DE2113936A1 - Numerische Positionierungssteuerung - Google Patents
Numerische PositionierungssteuerungInfo
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Description
Patentanwälte
Dr. Ing. H. Negendank
Dipl. Ing. H. Hauck
Dip!. Phys. W. Sehmite
Dip!. Phys. W. Sehmite
? ■■■*: η vh<-n 15, Mf»crta*r.23
Id. 5 38 CS 86
The Bendix Corporation
Bendix Center, 13. März 1971
Southfield,Mich.48075,u~3A Anwaltsakte M-1530
Numerische Positionierungssteuerung
Die Erfindung betrifft numerische Nachformsteuerungen, insbeson- ;
dere eine Schaltung zur Steuerung der Geschwindigkeit der Abtriebs- oder Arbeitsbewegung einer von dieser Steuerung gesteuerten Maschine.
I Numerische Stetigbahn- oder Nachformsteuerungen, die gewöhnlich ·
bei Präsmaschinen zum Einsatz kommen, bewirken, daß das Abtriebs- ;
oder Arbeitsteil der Maschine längs einer Anzahl von Achsen gleich-
I zeitig mit aufeinander abgestimmten Geschwindigkeiten bewegt wird,I
i um dadurch die gewünschte resultierende Bewegung zu erhalten. Nor-!
malerweise stehen diese Achsen senkrecht aufeinander, es können jet
doch auch nicht senkrechte Achsen, wie z.B. Drehachsen auftreten.
Obwohl die Geschwindigkeiten, mit welchen in den einzelnen Achsen !
verfahren wird, zueinander in bestimmten Momentanverhältnissen
stehen müssen, damit das arbeitsseitige Abtriebsteil seinen Sollweg vollzieht, müssen auch Mittel zur Steuerung einer jeder Bewe-
stehen müssen, damit das arbeitsseitige Abtriebsteil seinen Sollweg vollzieht, müssen auch Mittel zur Steuerung einer jeder Bewe-
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gungskomponente dieser Achsen bereitgestellt werden, damit die resultierende
Vektorbewegung-in der richtigen Geschwindigkeit ausgeführt wird. Zum Beispiel kann die resultierende Sollgeschwindigkeit
der Bewegung eines Fräsers gegenüber dem Werkstück aus der Art des
zu bearbeitenden Werkstoffs, den Abmessungen des Fräsers und ähnlicher
bekannter Kriterien bestimmt werden. Um die Sollgeschwindig-·
keit dieser resultierenden- Bewegung zu erreichen, enthält das Programm
der numerischen Steuerung, normalerweise in der Form eines Lochstreifens oder Magnetbandes, die Bewegungsgeschviindigkeiten
in kodierter Befehlsform, und die Steuerung muß diese Information dekodieren und sie so benutzen, daß die einzelnen Geschwindigkeitskomponenten
oder Einzelgeschwindigkeiten angepaßt bzw. eingestellt werden.
Auf dem bisherigen Stande der Technik werden die vielfältigsten Vorschubverfahren verwendet, denen jedoch stets verschiedene Nachteile anhaften wie z.B.: Schwierigkeiten in der Berechnung des
richtigen Vorschubs durch den Programmierer, Schwierigkeiten bei der Einstellung von Hand der Vorschubgeschwindigkeit an der Maschine
sowie Schwierigkeiten bei der Bestimmung der Soll-Vorschubgeschwindigkeit
aus der Untersuchung eines sich ergebenden Steuerlochstreifens.
Erfindungsgemäß wird eine Steuereinrichtung für die Vorschubgeschwindigkeit
geschaffen, bei welcher der Programmierer keine Spezialrechnungen für die Vorschubgeschwindigkeitszahlen durchzuführen
braucht. Der Programmierer kodiert einfach den Vektor des Sollvorschubs direkt in Zentimetern pro Minute auf den Loch-
— 0 —
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streifen. Die Steuereinrichtung enthält Sicherungsmittel dafür,
daß die Befehlssignale für die Vorschubkomponenten mit solch einer
Geschwindigkeit erzeugt werden, daß der programmierte Vorschub ;
j erreicht wird sowie Mittel zur Speicherung des Vorschubs, bis ein ;
: nachfolgender Vorschubbefehl auf den Lochstreifen erscheint.
Die erfindungii^emäße Einrichtung errechnet grob gesagt die durch ;
die Vorschubkomponentenbefehle an die Servos angegebene resultie- \
rende Bewe^ungsgeschwindigkeit und vergleicht diese Geschwindigkeit
mit der befohlenen Sollgeschwindigkeit. Von dieser Vergleichs- ^ einrichtung wird ein Steuersignal für den Befehlssignalgenerator
abgeleitet. Das Ergebnis ist die Regelung der Geschwindigkeit der ί
Erzeugung von Befehlssignalen. Das Vergleichsverfahren stellt eine1
: Verwirklichung einer Form des pythagoreischen Satzes dar,
i
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet die Vorschubbefehle des Lochstreifens zur Erzeugung eines Impulszuges, dessen Frequenz proportional zur Größe der Vorschubbefehlszahl ist. Dieser Impulszug gelangt an einen neuartigen Impuls-Digitalumsetzer, der eine numerische Größe erzeugt, die gleich ist dem : Qudrat der Anzahl der Impulse, die zu einer beliebigen Zeit vom Inipulszug empfangen wurden. Die von der Steuerung an die einzelnen Servos abgegebenen Befehlsimpulszüge gelangen auch an gleiche Quadrierschaltungen. Die die Ausgänge der Quadrierschaltungen für die Befehlsimpulszüge darstellenden numerischen Größen werden summiert und von der das Quadrat der Impulszahl im Vorschubimpuls-i zug darstellenden numerischen Größe subtrahiert. Wenn nun die Grüße dieser Quadratzahl die Größe der Summe der Quadratzahlen
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet die Vorschubbefehle des Lochstreifens zur Erzeugung eines Impulszuges, dessen Frequenz proportional zur Größe der Vorschubbefehlszahl ist. Dieser Impulszug gelangt an einen neuartigen Impuls-Digitalumsetzer, der eine numerische Größe erzeugt, die gleich ist dem : Qudrat der Anzahl der Impulse, die zu einer beliebigen Zeit vom Inipulszug empfangen wurden. Die von der Steuerung an die einzelnen Servos abgegebenen Befehlsimpulszüge gelangen auch an gleiche Quadrierschaltungen. Die die Ausgänge der Quadrierschaltungen für die Befehlsimpulszüge darstellenden numerischen Größen werden summiert und von der das Quadrat der Impulszahl im Vorschubimpuls-i zug darstellenden numerischen Größe subtrahiert. Wenn nun die Grüße dieser Quadratzahl die Größe der Summe der Quadratzahlen
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• _ 4 _
für den Befehlsimpulszug übersteigt, so wird die Erzeugung von
Befehlsimpaitii/ü^en durch die Steuerung ausgelöst. Wenn die Summe
der Quadrate der.Befehlsimpulszüge größer ist als das Quadrat
für den Vorschub, so wird die Erzeugung von Befehlsimpuls-en gesperrt.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren der Vorschubsteuerung mit billiger
Digitalschalttechnik verwirklicht. Die Quadrierschaltung besteht aus einem Zähler, einem Addierwerk und einem Register. Die
Impulse eines jeden Zuges' werden dem Zähler und gleichzeitig einem Subtrahierwerk eingespeist. Die sodann im Zähler gespeicherte
\ Zählung gelangt mit einer Verschiebung einer Binäreinheit in Richtung
der höchsten Stelle in das Subtrahierwerk, so daß das Ausgangssignal
effektiv die Größe (2N-1) enthält, wobei N die Zählersumme darstellt. Die Ausgangszahlen des Subtrahierwerks stellen
die arithmetische Reihe (2N-1) dar, deren Summe gleich ist N^.
Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung
enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 . ein Blockschaltbild einer numerischen Steuerung mit
der erfindungsgemäßen, Vorschubsteuerung;
Fig. 2 die Schemazeichnung der in der Anlage der Fig. 1 verwendeten
Steuerung und Vorschubsteuerung;
Fig. 3 die Schemazeichnung einer bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
-verwendeten Quadrierschaltung.
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ORlQINAL INSPECTED
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Vorschubsteuerung
zusammen mit einer Einrichtung verwendet, bei der die Befehlsimpulszüge für die Servos der einzelnen Achsen im'"DDA-Verfahren"
(mit Differentialanalysator) erzeugt werden, wonach eine Befehlszahl wiederholt in ein Register einaddiert wird, welches
Befehlsimpulse proportional zu seinem Überlauf erzeugt. Die Funktion der Einrichtung wird in Verbindung mit der Linearinterpolation
beschrieben, bei welcher eine gerade oder lineare Bewegung des arbeitsseitigen Abtriebteils erreicht wird - im Gegensatz
zur komplizierteren Kreis- und Parabolinterpolation. Die
erfindungsgemäße Einrichtung ist jedoch in gleicher Weise auf diese komplizierteren Systeme anwendbar.
Diese Einrichtung ist grob in Fig. 1 dargestellt. Das Programm füi
die Maschine ist auf dem Band oder Lochstreifen 10 gespeichert. Dieser Lochstreifen gelangt fortschreitend an ein Lese- und Dekodiergerät
12, welches die kodierten Stanzlöcher im Streifen in elektrische Signale umsetzt und sie an die entsprechenden Teile
j der Einrichtung weiterleitet. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand eines Dreiachsensystems beschrieben, ; und entsprechend gibt das Lesegerät 12 dem Steuergerät 14 Signale
ein, welche den befohlenen Versetzungen längs der X-, Y- und Z-Ach se aus den Leitungen 1β, 18 und 20 entsprechen. Das Vorschubsignal
des Lesegeräts gelangt über die Leitung 24 an die erfindungsgemäße Vorschubsteuerung 22.
Das Steuergerät 14 verwendet die X-, Y- und Z-Befehle zur Erzeugung
von drei Befehlsimpulszügen, d.h. jeweils einen für den
-6-
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Servo 26 der X-Achse, den Servo 28 der Y-Achse und den Servo 30
für die Z-Achse. Diese Impulszüge laufen über die Leitungen 32,
34 und 36. Die Servos 26, 28 und 30 dienen zur Erzeugung einer
Abtriebsbewegung ihrer Abtriebsteile von je einem Sehritt für je- '■
den empfangenen Impuls. Ein solcher Schritt kann z.B. eine Weglänge von 2,54/U darstellen. Die Impulse werden mit schönen Geschwindigkeiten
eingespeist, daß die Servos im allgemeinen rela- '■
tiv weiche Abtriebsbewegungen mit Geschwindigkeiten ausführen, welche direkt proportional der Momentangeschwindigkeit der Impulse,
in ihrem Eingangsbefehlszug sind. ;
Die allgemeine Funktion des Steuergerätes 14 besteht darin, Befehlsimpulszüge
zu erzeugen, deren Impulszahl proportional zu den Befehlszahlen für die X-, Y- und Z-Achsen ist, wobei die Impulse
mit Geschwindigkeiten erzeugt werden, die im gleichen Verhältnis stehen wie die Befehlszahlen für die X-, Y- und Z-Achsen.
Alle Befehlsimpulszüge auf den Leitungen 32, 34 und 36 gelangen
auch an die Vorschubsteuerung 22. Die Vorschubsteuerung errechnet im wesentlichen den Vektor oder die resultierende Geschwindigkeit,
bei welcher sfch das arbeitsseitige Abtriebsteil aufgrund der
Einzelgeschwindigkeiten der Servos für die Komponenten der X-, Y- und Z-Achsen bewegt. Sodann vergleicht sie die resultierende
Geschwindigkeit mit dem von der Leitung 24 abgeleiteten Signal für den Sollvorschub, um festzustellen, ob das Steuergerät 14
die Befehlsimpulse mit der Geschwindigkeit erzeugt, bei welcher der Sollvorschub erreicht wird. Die Steuersignale gelangen an
das Steuergerät 14 über die Vorschubsteuerung 22 in der Form von
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; ί
j Additionsbefehlen aus der Leitung jj8. Diese Additionsbefehle dienen
zur Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit des Steuergeräts,
. so daß die Befehlsimpulszüge mit der zur Erzielung des befohlenen
. so daß die Befehlsimpulszüge mit der zur Erzielung des befohlenen
j Vorschubs richtigen Geschwindigkeit erzeugt werden. Die Additions-I
befehle dienen zur gleichzeitigen Einstellung der Srzeugungsge- :
! schwindigkeit aller Impulszüge, so daß das Verhältnis zwischen
, den KomentanKeschwindigkeiten der Impulszüge unabhängig von der \ j Arbeitsgeschwindigkeit des S'teuergerätes 14 konstant bleibt. j
, den KomentanKeschwindigkeiten der Impulszüge unabhängig von der \ j Arbeitsgeschwindigkeit des S'teuergerätes 14 konstant bleibt. j
I Piö· 2 zeigt den inneren Aufbau der aus dem Steuergerät 14 und detf j
I ;
; Vorschubsteuerung 22 bestehenden Teileinrichtung. Die Bewegungsbe-
j fehle für die X-, Y- und Z-Achse auf den Leitungen 16, l8 und 20
; werden den Befehlsregistern 50* 52 und 5^ eingegeben, die sich
alle irn Steuergerät 14 befinden. Jedes dieser Befehlsregister
ist mit einer: entsprechenden Summenregister 56, 58 und 60 über
alle irn Steuergerät 14 befinden. Jedes dieser Befehlsregister
ist mit einer: entsprechenden Summenregister 56, 58 und 60 über
1 die Addierwerke 62, 64 und 66 verbunden. Beim Empfang eines Im- j
j i
j pulses auf der Leitung 38 von der Vorschubsteuerung 22 wird der I
ί Inhalt der Befehlsregister insgesamt und gleichzeitig zu dan ent- j
! sprechenden Summenregistern addiert. Wenn immer die Summenregi-
I ster überlaufen, liegt ein Ausgangsimpuls an der Ausgangsleitung ; "
! des entsprechenden Registers an. Überlaufsignale des Summenre- '
\ gisters 56, in welches die Befehle für die X-Achse eingegeben und'
I 1
S nacheinander addiert werden, erscheinen auf der Leitung 32 und j
: stellen die Befehlsimpulse für den Servo 26 der X-Achse dar. In :
gleicher V/eise stellen die Überlaufsignale des Y-Summenregisters I
j 58 auf der Leitung j54 die Befehlsimpulse für die Y-Achse und die :
ι
Überlaufsignale des Z-Summenregisters 6 die Befehlsimpulse auf '
Überlaufsignale des Z-Summenregisters 6 die Befehlsimpulse auf '
der Leitung J>6 für die Z-Achse dar. Da die Summenregister alle ;
-8- ; ■ 109847/1209
■- 8 -
gleich lang sind und die entsprechenden Befehlszahlen zur gleichen
Zeit in sie eingegeben und addiert werden, treten die Überlauf-
signale dieser Register mit Geschwindigkeiten auf, die den Größen j
der entsprechenden Befehlszahlen proportional sind, und somit i
stehen die Impulsgeschwindigkeiten der Impulszüge auf den Lei- ι
tungen 32, 34 und 36 im gleichen Verhältnis wie die Befehlszahlen'
für die X-, Y- und Z-Achse. Das vorstehend beschriebene Steuerge-!
j rät ist bereits bekannt. I
Die Punktion der Vorschubsteuerung 22 besteht darin, Additionsbefehle
aus der Leitung 38 in einer solchen Zeitfolge zu erzeugen,
daß Befehlsimpulszüge zur Ausführung einer Bewegung erzeugt werden,
daß Befehlsimpulszüge zur Ausführung einer Bewegung erzeugt werden,
deren resultierender Vorschub gleich ist dem Vorschub auf dem
programmierten Lochstreifen 10.
programmierten Lochstreifen 10.
Der vom Lochstreifen befohlene Vorschub auf der Leitung 24 wird
dem Vorschubregister 70 eingegeben, das sich in der Vorschubsteuerung 22 befindet. Durch das Addierwerk 72 wird der Inhalt j
dem Vorschubregister 70 eingegeben, das sich in der Vorschubsteuerung 22 befindet. Durch das Addierwerk 72 wird der Inhalt j
j des Vorschubregisters 70 wiederholt in das Vorschubsummenregister ,
74 eingegeben und dort addiert. Die Überlaufsignale des ^ummenre-ί
gisters bilden auf der Leitung 76 einen Impulszug, dessen Vor- j Schubgeschwindigkeit proportional zur Größe der Vorschubzahl ist. '
Die Additionsbefehle für das Addierwerk 72 werden von dem regel- :
baren Prequenzimpulsgenerator 73 abgeleitet. Die Regelspannung j
.für den Impulsgenerator 78 wird von der Schaltung 80 für die Hand-*·
bedienung abgegriffen, die es gestattet, den befohlenen Istvor- "'
schub oberhalb oder unterhalb des Wertes des programmierten Vor-
-.··■ -9-
-.··■ -9-
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schubs von Hand einzustellen. Die Skalenscheibe für die Handbedienung
ist normalerweise in Prozentsätzen des programmierten Vorschubs geeicht, und wenn keine besonderen Umstände vorherrschen,· .
wird sie auf 100$ eingestellt. In jedem Falle treten die Impulse auf der Leitung 76 mit einer Geschwindigkeit auf, die proportional
zur Größe der Vorschubzahl und zum Prozentsatz ist, der durch die Handbedienungsschaltung 80 verlangt wird.
Der Impulszug auf der Leitung 76 wird der Quadrierschaltung 82 eingespeist, die einen Impuls-Digitalumsetzer zur Erzeugung einer
Reihe von Zahlen darstellt, deren Summe gleich ist dem Quadrat der auf derLeltung 76 empfangenen Anzahl von Impulsen. Der Innenaufbau
der beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Quadrierschaltung wird nachstehend in Verbindung mit der
Fig. 3 efläutert.
Die Befehlsimpulszüge auf den Leitungen 32, 34 und 36 gelangen an
die in sich gleichen Quadrierschaltungen 84, 86 und 88 sowie an die Servos für die X-, Y- und Z-Achse. Die Quadrierschaltungen 84,
86 und 88 sind mit der Quadrierschaltung .82 identisch.
Die die Ausgangssignale der Quadrierschaltungen darstellenden
Zahlen gelangen an das Summierungsglied 90* welches einfach den
Inhalt der Quadrierschaltungen 84, 86 und 88 addiert, um eine ReiheWon Zahlen abzugeben, die gleich sind der Summe der drei
Eingänge. Die Ausgangssignale des Summierungsglieöes und der
Quadrierschaltung 82 werden in der Schaltung 92 miteinander verglichen, in welcher sie voneinander abgezogen werden. Wenn das
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- ίο -
Integral der Zahlen der Schaltung 82 das Integral der Zahlen des Suramierungsgliedes 90 übersteigt, so gibt die Vergleichsschaltung
92 Signale an den Impulsgenerator Sk ab, wodurch dieser angesteuert
wird und seinerseits an die Leitung 38 Additionsbefehle
abgibt. Diese Additionsbefehle bewirken eine Erhöhung der Geschwindigkeit in der Erzeugung von Befehlsimpulsen durch das
Steuergerät, in den die Additionssignale den Addierwerken 62, 64 und 66 eingespeist werden. Die Geschwindigkeit des Impulsgenerators 94 ist genügend hoch, so daß das Integral der durch das Summierungsglied 90 gelieferten Zahlen sich schnell auf den numerischen Wert des Integrals der Ausgangswerte der Quadrierschaltung 82 erhöht, selbst wenn sich dieser numerische Wert dauernd infolge der weiteren Erzeugung von Impulsen auf der Leitung J6 erhöhen sollte. Jetzt läuft die in der Schaltung 92 gespeicherte
umkehrbare Summe durch den Nullpunkt und die Schaltung gibt ein Sperrsignal an den Impulsgenerator 94 ab, wodurch die weitere
Erzeugung von Additionsbefehlen beendet wird. Dieser Vorgang
setzt sich in einer Pendelbewegung ibrt, so daß eine durchschnittliche Befehlsimpulsgeschwindigkeit aufrecht erhalten wird, die
gerade genügt, eine Abtriebsbewegung mit der Vektorgeschwindigkeit zu erzeugen, die von den durch Handeinstellung modifizierten Vorschubsignal verlangt wird.
Steuergerät, in den die Additionssignale den Addierwerken 62, 64 und 66 eingespeist werden. Die Geschwindigkeit des Impulsgenerators 94 ist genügend hoch, so daß das Integral der durch das Summierungsglied 90 gelieferten Zahlen sich schnell auf den numerischen Wert des Integrals der Ausgangswerte der Quadrierschaltung 82 erhöht, selbst wenn sich dieser numerische Wert dauernd infolge der weiteren Erzeugung von Impulsen auf der Leitung J6 erhöhen sollte. Jetzt läuft die in der Schaltung 92 gespeicherte
umkehrbare Summe durch den Nullpunkt und die Schaltung gibt ein Sperrsignal an den Impulsgenerator 94 ab, wodurch die weitere
Erzeugung von Additionsbefehlen beendet wird. Dieser Vorgang
setzt sich in einer Pendelbewegung ibrt, so daß eine durchschnittliche Befehlsimpulsgeschwindigkeit aufrecht erhalten wird, die
gerade genügt, eine Abtriebsbewegung mit der Vektorgeschwindigkeit zu erzeugen, die von den durch Handeinstellung modifizierten Vorschubsignal verlangt wird.
Wie nachstehend erläutert wird, enthalten die Quadrierschaltungen 82, 84, 86 und 88 Zähler, und nach einer Anzahl von Additionsvorgängen ist einer der Zähler voll aufgefüllt. Jeder Zähler besitzt
Mittel zur Abtastung dieses Zustandes, und die alle Quadrierschaltungen miteinander verbindende Leitung 96 dient dann zur Löschung
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j aller Zahler. Durch diese Rückstellung auf Null kann ein kleiner ;
j Fehler eingeführt werden, da ein Additionsbefehl verloren gehen
, kann, jedoch kann dieser Fehler so klein wie gewünscht gehalten j
i i
v/erden, um den dia Zählregister größer ausgestaltet werden. '
' Somit vollzieht die vorstehend beschriebene Schaltung die folgende
I :
, Gleichung: , j
FCP2 - XCP2 + YCP2 + ZCP2
wooei:
XCF = Befehlsimpulse/min, für die X-Achse
YCP = Befehlsimpulse/min, für die Y-Achse
ZCP = Befehlsimpulse/min.für die Z-Achse
YCP = Befehlsimpulse/min, für die Y-Achse
ZCP = Befehlsimpulse/min.für die Z-Achse
FCP = Geschwindigkeit der durch die Vorschubzahl
erzeugten Impulse
erzeugten Impulse
!Diese Gleichheit wird natürlich vom pythagoreischen Satz abgeleitet,
j
j
!Der Innenaufbau der Quadrierschaltung 82 ist in Fig. 3 dargestellt
Mit Ausnahme der Außenanschlüsse ist diese Schaltung natürlich mit
den Quadrierschaltungen 84, 86 und 88 identisch.
pie Eingangsimpulse für diese Schaltung auf der Leitung 76 gelangen
an den Impulszähler 100, welcher diese Impulse laufend zählt.
Die Impulse auf der Leitung 76 werden gleichzeitig dem Subtrahierwerk 102 eingespeist. Die im Zähler gespeicherte numerische Größe
Die Impulse auf der Leitung 76 werden gleichzeitig dem Subtrahierwerk 102 eingespeist. Die im Zähler gespeicherte numerische Größe
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gelangt auch über das Schieberegister 104 an das Subtrahierwerk j 102, wobei das Schieberegister die Zählung um eine Stelle in Rich-I
tung der höchsten Stelle verschiebt bzw., da es sich um einen Binärzähler handelt, die Zahl praktisch um zwei multipliziert.
Die Ausgangssignale des Subtrahierwerks 102 werden an den Umkehr-
j zähler 92 angelegt. Wird der Inhalt des Zählers 100 mit N bezeichnet,
so vollzieht das Subtrahierwerk die Rechnung (2N-1) wenn ;immer ein Impuls auf der Leitung 7β auftritt und liefert diese
Summe an den Umkehrzähler 92. Wie nachstehend gezeigt, hat das Integral der an den Zähler 92 abgegebenen zahlenden Wert von N:
ΔΝ2 = (2N-1)
7-
0+1=1 ■ l +.3 - 4
4+5 = 9 9 + 7 - 16 16 + 9 =■ 25
Die mathematische Darstellung des oben durchgeführten Arbeitsvorganges
ist
, (2Ν-1)
N=I
Dies ist eine arithmetische Reihe. Wendet man die Formen für die Summe der Reihe an, so erhält man
Summe = Anzahl der Glieder (erstes Glied + letztes Glied)
2
Hier ist das erste Glied = 1 und das letzte Glied = 2N-1
Hier ist das erste Glied = 1 und das letzte Glied = 2N-1
Substituiert man: A=J^ (1+2N-I)=N2
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Claims (2)
- Patentanwälte
Dr. Ing. H. NegendankDipl. Ing. H. Heuck
Dipl. Phys. VV. Schmitz8M*r.diCf. 1S,M«t«Hetr.23The Bendix Corporation T*i.sjees86Bendix Center, 18. März 1971Southfield,Mich.48075,USA Anwaltskate M-I53OPatentansprüche ,ly'Numerische Positionierungssteuerung mit einer Anzahl von Ausgangsservos zur gleichzeitigen Bewegung eines arbeitsseitigen
Abtriebsteils längs einer Anzahl nicht zusammenfallender Achsen) nach auf Eingangsmitteln kodierten numerischen Informationen,
wobei diese Mittel ein Steuergerät zum Empfang der Information
von den Eingangsmitteln und zur Erzeugung von BefehlsSignalen \ in der Form von Impulszügen für jeden Servo bei aufeinander ab-, gestimmten Geschwindigkeiten enthalten, gekennzeichnet durch '< eine Vorschubsteuerung (22) zur Steuerung der Erzeugungsgeschwindigkeit der Impulszüge durch ein-Steuergerät (14) mit ; einer ersten Quadrierschaltung (82) zur Erzeugung einer Reihe j von Zahlen, deren Summe gleich ist dem Quadrat der Anzahl von iImpulsen entsprechend dem von den Eingangsmitteln (10) empfangenen (24,76) Vorschubbefehl, durch eine Anzahl zweiter Quadrierschaltungen (84,86,88), die jeweils mit einem Ausgang (32, 34,36) des Steuergeräts (14) verbunden sind, durch eine paralle zu den Ausgängen der zweiten Quadrierschaltungen (84,86,88)
geschaltete Summensehaltung (90), sowie durch ein zwischen die109842/1209erste Quadrierschaltung (82) und die Summenschaltung (90) sowie einen Impulsgenerator (94) geschaltetes Vergleichsglied (92), wobei der Eingang des Impulsgenerators (91O mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung (92) und der Ausgang (38) mit dem Steuergerät (14) verbunden ist. - 2. Steuerung nach Anspruch 1, dajdurch gekennzeichnet, daß jede Quadrierschaltung (82,84,86,88) die folgenden Bausteine in Reihenschaltung enthält: Einen Impulszähler (100), ein Schieberegister (104) und ein Subtrahierwerk (102), wobei die Eingangsleitung (76) der Schaltung sowohl an den Impulszähler (100) als auch an das Subtrahierwerk (102) geführt ist und der Ausgang der Schältung mit dem Ausgang des Subtrahierwerks (102) identisch ist.3· Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Impulszähler (100) der Quadrierschaltungen (82,84,86,88) die gleiche Aufnahmekapazität besitzen, und daß Mittel zur gleichzeitigen Löschung aller Impulszähler vorgesehen sind, wenn einer von ihnen aufgefüllt ist.I4. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied (92) ein Umkehrregister enthält, in welches die Zah-r len der Summenschaltung (90) in einer Richtung eingegeben wer- i den, während die Zahlen der ersten Quadrierschaltung (82) in | der entgegengesetzten Richtung eingegeben v/erden, und daß das ; Register ein Steuersignal erzeugt, welches bewirkt, daß das i Steuergerät (l4) arbeitet, wenn der Nettoinhalt des Registers109842/1209für die entgegengesetzte Richtung steht, und das Steuergerät (14) gesperrt ist, wenn der Nettoinhalt des Registers in der einen Richtun;; angeordnet ist.109842/1209
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