austich das Werkzeug dann in der Sollstellung befindet. gang45des ODER-Gliedes 35 wird dem Eingangeines Im Beispielsfalle wird ohne eine Beschränkung eine Verstärkers 49 zugeführt, der von der in der Zeit-

die Ausgänge A ■ B, A ■ B und A ■ B den Eingängen 25 und 27 bzw. den Ausgängen 31, 33 und 29 des UND-Gliedes 23 entsprechen.

Es wird hier z. B. vorausgesetzt, daß die binäre 1 durch das Vorhandensein einer Strömung und die binäre 0 durch das Fehlen der Strömung dargestellt sind. Ist Ai - 1 und Bt = 0, dann ist am Ausgang 29 des UND-Gliedes ein + (Strömung vorhanden). Ist

zum Verstellen der Werkzeugmaschine 21 sein. Mit der Verstellung der Werkzeugmaschine 21 in Richtung auf eine Soll-Stellung unter Zuhilfenahme

schrift »Fluidics«, 1965, S, 243, F i g. 2, beschriebenen Bauart sein kann, bei welcher die Steuerdüse A und die Ausgänge A und A dem Eingang bzw. den Ausgängen F53 und F51 des Verstärkers 49 nach F i g, 2 b entsprechen. Ein Signal am Signal am Ausgang 45 führt zu einem verstärkten Ö-Signal am Ausgang 51 des Verstärkers. Bei 51 ist ständig ein Signal, wenn Ai oder Bi — 1 sind. Beim Fehlen eines Signals am Ausgang 45 erscheint am Ausgang53 ein verstärktes O-Signal, was anzeigt, daß Ai und ß, entweder beide — 0 sind oder beide = 1 sind. Es zeigt sich also, daß bei Verwendung der drei logischen Fluidic-Gliedcr 23, 35, 49 vier verschiedene Ausgangssignale aus dem Block G nach F i g. 2a erhalten werden können.

F i g. 3 ist eine schematische Darstellung einer vollständigen Vergleichs- und Codiervorrichtung 15 nach Fig. 1, wobei das Vergleichselement C₁ mit den Eingangssignalen A- und ß, die in F i g. 2a und 2b erläuterten Ausgangssignale -·,·, Öi, t 1, O₁- abgibt. Das — f-Ausgangssignal wird dem Eingang 57, des fluidisehen NOR-Gliedes55₍zugef ührt. Das NOR-Glied kann von der in F i g. 1 der USA.-Patentschrift 3 240 2iy dargestellten Bauart sein. Außerdem wird das —,-Ausgangssignal der C₁.,-Stufe zugeführt als Anzeige dafür, daß Bi>Ai ist. Das -hi-Ausgangssignal G_M des Vergleichselementes Cf wird dem Eingang67;des NOR-Gliedes 66,- zugeführt. Das NOR-Glied 66, ist vorzugsweise von der gleichen Bauart wie das NOR-Glied 55,. Außerdem wird das ί-ί-Ausgangssignal des Vergleichselementes C,- der Cj^-Stuftr zugeführt. Das 0,-Ausgangssignal aus dem C,- Element wird den Eingängen 59, und 69, der NOR-EIemeUe 55, bzw. 66, zugeführt. Der Ö<-Ausgang wird dem Eingang 61,· des ODER-Gliedes 60( zugeführt. Das ODER-Glied 60, kann von der in F i g. 1 der vorerwähnten USA.-Patentschrift 3 ?40 219 beschriebenen Bauart sein. (Es ist klar, daß gemäß der Beschreibung in Spalte^l). Zeilen 30 bis 34, der Patentschrift den ODER-Gliedern dieser Bauart zusätzliche Steuerdüsen hinzugefügt werden können). Ein öi.,-Signal aus der Stufe C,,, wird den Eingängen 58,- und 68; des NOR-Gliedes 55, bzw. 661 und außerdem dem Eingang 63; des ODER-Gliedes 50,· zugeführt. Dieses Signal zeigt an, daß für irgendeine Stufe, die höherstelliger als C₁ ist, ein Nicht-Null-Zustand besteht und \sird an der Stufe C,- +5 unmittelbar aus einem (nicht dargestellten) Ausgangsdurchlaß 62,, 1 der Stufe C₁₁, aufgenommen, der dem Ausgangsdurchlaß 62,., der Stufe C des ODER-Gliedes 60( in der Stufe Ci entspricht.

Ein Ausgangssigral am Ausgang 56/ des NOR-Gliedes 55< wird einem Eingang 71,- des ODER-Gliedes 7Of zugeführt. Außredem wird ein Ausgangssignal am Ausgang 65( des NOR-Gliedes 66, zum Eingang 75, des ODER-Gliedes 77, geführt. Das ODER-Glied 70, und das ODER-Glied 77( sind vorzugsweise von der gleichen Bauart wie das ODER-Glied 60/. Ein zusätzliches Eingangssignal für das ODER-Glied 70, wird aus der Cd,-Stufe dem Eingang 78( zugeführt und ist vorhanden, wenn C,_t, positiv (■( ,,ι) und Cx negativ ( —() ist. Ein Ausgangssignal aus dem ODER-Glied 70,-erscheint am Ausgang 73*. Entsprechend hält das ODER-Glied 77( ein zusätzliches Eingangssignal am Eingang 76|, das ebenfalls aus der Ci, ,-Stufe zugeführt wird und den Zustand darstellt, das Ci,, negativ ( ,.,) und Cj positiv ( j ,) ist. Das Ausgangssignal aus dem ODER-Glied 77₍ erscheint am Ausgang 74f. Die Ausgangssignale an den Ausgängen 73₍ und 74,· werden den jeweiligen Eingängen 81₍ bzw. 88, der ODER-Glieder 80( bzw. 85, Sugeführt. Die bedingten Tore 80' und 85( können von der in F i g. 1 der USA.-Patentschrift 3 240 219 beschriebenen Bauart sein. Dabei wird die Stuerdüse nicht benutzt und kann nach Bedarf offen oder verschlossen sein. Der Ausgang 84₍ des Gliedes 80< ist so angeordnet, daß er am Eingang 81, einen Strom aufnimmt. Ein zusätzliches Eingangssignal -,-, aus der Ci-,-Stufe wird dem Eingang 82, des bedingten Tores 80, zugeführt. Dieses Signal ist vorhanden, wenn ß,-, des Ai , des A₁ , ist. Der Eingang 82, ist so angeordnet, daß der ihm zugeführte Fingangsstrom einen am Eingang 8l₍ des bedingten Tores 80, auftretenden Eingangsstrom ablenkt, um am Ausgang 83, einen Ausgangsstrom zu erhalten. Der Ausgangsstrom am Ausgang 83,· wird dem Eingang 78,.., der C,-,-Stufe zugeführt, der dem Eingang 78, des ODER-Gliedes 70, in der G-Stufe ouspricht. In «leicher Weise wird ein zusätzliches Eingangssignal dem bedingten Tor 85, am Eingang 86, zugeführt. Dieses Eingangssignal stammt aus der Stufe C, , und ist vorhanden, wenn Ai ,>Βι , ist. Das Eingangssignal 86,- ist normalerweise so gerichtet, daß es einen am Eingang 88, auftretenden Strom zu dem Ausgang 89, des bedingten Tores 85, ablenkt. Das Ausgangssignal am Ausgange*/, wird der C₁ ,-Stufe an einem (nicht dargestellten) Eingang 76, , eines (nicht clarsiestellten) ODER-Gliedes 77, , entsprechend dem Eingang 76, des ODER-Gliedes 77,· in der G-Stufe zugeführt.

Es sei bemerkt, daß das Ausgangssignal · Λ, am Ausgang 84,· und das Ausgangssignal B₁ am Ausgangsdurchlaß 87, die Ausgangssignale der C₁-Stufe darstellen. Das heißt, eines dieser Signale ist vorhanden, wenn die nachstehend noch näher zu beschreibenden logischen Bedingungen vorschreiben, daß die C-Stufe die Größe des durch die Vergleichs- und Codiervorrichtung nach F i g. 1 erzeugten angenäherten Abweichungssignale bestimmt.

F i g. 4 zeigt in schematischer Darstellung acht Stufen der Vergleichs- und Codiereinheit 15. /ur Vereinfachung der Beschreibung der Vorrichtung sind nur zwei Dekaden (acht Stufen) dargestellt, wobei klar ist. daß die verbleibenden drei Dekaden (12 Stufen) oder mehr, sofern bei besonderen Anwendungen notwendig, in gleicher Weise wechselseitig miteinander verbunden sind und in übereinstimmender Weise arbeiten. Es ist leicht ersichtlich, daß jede der dargestellten Stufen im wesentlichen die gleiche ist wie die in F i g. 3 veranschaulichte Stufe C₁-. Wo es bei der nachfolgenden Beschreibung angebracht ist, werden die in F i g. 3 benutzten Bezugs/eichen entsprechenden Elementen nach F i g. 4 zugeordnet, jedoch unter Hinzufügung einer die besondere Stufe angebenden tiefgestcllten Ziffer, zu der das Element gehört, an Stelle des in F i g. 3 benutzten ticfjzcstelllen /.

Die zu beschreibende erste Betriebsart betrifft die vorstehend herausgestellten Regeln 1 und 2 und sorgt für die Bestimmung der Polarität und der angenäherten Größe des Unterschiedes zwischen dem Bcfehlssignal,/ und dem Stellungssignal B, wenn der höchststelligcn, nicht Null betragenden C-Slufe nicht unmittelbar nicdrigerstellige Stufen von entgegengesetzter Polarität vorausgehen. Am Anfang erzeugt die höchstslelligc, nicht Null betragende C,-Stufe (C,,,) ein Signal, welches alle den niedrigersiclligen C,-Stufen zugeordnete logische Schaltungen sperrt. Wenn beispielsweise die Signale /I₈ und ß_s an der Vcrgleichsstufe C₈ nicht gleich sind, wird das Ausgangssignal O₈ erregt. Dieses

Signal erscheint am Eingang 6I₈ des ODER-Gliedes 60_a, Das ODER-Glied 6O₈ erzeugt einen Ausgang, sofern irgendwelche seiner Eingänge erregt werden, so daß im vorliegenden Beispiel am Ausgang 62_a ein Ausgangssignal auftritt. Das Signal von dem Auslaß 62₈ wird der Stufe 7 zugeführt, wo es an die Eingänge 58„ 68, und 63, der NOR-Glieder 5S₇, 66, bzw. 60, angelegt wird. Das NOR-Glied arbeitet so, daß es nur dann ein Ausgangssignal erzeugen kann, wenn keiner seiner Eingänge erregt ist. Auf diese Weise dient das Signal an dem Ausgang 62„ zum Sperren der beiden NOR-Glieder 55, und 66,. Außerdem macht das Signal am Ausgangsdurchlaß 62₈ das ODER-Glied 60, über den Eingang 63, wirksam, um am Ausgang 62, ein Signal zu erzeugen. Das Ausgangssignal am Ausgang 62, wird seinerseits der Stufe 6 »ugeführt, wo es den Eingängen 58₆ und 68_B der NOR- <jlieder55_e bzw. 66₆ zugeführt wird, so daß diese NOR-Glieder gesperrt werden. Außerdem wird das Signal aus dem Durchlaß 62, dem Eingangsdurchlaß 63β des NOR-Gliedes 6O₆ zugefühu zum Erzeugen eines Ausgangssignals am Ausgang 62_O· des ODER-Gliedes 6O₆. Das am Durchlaß 62₆ auftretende Signal kann über alle niedrigerstelligen Stufen weitergeführt werden, wo es die NOR-Glieder 55 und 66 sperrt und die ODER-Glieder 60 dieser Stufe in mit der an ! land der Stufen 6 und 7 beschriebenen Weise wirksam macht. Es sei bemerkt, daß das ODER-Glied 6O₇ durch ein Eingangssignal am Eingang 6I₇ wirksam gemacht werden kann, sobald A- S₇, um ein Ö₇Signal abzugeben, wobei außerdem das ODER-Glied 6O₆ durch ein Eingangssignal am Eingang wirksam gemacht werden kann, sobald A_e - B_fl, um ein Signal Ö« zu erzeugen. Da das gleiche Verhältnis an jeder Stufe besteht, ist klar, daß eine Ungleichheit der Eingangssignale A% und Bi an jeder beliebigen Stufe Ct ein Ausgangssignal Ö( erzeugt, das alle Stufen mit einer niedrigeren Stelle als Ct zugeordneten NOR-Glieder 55f-i, 55t-j, usw. ... 55(-.<-,, und 66, ,; //j ₂ usw. . .. 66j (_M sperrt. Somit sperrt eine Ungleichheit der Stufe 8 die NOR-Glieder in den Stufen 7 bis 1, eine Ungleichheit der Stufe 7 die NOR-Glieder in den Stufen 6 bis 1 usw. Demzufolge weist nur die höchststellige, nicht Null betragende Cf-Stufe ein nicht gesperrtes NOR-Glied (55j oder 66|) auf. Im Hinblick darauf wird deshalb, wenn bei dem vorliegenden Beispiel angenommen wird, daß Λ₈ 1, Z?₈ 0 ist, das I-„-Signal erzeugt. Dabei ist das NOR-Glied 55₈ das einzige der NOR-Glieder 55; und 66( (alle Stufen) zum Erzeugen eines Ausgangssignals. Dem ist so, weil sämtliche NOR-Glieder in den Stufen 7 bis I wie vorstehend beschrieben gesperrt sind, da das NOR-Glied 66_H durch das I ₈ (/I₈>ß₈)-Signal, d<i.-> am Eingang 67_R anliegt, gesperrt ist und weil weder _H{B_H .-A₁₁) noch 0„(/)_s ZJ₈) am Eingang 57 „ bzw. 59_S zum Sperren des NOR-Gliedes 55_K vorhanden ist. Folglich ist am Ausgang 56_H des NOR-Gliedes 55„ ein Ausgangssignal vorhanden, das als Eingangssignal an dem Eingang 7I₈ des ODER-Gliedes 70„ angelegt wird. Dadurch wird das ODER-Glied 7O₁₁ wirksam, um am Ausgang 73_R ein Ausgangssignal zu erzeugen, das seinerseits dem Eingang 81„ des bedingten Tores 8O₈ zugeführt wird. Fehlt im Beispielsfalle am Eingang 82₈ des Tores 80„ ein Signal, so erscheint am Ausgang 84„ ein Signal, das seinerseits das I ,080-Ausy.ngssignal liefert. Das Fehlen eines Signals am Eingang 82„ des bedingten Tores 80_s beruht auf der a !!genommenen Bedingung, daß die Stufe C₁ nicht von einer der Stufe C₈ entgegengesetzten Polarität ist und deshalb das Signal —, durch die Stufe C, nicht erzeugt wird. Die Arbeitsweise des Systems für Bedingungen beim Vorhandensein dieses Signals ist nachstehend im einzelnen beschrieben. Für Zwecke dieses Beispiels ist jedoch das +,080-Signal das einzige Ausgangssignal des Systems für die logische Schaltung. Dies läßt sich besser verstehen durch Betrachtung der folgenden bestehenden Bedingungen. Jedes der NOR-Glieder 66, bis 66_e ist wie vorstehend beschrieben gesperrt, so daß Eingangssignale zu den ODER-Gliedern 77, bis 77₈ über diese NOR-Glieder ausgeschlossen sind. Außerdem erzeugt das ODER-Glied 77₈, da es nur einen Eingang hat und da dieser Durchlaß nicht durch ein Signal erregt ist, kein Ausgangssignal und liefert folglich am Eingang 85₈ des bedingten ODER-Gliedes 88„ kein Eingangssignal. Beim Fehlen eines Eingangssignals am Eingang 85₈ kann niemals an einem Jer Ausgänge 87 „ und 89₈ des bedingten logischen Toivs 88₈ ein Ausgangssignal vorhanden sein. Das Fehlen ein^s Ausgangssignals am Ausgang 87„ schließt die Existenz des - 080-Ausgang.ssignals des Systems aus. Ferner verhindert das Fehlen eines Ausgangssignals am Ausgang 89_H das Erregen des Eingangs 76, des ODER-Gliedes 77₇. Da der Eingang 75, des ODER-Gliedes 77, in entsprechender Weise unerregt ist, ist am Ausgang 74₇ des ODER-Gliedes 77, kein Signal vorhanden. Somit kann kein Eingangssignal am Eingang 85₇ des bedingten Tores 88, vorhanden sein, und es wird folglich keiner der Ausgänge 87₇, 89, des Tores 88₇ erregt. Das Fehlen eines Signals am Ausgang 87₇ schließt das Ausgangssignal im Ü,040-System aus, wobei das Fehlen eines Signals am Ausgang 89, bewirkt, daß an den Stufen 1 bis 6 Ausgangssignale in ähnlicher Weise ausgeschlossen werden, entsprechend wie beim Fehlen eines Signals am Ausgang 89„ veranschaulicht worden ist. um das ,040-Signal auszuschließen. Entsprechend werden die Ausgangssignale +,001 bis f-,040 ausgeschlossen, solange das - ,-(5,>/f,)-Signal an der Stufe 7 nicht erzeugt wird (C,,,-. hat eine nicht von Cm entgegengesetzte Polarität). Somit erhalten die ODER-Glieder 70, bis 70, keine Eingangssignal aus den ihnen jeweils zugeordneten gesperrten NOR-Gliedern 5O₁ bis 55, oder aus dem Ausgang 83, der nächsthöhcrslclligcn Stufen.

Da im vorstehend beschriebenen Beispiel für A_s>ß_H das Ausgangssignal des erregten Systems | .080 ist. beträgt die in Tabelle 1 aus A_H erhaltene angenäherte

So Abweichung ' 00,080 ohne Rücksicht auf die Zustände der Stufen C₁ bis C_ri, und unter der Voraussetzung, laß C₇ sich nicht in dem -Zustand (ö_s -A₁₁) befindet.

Die nächste zu beschreibende Betriebsart betrifft die

S5 vorstehend festgesetzte Regel 3 und sorgt für die Korrektur des Abwcichungssignals, sobald die höchslcnichl Null betragende CyStufc (C,,,) von änderet Polarität ist als eine oder mehrere der unmittelbai vorangehenden niedrigerstelligen d-Stufen. Für die Zwecke dieser Beschreibung sei angenommen, daß wie vorstehend, /I₈ - 1, ß₈ = 0 ist. Bei Betrachtum des NOR-fjIiedes55₈ in der Stufe 8 zeigt sich, dal. die Signale an den Auslässen 57₈ und 59„, - ₈ bzw. 0 nicht vorhanden sind und deshalb das NOR-Glici 55_sf/, Ausgang 56„ ein Signal erzeugt. Andererseits is das einzige Ausgangssignal aus der C_N-Slufc da Signal ■(■„, das anzeigt, daß A„ größer ist als B_n. Da Signal am Ausgangsdurchlaß 56„ macht das ODER

Glied 70, wirksam, um in vorstehend beschriebener Weise am Eingang 81, des bedingten Tores 80, ein Signal zu erzeugen. Wenn nunmehr angenommen wird, daß die Stufe C_m_, (C₇) von der Stufe C_n. (C₈) eine entgegengesetzte Polarität hat, dann ist fl,>/(₇, und das —,-Signal wird durch die Stufe C₇ dem Eingang 82, des Tores 80, zugeführt. Ein solches Signal lenkt das Signal am Eingang 81, in Richtung auf den Ausgang 83, ab, wobei das Ausgangssignal am Ausgang 84, verschwindet. Somit äußert sich der Polaritätswechsel der Stufe C_m(C_t) auf C_n-I(C₁) in einem Signal, welches das t ,080-Signal sperrt, obwohl A_t>B_t. Jetzt lassen sich die logischen Bedingungen für die Ausgänge 84, und 83, des bedingten Tores 80, wie folgt festsetzen:

a) Sofern A₈ nicht größer ist als ß„ ist an keinem der Auslässe 84 oder 83 ein Ausgang vorhanden.

b) Sofern A₈ größer als B₈ und B₁ nicht größer als A₁ ist, ist am Auslaß 84, ein + ,0,80-Ausgangssignal vorhanden, das anzeigt, daß die Größe von ^a0 Signal C (Gemäß Regel 2) die unbedingte Größe von Ag ist.

c) Sofern A₈>B₈ und B₁>BA₁ ist, ist an dem Ausgang 84, kein Signal vorhanden, so daß /1„ nicht die Größe von Signal C steuert. Statt dessen *⁵ steuert A₁ bedingt die Größe von Signal C, was durch das Vorhandensein des Signals bei 83, (gemäß Regel 3) angezeigt wird.

Das Ausgangssignal am Ausgang 83_g wird der Stufe 7 am Eingang 78₇ des ODER-Gliedes 7O₇ zugeführt, um ein Ausgangssignal am Ausgang 73₇ zu erzeugen, das an den Eingang 8I₇ des Tores 8O₇ zur Abgabe eines +,040-Ausgangssignals am Ausgang 84₇ vorbereitet wird, solange am Ausgang 82₇ kein — ,-Eingangssignal aus C, empfangen wird. Wie vorstehend für den Eingang 82, des bedingten Tores 80, erläutert ist, ist nur dann ein Signal am Ausgang 82-, wenn das /^-Eingangssignal für die nächstniedrigerstellige Stufe C₈ größer ist als das .4_e-EingangsiignaI für dieses Stufe. Wenn das —,-Signal vorhanden ist, gibt es kein Ausgangssignal am Durchlaß 84„ jedoch ist statt dessen am Ausgang 83₇ ein Ausgangssignal vorhanden, das dem ODER-Tor 70, zugeführt wird, um seinerseits am Eingang 81, des bedingten Tores 80, ein Eingangssignal zu liefern. Somit verlegt ein Polaritätswechsel zwischen C_m (der höchsten, nicht Null betragenden Q-Bitstufe) und C_n^ die Steuerung zur Bestimmung der Größe von C_m auf C_m-\ oder irgendeine niedrigerstellige Stufe, wenn die Polarität von Cm-i in diesen niedrigerstelligen Stufen fortbesteht. Dieses Schaltungsverhalten läßt sich am besten an Hand eines spezifischen Beispiels erläutern. ndfen i

Beispiel 7

Es sei A_B>B_S; B₇>A₇; B_t>A_t; A₅=B₅. Gemäß Regel 3 der vorstehend aufgestellten allgemeinen Regeln ist klar, daß die Größe des C-Abweichungssignals durch die Stufe 6 gesteuert werden muß, während die Polarität durch Stufe 8 bestimmt werden muß und in Richtung A (oder+) liegt. Bei Überprifung der Schaltung zur Feststellung, ob dies tatsächlich durchgeführt ist, stellt man fest, daß das am Eingangsdurchlaß67g auftretende + ,-Signal das NOR-Glied 66₈ sperrt. Das 0₈-AusgangssignaI der Stufe C₈ ist nicht vorhanden und das — ,-Ausgangssignal von C₈ ist ebenfalls nicht vorhanden, so daß das NOR-Glied 55, nicht gesperrt ist und am Ausgang 56, ein Signal vorhanden ist. Dieses Signal erregt das ODER Glied 70„das seinerseits ein Signal für den Eingangs anschluß 8I₈ des bedingten Tores 80, liefert. Außerderr wird der 0₈-Ausgang der Stufe C, an das ODER Glied 6O₈ angelegt, um am Durchlaß 62₈ ein Ausgangs signal zu erzeugen. Wie vorstehend beschrieben, wirki dieses Signal in Verbindung mit den verschiedener ODER-Gliedern 60 in den Stufen 2 bis 8 ein, um die NOR-Glieder 55 und 66 in jeder der Stufen 1 bis / zu sperren. Gemäß der aufgestellten Hypothese sind die Zustände der Eingänge A₁ und B₁ der Stufe 1 derart, daß Β_η>Α-, ist. Somit tritt das -,-Ausgangs signal aus der Stufe C₇, während die Ausgangssignale der Stufe C₇ infolge der gesperrten NOR-Glieder S5_; und 66, unterbunden sind, am Eingang 82„ des bedingten Tores 8O₈ in der Stufe C₈ auf. Das Signal am Eingang 81, wird dadurch zum Ausgang 83, abgelenkt und tritt am Ausgang 78, der ODER-Glieder 70, in der Stufe 7 auf. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 70, tritt am Eingang 81, des bedingten Tores 8O₇ als Eingangssignal auf? Da S, größer ist als Λ,, wird außerdem von der Stufe C_e ein -,-Signal erzeugt, das am Eingang 82₇ des bedingen Tores 8O₇ der Stufe 7 auftritt. Das Signal bewirkt, daß auf den Ausgang 83, ein Signal erscheint. Das Ausgangssignal am Ausgang 83, wird an den Eingang 78, des ODER-Gliedes 70, in der Stufe 6 angelegt. Somit wird das ODER-Glied 70, erregt, um ein Signal am Eingang 81, des bedingten Tores 8O₆ zu erzeugen. Gemäß der vorerwähnten Hypothese A_h -= fl_s wird das -s-Ausgangssignal der Stufe C₅ nicht erregt und am Eingang 82, des bedingten Tores 80, tritt kein Eingangssignal auf. Auf diese Weise kann das am Eingang 81, auftretende Strömungssignal ungehindert zu dem Ausgang 84, gelangen, so daß ein + ,020-Ausgangssignal des Systems entsteht, welches die Größe und die Polarität des angenäherten Abweichungssignals bestimmt.

Um nachzuweisen, wie das System nach F i g. 4 mit den Erfordernissen der Regel 4 übereinstimmt, wenn eine der Stufen C_m_„ C_m_₂ usw. die höchststellige Stufe einer Dekade ist, wird das nachstehende Beispiel 8 zu Hilfe genommen.

Beispiel 8 Es sei angenommen, daß:

/1_?>5₈; β₇>Λ,; B_e>A_t: B_b>A_b und B_X>A_A ist. Diese Bedingungen führen zu einem dem vorstehend beschriebenen Beispiel entsprechenden Zustand, an welchem ein Signal am Eingang 81, des bedingten Tores 80, auftritt. Jedoch wird im vorstehenden Beispiel, da B_b>A_A, das Signal -₅ an der Stufe C₅ erzeugt, worauf es am Eingang 82, der Stufe 6 auftritt, um den am Austritt 81, auftretenden Strom vom Austritt 84, in Richtung auf den Austritt 83_g abzulenken, so daß das +,020-Ausgangssignal des Systems vom Ausgang 84, beseitigt wird. Das Signal am Ausgane 83, wird dem ODER-Glied 7O₅ der Stufe 5 am hingani zugeführt. Damit erzeugt das ODER-Glied 70, ein Signal am Ausgang 73₅, das an den Eingang 81_S des bedingten Tores 8O₅ angelegt wird. Da gemäß den gegebenen Bedingungen B_t>A, ist, wird durch die Stufe C₄ ein —₄-Signal erzeugt und an 82₅ des bedingten Tores 8O₅ angelegt, um das am Eineangsdurchlaß 8I₅ vorhandene Signal in Richtung auf den Ausgang 83_S abzulenken. Es sei bemerkt, daß die Stufe C₄ in der durch die Stufen C₁ bis C₄ bestimmten Dekade die höchsic Stufe ist und daß die Stufe C-.

die die Größe des Ahweichungssignals ( · ,010-Ausgangssignal des Systems) bestimmende Stufe gewesen wäre, wenn an der Stufe C₁ kein ,-Signal erzeugt worden wäre. Somit enthält die Kette aus den der höchsten, nicht Null beiragenden Stufe C₁₁, (C_s) voran- gchcni'i n. und ihr in ihrer Ploarität entgegengesetzten Stufen (Ι,, ,. C₁₁₁ ., usw. die höchste Stufe (C₁) einer Dekade (Dekade 1). Gemäß der vorstehend aufgestellten Regel 4 muß eine solche Bedingung /u einem Verschieben auf die zweit- (C₂) oder dntl- (C₁) höchste Stufe dieser Dekade in Abhängigkeil von dem Zustund dieser Stufen führen Zunächst sei angenommen, daß beide Stufen C₂ und C_;f im Null-Zustand (Oi sind (I₂ B₁: A₃ ß_;1). Unter diesen Bedingungen \sird das Signal am Ausgangsdurchlaß 83-, dem I in· gang 101 eines OR-NOR-Gliedes 100 zugeführt.

Das OR-NOR-Glied 100 kann von der in fig. I der USA.-Patentschrift 3 240 219 beschriebenen Rauart sein. Dieses Glied arbeitet so. daß ein Signal am Eingang 101 am Ausgang 104 auftritt, wenn an keinen der F.ingänge 102 und 103 ein Signal vorhanden ist. Wenn an einem der Eingänge 102 oder 103 ein Signal angelegt wird, wird das Signal am Γ ingang 101 in Richtung auf den Ausgang 105 abgelenkt. Der F.ingang 102 ist so angeschlossen, daß er ein ^: ,-Signal aus der Stufe C₂ aufnimmt, während der F.ingang 103 so angeschlossen ist. daß er ein ■ _:,-Signal aus der Stufe C₁ aufnimmt. Da angenommen worden war, daß Λ., B₁ und .·!;, B₁ ist. ist keines der Signale ^! , oder · _:. vorhanden, und das hingangssignal kann am Fin gang 101 unabgelenkt zu dem Ausgang 104 des OR-NOR-Gliedes 100 gelangen. Gemäß der Regel Ja wird das \usgangssitnial am Ausgang 1.04 an die Siufe C. und /war an den Hingang 72 des ODER-Gliedes 7O₂ angelegt, um dieses Glied zu erzeugen und am Ausgang 73, ein Ausgangssignal zu erzeugen. Dieses Signal win! seinerseits dem Eingang 81, des bedingten Tores 80, zugeführt. Dann geht der Betrieb, wie vorstehend beschrieben, weiter, als ob die Stufe C₂ ein Teil der ununterbrochenen Kette aus den Stufen C,„ ,. Cm , usw. mit C,„ entgegengesetzter Polarität wäre. Wenn also in der Stufe C, (B₁ '-A₁) ein ,-Signal erzeugt wird, so wird (.las Signal am Durchlaß 8I₂ in Richtung auf den Ausgang 83, abgelenkt, der seinerseits das ODER-Glied 70, erregt, um ein .001 Ausgangssignal des Systems zu erzeugen, so daß die Stufe Cι zur größenbestimmenden Stufe gemacht wird. Andererseits wird bei nicht vorhandemeni -Signal das Signal am Durchlaß 8I₂ nicht abgelenkt, und es ergibt sich ein .002-Ausgangssignal des Systems aus der Stufe C₂.

Sofern im vorstehenden Beispiel an Stelle von C₂ 0. C₁ 0 an einer oder an diesen beiden Stufen ein · -Signal erzeugt worden wäre, hätten sich daraus etwas andere Resultate ergeben. Dies wird erläutert in der Annahme, daß die Stufe C_n ein t ,-Signal M₃ >#<> erzeugt Eingangs muß herausgestellt werden, daß. sofern durch die Stufe C, (β₄>Λ,) ein ,-Signal erzeugt wird, weder C₃ noch C₂ sich im ( )-Zustand befinden kann, da keine Bedingung für die erste Dekade des ß-Signals (Stufen 5, bis S₄) veranlassen würde, einen größeren Wert als die Dezimalziffer 9 zu haben. Folglich können sich C₁ und C₂. wenn C₁ negativ ( ) ist. nur im Zustand ( · ) oder 0 befinden. Zurückkommend auf das Beispiel tritt, wenn C₃ ein r ^-Signal [A_x B_x) erzeugt, am F.ingangsdurchlaß 103 -⁴Cs OR-NOR-Gliedes 100 ein Signal" auf. welches das Signal am Fingangsdurchlaß 101 ablenkt, um das Signal am Ausgang 104 zu beseitigen und am Ausgang 105 ein Ausgangssignal zu erzeugen. (Das gleiche Resultat hätte sich ergeben, wenn C, im ( ! (-Zustand wäre und das Ablenkungssignal -¹ ₂ am Durchlaß 102 auftreten würde; und entsprechend ergäbe sich das gleiche Resultat, wenn C₃ und C₂ beide im (· (-Zustand wären und dann die Signale ( · , und 4-₃ am Durchlaß 102 bzw. 103 auftreten würden.) Das Ausgangssignal am Durchlaß 105 wird gemäß den Erfordernisscn der Regel 4b an den F.ingangsdurchlaß 79 des ODER-Gliedes 70_;1 in Stufe C₃ angelegt. Dies dient zum Wirksammachen des ODER-Gliedes 70.,. das am Ausgang 73_:, ein Ausgangssignal erzeugt, das an dem Eingang 81_;, des bedingten Tores 80., angelegt wird. Wie vorstehend erläutert, kann unter den für dieses Beispiel angenommenen Bedingungen, bei welchen die Stufe C₁ negativ ( ) ist. das ,-Signal niemals an der Stufe C, erzeugt werden, und folglich kann am Durchlaß 82., niemals ein Signal vorhanden

2" sein, um das am Ausgang 8I₃ auftretende Signal abzulenken. Somit ist gemäß der Regel 4 b das Ausgangssignal des Systems ■ .004. Die in den vorstehenden Beispielen beschriebene Arbeitsweise, bei welcher die Polarität der höchsten, nicht Null betragenden C,-Stufe nicht negativ ist. läuft in übereinstimmender Weise ab. wenn die höchste, nicht Null betragende C₁-Stufe negativ ist. Dem ist so. weil die gesamte Schaltung auf der linken Seite von F i g. 4 auf der rechten Seite von F i g. 4 übereinstimmende Glieder aufweist und die

3" Schaltung dieser Glieder die Steuerung des Betriebes des Systems für ein negatives Abweichungssignal übernimmt. Demzufolge wird zur Vermeidung von Wiederholungen die Arbeitsweise des Systems für eine negative Differenz zwischen A und B nicht beschrieben.

.!5 Die nächste zu beschreibende Betriebsart betrifft die Bedingung, bei welcher das Befehlssignal A und das Stcllungssignal B gleich sind. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß das 0,-Ausgangssignal der Stufe C, dazu führt, die NOR-Glieder 55,· und 66, zu sperren. Somit

4'¹ erzeugen sämtliche C-Stufen. wenn sämtliche Bits im ß-Signal gleich entsprechenden Bits im -1-Signal werden. O-Ausgangssignale. die die jeweiligen zugeordneten NOR-Glieder 55 und 66 sperren, so daß die Erzeugung irgendeines der Ausgangssignale .001 bis .080und

4." .0Ol bis ,080 des Systems verhindert wird. Fin weiteres Ergebnis dafür, daß alle ß-Bits gleich sämtlichen der /I-Bits werden, besteht darin, daß in keiner der Stufen eines der Ö-Signale erzeugt wird. Somit wird keines der ODER-Glieder 60, bis 60, erregt, und das der Stufe C, zugeordnete NOR-Glied 110 erhält kein Eingangssignal. Das NOR-Glied 110 stimmt vorzugsweise mit den NOR-Gliedern 55,· und 66,- überein. Wenn keine Eingangssignale zum Sperren des NOR-Gliedes 110 angelest werden, tritt am Auslaß 111 ein STOP-Ausgangssignal auf. um den Antriebsmechanismus oder Motor 19 nach F i g. 1 anzuhalten.

Es leuchtet ein. daß. obwohl F i g. 4 und ihre detaillierte Betriebsbeschreibung sich auf ein 7weidekadiertes Achtstufen-System beziehen, der Betrieb eines Drei-. Vier-. Fünf- oder Mehrdekaden-Systems im wesentlichen der gleiche ist. Die Zwischenverbindungen in jeder Dekade für größere Systeme sind im wesentlichen die gleichen, wie sie in F i g. 4 dargestellt sind, wobei klar ist. daß das der ersten Dekade zugeordnete OR-NOR-Glied 100 für alle Dekaden außer der höchststelligcn Dekade erforderlich ist.

F i g 5 veranschaulicht in schematicher Darstellung eine mögliche Verwendiingsari der im System

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nach F i a. 4 erzeugten Ausgangssignale für eine Geschwindigkeitsbereichssteuerung für den Antriebsmechanismus 19 nach Fig. 1. Der Vergleichsblock 120 stellt das System nach F i g. 4 mit den verschiedenen Ausgangssbnalen ( + ,001 bis · ,080 und .001 bis -,080) als Eingangssignale für verschiedene ODLR-Glieder 121 bis 126 dar. Es ist klar, daß die besondere Signalgruppierung nach F i g. 5 nur als Beispiel dient und daß jede beliebige andere Gruppierung \ erwendet Werden kann, sofern sie bestimmte Abweichungssignal-Bereiche abgrenzen. Beispielsweise würde man das + ,002-SignaI nicht mit dem ,0,40 und dem ■ .080-(Signal usw. gruppieren. Wie veranschaulicht, sind ttlso die Signale +,080 und +,040 die Eingangssignale für das ODER-Glied 121, die Signale ,020, · ,010 Und f-,008 die Eingangssignale für das ODER-Glied 122, die Siganle +,004, +,002 und _r ,001 die Eingangssignale für das ODER-Glied 123, die Signale — ,080 und - ,040 die Eingangssignale für das ODER-Glied 124, die Signale ~,020, -,010 und - ,008 die Eingangssignale für das ODER-Glied 125 und die Signale —,004, —,002 und -,001 die Eingangssignale für das ODER-Glied 126. Die ODER-Glieder 121 bis 126 sind vorzugsweise von der gleichen Bauart Wie das ODER-Glied 60< nach F i g. 3. Die Ausgangs-Signale aus den ODER-Gliedern 121 bis 126 sind an die jeweiligen Geschwindigkeitssteuervorrichtungen 127 bis 132 angeschlossen, die ihrerseits dem Antriebsmechanismus 19 Signale liefern. Außerdem ist das durch das NOR-Glied 110 nach F i g. 4 erzeugte STOP-Signal an eine Steuervorrichtung 133 zum Antchalten angeschlossen, die ihrerseits dem Antriebsmechanismus 19 ein Signal zuführt. Die Art der Steuervorrichtungen 127 bis 132 ist von der Art des Antriebsmechanismus 19 abhängig. Wenn beispielsweise der Antriebsmechanismus 19 ein bei verschiedenen Drehzahlen als Funktion der Grüße und der Polarität der elektrischen Signale in beiden Richtungen laufender Motor ist, können die Steuervorrichtungen 127 bis 132 Strömungssignale in elektrische Signale umwandeln. Oder, wenn der Antriebsmechanismus 19 fluidisch ist, können die Steuervorrichtungen Fluidverstärker sein. In jedem Fall müssen die Steuervorrichtungen 127 bis 132 unterschiedliche Signale erzeugen können, die am Antriebsmechanismus als

in Befehle für unterschiedliche Geschwindigkeiten ur.d in unterschiedlichen Richtungen wirken. Wenn also der V'erglcichsblock ein angenähertes Abweichungssisjnal

. ,080 oder ■-, .040 liefert, wird das ODER-GHed"l21 erregt, das seinerseits die Steuervorrichtung 127 für den schnellen Einstellung einschaltet. Die Steuervorrichtung 127 erzeugt daraufhin ein Signal, welches den Schnellgang des Antriebsmechanismus in ( ^: )-Richtung auslöst. In entsprechender Weise erregen die verschiedenen anderen Ausgangssignale die ihnen zugeordneten ODER-Glieder und Geschwindigkeit.»· Steuervorrichtungen in der Weise, daß der Antriebsmechanismus in Abhängigkeit von dem jeweiligen Steuersignal aus dem Veraleichsblock 120 im SCHNELL-, MITTEL-, oder LANGSAM-Gang entweder in positiver ( + )- oder negativer ( ,-Richtung arbeitet.

Sobald das STOP-Ausgangssignal erscheint, wird die Steuervorrichtung 133 wirksam, um ein Signal zu erzeugen, das den Antriebsmechanismus K) abschaltet oder unterbricht. Wie bei den Steuervorrichtungen 127 bis 132 ist auch hier die Art der Steuervorrichtung 133 von der Art des Antriebsmechanismus 19 abhängig. Das einzige, was von der Steuervorrichtung 133 verlangt wird, ist das Erzeugen eines Signals, das am Antriebsmechanismus als ein Unterbrechungsbefehl erkennbar ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche;

   I. Regelkreis zur Lageregelung eines Schlittens oder dergleichen Stellgliedes, insbesondere von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen mit einem Analog/Digitalwandler zur Umwandlung von analogen Istwertlagesignalen des Schlittens in /i-stufige digitale Istwertsignale und Aufgabe der digitalen Istwertsignale an den einen Eingang eines Vergleichers und mit einer Einrichtung zur Speicherung von w-stufigen digitalen Lagesollwertsignalen des Schlittens und Aufgabe der Sollwertsignale an den anderen Eingang des Vergleichers, welcher eine Antriebsvorrichtung for den Schlitten steuert, die in Abhängigkeit von der Signaldifferenzhöhe mit bestimmten Geschwindigkeiten steuerbar ist, darlurchgekennzeichnel, daß ein zum Vergleich der entsprechenden /-ten Binärstufe (,4,; Bi) der «-stufigen binären Soll-Istzahlen (A; B) bestimmtes Vergleichselement (C) des η gleichartige Vergleichselemente (C) umfassen'en Vergleichers (15; 120) jeweils aus einer logischen Schaltung (23, 35, 49) mit vier Ausgangssignalen — i (für Bi> /I₁). )-((für/)(>fl[), Öi(für/I, oder Bi --=- 1) und O₁ (für Ai und ß, =-- <! oder 1) besteht,

   daß das —(-Signal an den ersten Eingang eines ersten NOR-Elementes (55^ der /-'Pn Stuf? und an den Eingang eines ersten ODER-Elementcs (80,-.,) der / Il-ten Stufe gelegt ist,

   daß das > ,-Signal an den ersten Eingang eines zweiten NOR-Elementes (66₍) der /-ten Stufe und an den Eingang eines zweiten ODER-Elcmentes (85(_M) der /I !-ten Stufe gelegt ist.

   daß das örSignal an den ersten Eingang eines dritten ODER-Elementes (60₍) der /-ten Stufe gelegt ist, daß das Of-Signal jeweils an zweite Eingänge der ersten und zweiten NOR-EIemente (55,. 66,) der /-ten Stufe gelegt ist,

   daß der Ausgang des dritten ODER-E!ementes (60(4,) der /t 1-ten Stufe an dritte Eingänge der ersten und zweiten NOR-EIemente (55₍, 66₍) der /-ten Stufe und an den zweiten Eingang des dritten ODER-Elementes (60() der /-ten Stufe gelegt ist. daß der Ausgang des ersten NOR-Elementes (5Sf) der /-ten Stufe an den einen Eingang eines vierten ODER-Elementes (70() und der Ausgang des zweiten NOR-Elementes (66₍) der /-ten Stufe an den einen Eingang eines fünften ODER-Elementes (77<) der /-ten Stufe gelegt ist.

   daß der eine Ausgang des ersten ODER-Elementes (80(.|) der / j 1-ten Stufe an den anderen Eingang des vierten ODER-Elementes (70₍) und der eine Ausgang des zweiten ODER-Elementes (85(_M) der / f- 1-ten Stufe an den anderen Eingang des fünften ODER-Elementes (77₍) der /-ten Stufe gelegt ist und daß der Ausgang des vierten ODER-Elementes (70,) der /-ten Stufe an die Versorgung des ersten ODER-Elementes (80() der /-ten Stufe und der Ausgang des fünften ODER-Elementes (77,) der /-ten Stufe an die Versorgung des zweiten ODER-Elementes (85() der /-ten Stufe gelegt ist, wobei am anderen Ausgang des ersten ODER-Elementes (80,) die positive /-te angenäherte Soll-Istwertdifferenz und am anderen Ausgang des zweiten ODER-Elementes (85() die negative Me angenäherte Soll-Istwertdifferenz vorhanden ist.
2. 2. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleichselement (Cj) aus einem UND-Element (23), einem ODER-Element (35) und einem Verstärker (49) besteht, daß das Sollwertsignal (Ai) einerseits dem einen Eingang (27) des UND-Elementes und andererseits dem einen Eingang (37) des ODER-Elementes und das Istwertsignal (Bi) einerseits dem anderen Eingang (25) des UND-Elementes und andererseits dem anderen F.ingang(39) des ODER-Elementes zugeführt ist, wobei der eine Ausgang (31) des UND-Elementes zur Abgabe des » — /V-Ausgangssignals und der andere Ausgang (29) des UND-Elementes zur Abgabe des »t- /«-Ausgangssignals vorgesehen i^ct und daß das Ausgangssignal am Ausgang (45) des ODER-Elementes den Verstärker steuert, der das »Öi«-Ausgangssignal abgibt, wenn das Ausgangssignal am Ausgang (45) vorhanden ist und das »0,<>-Ausgangssignal abgibt, wenn das Ausgangssignal am Ausgang (45) nicht vorhanden ist (Fig. 2b).
3. 3. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (15, 120) aus an sich bekannten fluidischen Locikelemenien besteht.