DE2041545A1

DE2041545A1 - Control device for a machine tool

Info

Publication number: DE2041545A1
Application number: DE19702041545
Authority: DE
Inventors: Schlegel Donald Orin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-08-22
Filing date: 1970-08-21
Publication date: 1971-02-25
Also published as: FR2059117A5

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dr.-Ing. Wilhelm Reiche! Dipl-Ing. Woligang Eeichel ·Dr.-Ing. Wilhelm Reiche! Dipl-Ing. Woligang Eeichel

6 Frankfurt a. M. 1 " _A,„_Ä 6 Frankfurt a. M. 1 " _A ," _Ä

Parkstraße 13 2212. Parkstrasse 13 2212.

GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y., VStAGENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y., VStA

Regeleinrichtung für eine WerkzeugmaschineControl device for a machine tool

Eine Regeleinrichtung für eine Werkzeugmaschine regelt gewöhnlich zwei Größen: erstens die den Schneidvorgang bewirkende Bewegung des Schneidwerkzeugs und zweitens die Bewegung des Werkstücks relativ zum Werkzeug, d.h. die Vorschubgeschwindigkeit. Bei Fräsmaschinen und Bohrmaschinen oder dgl. handelt es sich bei der Bewegung des Werkzeugs um eine Drehbewegung um eine feste Achse. Bei einer Fräsmaschine wird der Vorschub in Form einer geradlinigen Bewegung dadurch bewirkt, daß das Werkstück auf einem Tisch befestigt und der Tisch relativ zum Werkzeug in Richtung mindestens einer Koordinate bewegt wird. Ob das Werkstück oder Werkzeug, oder beide bewegt werden hängt, von der Art der Maschine ab. Bei einer Drehbank dreht sich das Werkstück um eine feste Achse, während das Werkzeug bewegt wird. Der Vorschub kann durch irgendeine Kombination einer Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück bewirkt werden.A control device for a machine tool usually regulates two variables: first, the one that causes the cutting process Movement of the cutting tool and, secondly, the movement of the workpiece relative to the tool, i.e. the feed rate. In milling machines and drills or the like, it is the movement of the tool a rotary movement around a fixed axis. With a milling machine the feed is effected in the form of a rectilinear movement in that the workpiece is fixed on a table and the table is moved relative to the tool in the direction of at least one coordinate. Whether the workpiece or Tool, or both, to be moved depends on the type of machine away. In a lathe, the workpiece rotates around a fixed axis while the tool is moved. The feed can be caused by any combination of relative movement between tool and workpiece.

Um das Werkzeug und Werkstück in Richtung irgendeiner Koordinate zu bewegen und das Werkzeug zu drehen,werden Motoren verwendet."Die Bewegungen von Werkstück und Werkzeug werden durch ein Programm vorgegeben« Das von der Regeleinrichtung auszuführende Programm■kann in Form von Befehlen oder SoIl-In order to move the tool and workpiece in the direction of any coordinate and to rotate the tool, motors are used is used. "The movements of the workpiece and tool are specified by a program« That by the control device The program to be executed ■ can be in the form of commands or solu-

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werten für die Werkzeugdrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit durch einen Lochstreifen vorgegeben werden. Eine Schaltung setzt die programmierten Befehle in Sollwertsignale für die Drehung der Motoren um.values for the tool speed and feed rate can be specified by a punched tape. A circuit converts the programmed commands into setpoint signals for rotating the motors.

Das Werkstück kann dem Werkzeug im Verlaufe der Bearbeitung durch eine Zunahme der zu bearbeitenden Oberfläche oder der Werkstückhärte einen größeren Widerstand entgegensetzen, als er im Programm vorgesehen ist. Dadurch kann das Werkstück Überlastet werden. Bei einer Überlastung des Werkstücks können in dir bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks Fehler auftreten und das Werkzeug überhitzt werden, so daß seine Lebensdauer verringert wird. Bei einer starken überlastung kann das Werkzeug !erbrechen oder das Werkstück beschädigt oder zerstört werden. Wenn die Vorschubbewegung auch während einer überlastung Hit der vorgegebenen Geschwindigkeit fortgesetzt wird, wird die überlastung noch vergrößert. Um die Überlastung zu beseitigen, mm& die vorbestimmte Vorsehubgeeehwindigkeit verringert werden.In the course of machining, the workpiece can offer a greater resistance to the tool than is provided in the program due to an increase in the surface to be machined or in the hardness of the workpiece. This can overload the workpiece. If the workpiece is overloaded, defects can occur in the machined surface of the workpiece and the tool can be overheated, so that its service life is reduced. In the event of severe overloading, the tool may break down or the workpiece may be damaged or destroyed. If the feed movement is continued even during an overload hit the specified speed, the overload will increase even further. To eliminate the overload, mm & the predetermined Vorsehubgeeehwindigkeit be reduced.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Qnen&e, eine LegeregeleinriohtuBg für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, bei der die geregelte Vorschubgeschwindigkeit, d.h. die Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug, in Abhängigkeit von Signalen kompensiert wird, die durch eine Überwachung der Belastung des Werkzeuge erzeugt werden.The invention is therefore based on the task of creating a laying rule device for a machine tool the controlled feed rate, i.e. the relative movement between workpiece and tool, as a function of Signals is compensated that are generated by monitoring the load on the tool.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Regeleinrichtung für eine Werkzeugmaschine, bei der ein Werkstück und ein Schneidwerkzeug eine Vorschubbewegung relativ zueinander ausführen und das eine von beiden auf einer drehbaren Spindel angeordnet ist, mit einer Spindelantriebsvorrichtung, einer ersten Vorrichtung zum Erzeugen von Sollwertsignalen, die die gewünschte Drehwinkellage der Spindel darstellen, und einer zweiten Vorrichtung zum Erzeugen von SollwertSignalen, die die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit darstellen, einem ersten Lageregelkreis, der an die ersteAccording to the invention, this object is based on a control device for a machine tool in which a Workpiece and a cutting tool perform a feed movement relative to one another and one of the two on one rotatable spindle is arranged, with a spindle drive device, a first device for generating setpoint signals, which the desired rotational angle position of the spindle represent, and a second device for generating setpoint signals that the desired feed rate represent, a first position control loop, which is connected to the first

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Vorrichtung angeschlossen ist und die Drehwinkellage der Spindel regelt, und mindestens einem an die zweite Vorrichtung angeschlossenen Lageregelkreis zum Regeln der Vorschubgeschwindigkeit, von denen der erste Regelkreis einen Lagemeßumformer aufweist, der mit der Spindel verbunden ist und ein Signal erzeugt, das den Istwert der Drehwinkellage der Spindel darstellt, und mit einem Vergleicher, der am Ausgang der ersten Vorrichtung und am Ausgang des Lagemeßumformers angeschlossen ist und ein Signal erzeugt, das der Differenz der beiden dem Vergleicher zugeführten Eingangssignale entspricht, um das Drehmoment der Spindelantriebsvorrichtung zu regeln, gelöst durch eine Vorrichtung, die ein Ausgangssi- gnal des Vergleichere zum Ändern der Sollwertsignale verwendet, die die zweite Vorrichtung erzeugt, um die Vorschubgeschwindigkeit zu verringern, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers einen vorbestimmten Wert Überschreitet und dadurch das Auftreten einer überlastung der Spindelantriebsvorrichtung anzeigt.Device is connected and regulates the angular position of the spindle, and at least one to the second device connected position control loop for controlling the feed rate, of which the first control loop is a position transducer has, which is connected to the spindle and generates a signal that the actual value of the angular position of the Spindle represents, and with a comparator at the output of the first device and at the output of the Lagemeßumformers is connected and generates a signal that corresponds to the difference between the two input signals fed to the comparator, to regulate the torque of the spindle drive device, solved by a device that has an output signal the comparator used to change the setpoint signals, which the second device generates to the feed rate to decrease when the output of the comparator Exceeds a predetermined value and thereby the occurrence of an overload of the spindle drive device indicates.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. Further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden an Hand von Zeichnungen ausführlicher beschrieben, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstel- ä The invention and its developments are described in more detail below with reference to drawings, the representation a preferred embodiment of the invention, etc.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild einer nach der Erfindung ausgebildeten Regeleinrichtung dar.Fig. 1 shows a block diagram of one according to the invention trained control device.

Flg. 2 stellt Einzelheiten der Einrichtung nach Fig. 1 dar.Flg. 2 shows details of the device according to FIG.

Die Regeleinrichtung nach Flg. 1 regelt die Drehzahl eines Werkzeugs und die Vorschubgeschwindigkeit eines Werkstücks relativ zum Werkzeug und enthält Mittel zum Kompensieren der Vorschubgeschwindigkeit bei Überlastung des Werkzeugs.The control device according to Flg. 1 controls the speed of a tool and the feed rate of a workpiece relative to the tool and contains means for compensating the feed rate in the event of an overload of the tool.

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Die Werkzeugspindel wird von einem Stellmotor 10 angetrieben. Alle Bauteile des Regelkreises, der für diesen Motor vorgesehen Ist» sind mit Bezugszeichen versehen, die ein nachgestelltes S aufweisen. In ähnlicher WeI-* se sind Stellmotoren 12 und 14 für den Vorschub des Werkstücks relativ zum Werkzeug in zwei verschiedenen Achsen bzw. Koordinaten R und Y vorgesehen. Die Bauteile der Regelkreise für diese beiden Stellmotoren sind durch Bezugszahlen gekennzeichnet, denen jeweils der Buchstabe R bzw. Y nachgestellt ist.The tool spindle is driven by a servomotor 10. All components of the control loop, the intended for this engine »are provided with reference symbols followed by an S. In a similar way These are servomotors 12 and 14 for the advance of the workpiece relative to the tool in two different axes or Coordinates R and Y provided. The components of the control loops for these two servomotors are identified by reference numbers, each of which is followed by the letter R or Y.

Einer Dateneingabevorrichtung 30 werden auf Band aufgezeichnete Programmbefehle für die Werkzeugdrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit zugeführt. An Anschlüssen 3OY, 3OR und 30S erscheinen Ausgangssignale in kodierter digitaler Form und stellen Jeweils die Bewegungskomponenten in Y- und R-Richtung und der Drehbewegung "des Werkzeugs dar. Diese Ausgangssignale werden Funktionsgeneratoren 31Y» 31R und 31S zugeführt, denen auch Ausgangssignale eines Takt» und Bezugszählers 33 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Zählers 33 ist eine Impulsfolge mit konstanter Taktfrequenz, die dem Takteingang jedes der Funktionsgeneratoren 31 zugeführt wird. Diese Taktfrequenz wird In Abhängigkeit vom Eingangssignal aus der Dateneingabevorrichtung 30 erhöht oder verringert (multipliziert oder untersetzt), so daß jeder Funktionsgenerator 31 eine Folge von Steuerimpulsen abgibt, die den Sollwert der Bewegung darstellen. Jeder Impuls stellt ein Vorschubinkrement dar, und die Impulsfolgefrequenz stellt den Sollwert der Vorschub- oder Bewegungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl dar. Jeder Funktionsgenerator 31 ist mit einem der Sollwertphasenzähler 32Y, 32R und 32S verbunden, denen ebenfalls Taktimpulse vom TaKt- und Bezugszähler 33 zugeführt werden. Jeder der Sollwertphasenzähler 32 ist so ausgebildet, daß er jedesmal nach Erhalt einer vorbestimmten Anzahl von Taktimpulsen und Steuerimpulsen einen Ausgangsimpuls erzeugt. So werden beispielsweise Sollwertdaten, die aufeinanderfolgende Werkzeugdrehwinkelstellungen darstellen, vom Ausgangsanschluß 30SA data input device 30 is recorded on tape Program commands for the tool speed and feed rate fed. Output signals appear in coded digital form and at connections 3OY, 3OR and 30S represent the movement components in the Y and R directions and the rotational movement "of the tool. These output signals function generators 31Y »31R and 31S are supplied to which output signals of a clock and reference counter 33 are also supplied will. The output of the counter 33 is a pulse train with a constant clock frequency which is fed to the clock input of each of the function generators 31. This clock frequency Depending on the input signal from the data input device 30 increased or decreased (multiplied or scaled down) so that each function generator 31 emits a sequence of control pulses that represent the setpoint of the movement. Each pulse represents a feed increment and the pulse repetition frequency represents the setpoint of the feed or movement speed or rotational speed. Each function generator 31 is connected to one of the setpoint phase counters 32Y, 32R and 32S, which also have clock pulses from the TaKt and reference counter 33 are supplied. Each of the setpoint phase counter 32 is designed so that it each time after receiving a predetermined number of clock pulses and control pulses generates an output pulse. For example Setpoint data, the successive tool rotation angle positions represent, from the output terminal 30S

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zum Funktionsgenerator 31S geleitet, um die diesem zugeführten Taktimpulse entweder zu vervielfachen oder zu verringern, so daß dem Eingang des ScOlwertphasenzählers 32S geeignete Steuerimpulse zugeführt werden. Jeder Steuerimpuls bewirkt, daß ein Ausgangsimpuls des Sollwertphasenzählers 32S in einem anderen.Zeitpunkt auftritt als er durch die Taktimpulse allein bestimmt wird. Auf diese Weise wird das vom Sollwertphasenzäliler 32S in Form, einer Impulsfolge abgegebene Sollwertsignal in bezug auf die Taktimpulse phasenmoduliert,, und Drehwinkelstellüngsänderungen des Stellmotors 10 werden durch ein Sollwertsignal in Form einer Impulsfolge vorgegeben» das einem BisJtrlminator 35S über eine Leitung 42 zugeführt wird. .passed to the function generator 31S in order to generate the To either multiply or decrease clock pulses so that appropriate ones are supplied to the input of the value phase counter 32S Control pulses are fed. Each control pulse causes an output pulse of the setpoint phase counter 32S in a Another time when it occurs through the clock pulses alone is determined. This is how the setpoint phase counter is used 32S in the form of a pulse train output setpoint signal in phase-modulated with respect to the clock pulses, and changes in the angle of rotation of the servomotor 10 are specified by a setpoint signal in the form of a pulse sequence that of a bisjtrminator 35S is supplied via a line 42. .

Der Istwert der Winkellage des Stellmotors 10 wird durch einen Lageumformer 37S gemessen und mit der Sollage durch den Diskriminator 35S verglichen» Der Lageumformer 37S ist mit dem Stellmotor 10 mechanisch gekoppelt und erhält ein Bezugssignal über eine Leitung 33A vom Takt- und Bezugszähler 35. Das ■Ausgangssignal des Umformers 37S wird dem Diskriminator 35S über eine Leitung 44 zugeführt. Das Ausgangssignal des Umfor- " mers 37S enthält Bezugstaktimpulse, die durch, eine Resolver« drehung phasenmoduliert sind·. Wenn die Resolverdrehung genau den vom Sollwertphasenzähler 32S vorgegebenen Sollwerten, entspricht, ist die durch die Resolverdrehung bewirkte Phasenmodulation genau gleich der durch den Sollwertphasenzähler ■bewirkten Phasenmodulation, so daß der Diskriminator keine Lageregelabweichung feststellt« Wejm also kein Befehl für eine Lageänderung vorliegt und im Sollwertphasenzähler keine Modu-.. lation erfolgt, erzeugen der Sollwertphasenzäliler und der Umformer 37S gleiche unmodulierte- Impulsfolgen, die dem Diskriminator 35S zugeführt werden« Wenn dagegen ein Bewegungsso3,lwert auftritt, ergibt sich eine Differenz zwischen der vom Sollwertphasenzähler 32S und der vom Umformer 37S bewirkten Modulation,- und diese Albweichimg wird als Phasendifferenz " zwischen den -"beiden- Impulsfolgen festgestellt- Bei dem Diskriminator handelt es sich Yorzugsweise um einen digital be-The actual value of the angular position of the servomotor 10 is measured by a position transducer 37S and with the target position by the discriminator 35S compared »The position converter 37S is mechanically coupled to the servomotor 10 and receives a reference signal via a line 33A from the clock and reference counter 35. The ■ The output of the converter 37S is sent to the discriminator 35S supplied via a line 44. The output signal of the converter " mers 37S contains reference clock pulses that are generated by, a resolver « rotation are phase modulated ·. If the resolver rotation is accurate corresponds to the setpoint values specified by the setpoint phase counter 32S, is the phase modulation caused by the resolver rotation exactly the same as that caused by the setpoint phase counter Phase modulation, so that the discriminator does not deviate from the position control states «Wejm therefore no command for one If there is a change in position and there is no modulation in the setpoint phase counter, the setpoint phase counter and the converter 37S generate the same unmodulated pulse sequences that the discriminator does 35S are supplied «If, on the other hand, there is a movement value occurs, there is a difference between that of Setpoint phase counter 32S and the one effected by the converter 37S Modulation, - and this Alb Weichimg is determined as a phase difference "between the -" two- pulse trains- In the discriminator it is preferably a digitally

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treibbaren Phasendiskriminator, wie noch ausführlicher an Hand von Fig. 2 beschrieben wird. Der Diskriminator enthält jedoch einen Digital/Analog-Umsetzer, der auf der Leitung ein analoges Signal erzeugt, das ein Maß für die Phasendifferenz darstellt. Dieses Signal wird einem Stellventil 36S zugeführt, um dessen Stromflußwinkel und damit die Drehung des Stellmorotrs 10 zu bestimmen. Wenn sich der Stellmotor dreht, wird auch der Resolver 37S gedreht, so daß die Phasenlage seines Ausgangssignals in Richtung auf eine Verringerung der Phasendifferenz verschoben wird. Diese Anordnung stellt daher einen Regelkreis für die Lage des Stellmotors 10 dar.drivable phase discriminator, as explained in more detail Hand of Fig. 2 will be described. However, the discriminator contains a digital / analog converter that is on the line generates an analog signal that represents a measure of the phase difference. This signal is sent to a control valve 36S supplied in order to determine its current conduction angle and thus the rotation of the setting motor 10. When the servomotor rotates, the resolver 37S is also rotated so that the phase position of its output signal is in the direction of a decrease the phase difference is shifted. This arrangement therefore represents a control loop for the position of the servomotor 10.

Eine der soweit beschriebenen ähnliche Einrichtung ist in der britischen Patentschrift 1 019896 ausführlicher dargestellt und beschrieben.A device similar to that so far described is shown in greater detail in British Patent No. 1,019,896 and described.

Die Größe des Differenzsignals (der Regelabweichung) ist eine Funktion des Drehmoments und der Belastung des V/erkzeugs. Nach der Erfindung wird dieses Differenzsignal zur Begrenzung oder Verringerung der Bewegung der Stellmotoren 12 und 14 und damit zur Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit verwendet, um die Maximalbelastung des Werkzeugs zu begrenzen. Zu diesem Zweck führt der Diskriminator 35S das Differenzsignal 48 in digitaler Form einem Phasennacheilungs-Monitor 40 zu (Monitor = überwachungsvorrichtung). Der Phasennacheilungs-Monitor 40 enthält ein Schaltnetz, das auf Differenzsignale anspricht, die Uberlastungszustände anzeigen, die korrigiert werden müssen. Das Ausgangssignal 4OA des Monitors 40 wird den Funktionsgeneratoren 31Y und 31R zugeführt und zur Verhinderung der Erzeugung von Signalen verwendet, die eine Weiterbewegung der Stellmotoren 12 und 14 verlangen.The size of the difference signal (the control deviation) is a function of the torque and the load on the tool. To According to the invention, this difference signal is used to limit or reduce the movement of the servomotors 12 and 14 and thus used to reduce the feed rate in order to limit the maximum load on the tool. To this end the discriminator 35S feeds the difference signal 48 in digital form to a phase lag monitor 40 (monitor = monitoring device). The phase lag monitor 40 includes a switching network that is responsive to differential signals, indicate the overload conditions that need to be corrected. The output 40A of the monitor 40 is supplied to the function generators 31Y and 31R to prevent generation used by signals that require further movement of the servomotors 12 and 14.

Wenn die Überlastung so stark ist, daß sie nicht durch Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit beseitigt werden kann, erzeugt der Phasennacheilungs-Monitor an einem Ausgang 41 ein Signal, das den gesamten Betrieb der Maschine anhält.When the congestion is so severe that it cannot be reduced by the feed rate can be eliminated, the phase lag monitor generates an output 41 Signal that stops the entire operation of the machine.

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mm *f mmmm * f mm

Fig. 2 stellt Einzelheiten des Diskriminat@rs 35S und des Phasennacheilungs-Monitors* 40 dar,-Der Diskriminator 35S enthält Flipflops 61 und 62, denen jeweils die .Impulsfolgen Sollwertphasenzähler 32S Über die ferbindung 42 miä vom former 37S über die Verbindung 44 zugeführt werden.· Jeder über die Verbindung 42 vom Sollwertphasenzählor'32S ztigaltSiz·™. te Impuls "setzt" das Flipflop 61. ober eine Verbindung 65 wird dem Flipflop 6t ein'Rückcetzsignal mit öinei· Frequenz zugeführt,. die wesentlich MSbter als die Frequenz der Sollwertphasenzählerimpulse Ist, so daß das Flipflop 61 „jedesmal$ nachdem es gesetzt worden Ist,.sofort wieder 2urüekg©s@tst- ■ ' wird.· Das Flipflop 6.I XUhrt einem urhrstuf *c,°: digitales Zäh- " ler 70 über eine SetzauegangSTerfalodiHic ^f^"* in. Signal zw. das den Zähler jedesmal «ro einen Schall"* ?· ." τ " ,i">-iltet, WGsm öas Flipflop 61 gesetzt wird« Das F'' ^pp*ir? : siil fet in ätoralicher Welse auf Setzimpulse "on, di^ ί^τ -τ^_Ρ ,-j^ Terblndisig ΑΆ vsa ■ Uisformer 37S zugelührt werden, ^fl ν rlne Rüclcsetzverbiiii.ipai.g 64 werden dem Flipflop 52 liochfrc aneate Impulse zugeführt, die ■ ■ das Flipflop jedesmal sofort wieder zurücksetzen, wem es ■ durch einen Setzimpuls gesetzt wurde* Jedesmal wem das Flip- ' flop 62 gesetzt wird» wird dem mehrstufigen'Zähler Setzausgangssignal über eine Verbindung 66 als Ri sigmal zugeführt. Dadurch wird der Zählerstand des Zählers 70 ,Jeweils um 1 verringert« Der Zähler 70, bei- dem es sich also um einen reversiblen Zähler handelt, stellt daher ständig die Phasen¥erSchiebung zwischen der Impulsfolge, die Ihm über die Verbindung 42 vom Söllwertphasenzähler 32S zugeführt wird, and der Impulsfolge, die ihm über die Verbindung 44 vom Umformer 37S zugeführt wird_s digital .dar. Ber Zähler 70 enthält einzelne binäre Flipflopetufen 71-75_f von denen die. Stufe 71 die niedrigste und die Stufe 75 die höchste Stelle darstellt., .■lean die Phasennacheilung der Impulse (44) vom Umformer 37S Stringer als 360° In bezug auf die Impulse (42) vom Sollwertphasenzähler 32S- ist, wird die erste Stufe 71 des Zählers 70 ständig gesetzt und zurückgesetzt, ohne daß in einer der höheren Stufen ein Zählwert gespeichert wird. Wenn die Phasennach-Fig. 2 shows details of the discriminator @ rs 35S and the phase lag monitor * 40, the discriminator 35S contains flip-flops 61 and 62, to each of which the pulse sequences setpoint phase counter 32S via the remote connection 42 miä from the former 37S via the connection 44 are fed . · Each via connection 42 from the setpoint phase counter'32S ztigaltSiz · ™. The th pulse "sets" the flip-flop 61. A reset signal with a frequency of one frequency is fed to the flip-flop 6t via a connection 65. the much MSbter Is than the frequency of the setpoint phase counter pulses so that the flip-flop 61 "every $ after it's been set, .sofort again 2urüekg © s @ TST ■ 'is. · The flip-flop 6.I XUhrt a urhrstuf * c ° : digital counter 70 via a set output STerfalodiHic ^f ^ "* in. Signal between the counter each time" ro a sound "*? ·." τ ", i"> - iltet, WGsm öas flip-flop 61 is set «Das F '' ^p p * ir? : siil fet in ätoralicher Welse on set impulses "on, di ^ ί ^ τ -τ ^ _Ρ , -j ^ Terblndisig ΑΆ vsa ■ Uisformer 37S are fed, ^fl ν rlne Rüclcsetzverbiiii.ipai.g 64 are fed to the flip-flop 52 liochfrc aneate pulses , which ■ ■ immediately reset the flip-flop whenever it was ■ set by a set pulse * Each time to whom the flip-flop 62 is set »is sent to the multi-stage counter set output signal via a connection 66 as a ri sigmal of the counter 70, reduced by 1 in each case. The counter 70, which is therefore a reversible counter, therefore constantly sets the phase shift between the pulse train that is fed to it via connection 42 from the setpoint phase counter 32S and the pulse sequence which is supplied to it via the connection 44 from the converter 37S _s digital .dar. Ber counter 70 contains single binary Flipflopetufen 71-75 _f of which the. stage 71, the lowest level and the highest point 75, the SADR tellt.,. ■ lean the phase lag of the pulses (44) from the converter 37S Stringer as 360 ° with respect to the pulses (42) from the setpoint phase counter 32S-, the first stage 71 of the counter 70 is constantly set and reset without in a count is stored in one of the higher levels. If the phase post

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eilung jedoch 360° überschreitet, dann gibt das Flipflop 61 eine Folge von zwei oder mehreren Vorwärtszählimpulsen ab, bevor das Flipflop 62 einen Rückwärtszählimpuls abgibt. Unter diesen Umständen werden auch in den höherstelligen Flip-" flops 72 usw. Zählwerte gespeichert. Der Zähler 70 speichert daher Phasendifferenzen, die größer als 360° sind in Stufen von Vielfachen von 360°. Ausgangssignale der Zählerstufen 71-75 und der Flipflops 61 und 62 werden einem Digital/Analog-Umsetzer 67 zugeführt, um das Differenzsignal dem Motor 10 als analoges Steuersignal über die Verbindung 46 zuzuführen.If the division exceeds 360 °, then the flip-flop 61 outputs a sequence of two or more count-up pulses before the flip-flop 62 emits a count-down pulse. Under under these circumstances, count values are also stored in the higher-order flip-flops 72, etc. The counter 70 stores therefore phase differences which are greater than 360 ° are in steps of multiples of 360 °. Output signals of counter stages 71-75 and the flip-flops 61 and 62 are fed to a digital / analog converter 67 to output the difference signal to the motor 10 to be supplied as an analog control signal via the connection 46.

Das dem Phasennacheilungs-Monitor 40 über Leitungen 48 zugeführte digitale Ausgangssignal besteht aus den Setzausgangssignalen der verschiedenen Stufen des reversiblen Zählers 70. Die Setzsignale der drei höchststelligen Stufen 73,74 und 75 werden einem UND-Glied 76 im Monitor 40 zugeführt. Das UND7 Glied 76 gibt nur dann ein Signal an die Verbindung 4OA ab, wenn an allen drei Eingängen des UND-Gliedes 76 Signale anstehen. Dadurch wird angezeigt, daß der Zähler 70 einen Zählwert von 28 speichert, der sich aus der Summe eines vom Flipflop 73 dargestellten Zählwertes von 4, eines vom Flipflop 74 dargestellten Zählwertes von 8 und eines vom Flipflop 75 dargestellten Zählwertes von 16 ergibt. Wenn daher das Phasennacheilungssignal einen Wert überschreitet, der dem Zählwert 28 im reversiblen Zähler 70 entspricht, gibt das UND-Glied 76 über die Verbindung 40A ein Begrenzungssteuersignal ab, das die Vorschubbewegung der Maschine begrenzt. Der Betrieb dieser Schaltglieder ist Jedoch sehr schnell, so daß die Werkzeugspindel-Phasendifferenz gewöhnlich reduziert ist, sobald die Vorschubgeschwindigkeit überhaupt verringert wird, und der im Zähler 70 gespeicherte Zählwert unter den Wert von 28 verringert wird, so daß das Begrenzungssignal von der Verbindung 4OA verschwindet und der Vorschub wieder beginnt. Dieses abwechselnde Ein- und Ausschalten des über die Verbindung 4OA abgegebenen Steuersignals kann sich Jedoch so schnell wiederholen, daß der Vorschubmotor währenddessen nicht zumThe digital output signal fed to the phase lag monitor 40 via lines 48 consists of the set output signals of the various stages of the reversible counter 70. The set signals of the three highest-digit stages 73, 74 and 75 are fed to an AND element 76 in the monitor 40. The AND7 element 76 outputs a signal to the connection 40A only when signals are present at all three inputs of the AND element 76. This indicates that the counter 70 is storing a count of 28, which results from the sum of a count of 4 shown by the flip-flop 73, a count of 8 shown by the flip-flop 74 and a count of 16 shown by the flip-flop 75. Therefore, if the phase lag signal exceeds a value which corresponds to the count value 28 in the reversible counter 70, the AND gate 76 outputs a limit control signal via the connection 40A, which limits the feed movement of the machine. However, the operation of these switching elements is very fast, so that once the feed rate is reduced at all, the tool spindle phase difference is reduced and the count stored in counter 70 is reduced below the value of 28 so that the limit signal from connection 40A disappears and the feed starts again. This alternating switching on and off of the control signal emitted via connection 40A can, however, be repeated so quickly that the feed motor does not switch to the during this time

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Stillstand kommt und wieder anfährt, sondern seine Drehzahl sich nur allmählich verringert.It comes to a standstill and then starts again, but its speed only decreases gradually.

Die AusgangsSignale der niedrigststelligen Flipflops 71 und werden einem zweiten UND-Glied 77 im Monitor 40 zugeführt.
Diese Ausgangssignale werden mit dem Ausgangssignal des UND-Gliedes 76 verknüpft, um das Überlastungs-Halt- oder Warnsignal auf der Leitung 41 nur dann zu erzeugen, wenn der Maximalzählwert von 31 im Zähler 70 gespeichert ist. Das niedrigst stellige Flipflop 71 speichert den Wert 1, und das Flipflop
72 speichert den Wert 2, und diese beiden Werte werden mit
dem Ausgangssignal des UND-Gliedes 76, das die Zahl 28 anzeigt, vom UND-Glied 77 summiert, um das Ansprechen nur beim Zählwert 31 zu bewirken.The output signals of the lowest-order flip-flops 71 and 71 are fed to a second AND element 77 in the monitor 40.
These output signals are combined with the output signal of the AND gate 76 in order to generate the overload stop or warning signal on the line 41 only when the maximum count of 31 is stored in the counter 70. The lowest digit flip-flop 71 stores the value 1, and the flip-flop
72 stores the value 2, and these two values are saved with
the output signal of the AND gate 76, which indicates the number 28, is summed by the AND gate 77 in order to cause the response only at the count 31.

Die Verwendung von Verknüpfungsgliedern in dem Phasennachei-lungs-Monitor 40 ist ein sehr einfaches Mittel und gestattet eine sehr genaue Bestimmung des Uberlastungswertes, bei dem
eine Korrektur vorgenommen werden muß. The use of logic elements in the phase lag monitor 40 is a very simple means and allows a very precise determination of the overload value at which
a correction must be made.

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Claims

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(1.) Control device for a machine tool in which a No workpiece and a cutting tool have a relative feed movement run to each other and one of the two is arranged on a rotatable spindle, with a spindle drive device, a first device for generating setpoint signals indicating the desired rotational angle position of the spindle represent, and a second device for generating setpoint signals that the desired feed rate represent, a first position control loop, which is connected to the first device and the angular position of the Controls the spindle and at least one position control loop connected to the second device for controlling the feed rate, of which the first 'control loop has a position transducer which is connected to the spindle and a signal is generated that represents the actual value of the angular position of the spindle, and with a comparator that is at the output of the first device and is connected to the output of the position measuring transducer and generates a signal that corresponds to the difference of the two input signals fed to the comparator corresponds to the torque of the spindle drive device to regulate, characterized by a device (40) which an output signal (A3) of the comparator (35S) is used to change the setpoint signals that the second device (31Y, 32Y, 31R, 32R) generates in order to set the feed rate to reduce when the output signal of the comparator exceeds a predetermined value and thereby the occurrence of overloading of the spindle drive device (10) indicates.

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2. Device according to claim 1,
characterized in that the setpoint signals generated by the first device (31S, 32S) have the form of a pulse train, in which each pulse represents a fixed position change increment, and that the output signal of the position measuring transducer (37S), which indicates the angular position of the spindle, has the form a sequence of pulses which represent successive spindle rotation angle positions.

3. Device according to claim 2,

characterized in that, ä

that the comparator (.35S-) the phase difference between the pulse-shaped setpoint signals (42) generated by the first device (31S, 32S) and the pulse-shaped signals (44) generated by the position measuring transducer (37S), and that the output signals (46,48) of the comparator (35S) represent the phase difference.

4. Device according to claim 3,
characterized in that the comparator (35S) contains a digital discriminator with a reversible digital counter (70) and the counter forwards by the setpoint signals of the first device (31S, 32S) and backwards by the pulses (44) emitted by the position measuring transducer (37S) is counted.

5. Device according to claim 4,
characterized in that the counter (70) of the discriminator (35S) is a multi-stage counter and can be operated in such a way that it counts and stores phase differences which exceed 360 ° in units of multiples of 360 °.

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6. Device according to claim 5,
characterized in that the device using an output signal of the comparator (35S) for changing the setpoint signals generated by the second device (31Y, 32Y, 31R, 32R) for reducing the feed rate contains a digitally operable phase lag monitor (40) which is operated by means of a Switching mechanism (76) determines a count value of the counter (70) which corresponds to the predetermined value at which an overload of the spindle drive device (10) occurs.

7. Device according to claim 6,
characterized,

_ä that the comparator (35S) contains a digital / analog converter (67) which is connected to the outputs of the counter (70) and generates an analog output signal (46) which corresponds to the count value stored in the counter, and that the analog * Output signal is used to regulate the torque of the spindle drive device (10).

K / Gu

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