DE2252512A1 - Numerische steuerung von drehtischen - Google Patents

Description

• Numerische Steuerung von Drehtischen Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuerung von Drehtischen mit einem Steuerimpulse für einen Stellmotor abgebenden Taktgeber sowie einen Steuerimpuls-Zähler, welcher entsprechend des voreingestellten Geilungsfaktors am Drehtisch eine definierte Verdrehung des Stellmotors zuläßt.
• Winkelpositionierungen von Drehtischen können bekannterweise auf mechanischem Wege über Meßtrommeln, Lochscheiben oder auch über Mittel, die im Umfangsbereich des Drehtisches angreifen, vorgenommen werden.
• Ferner sind elektrisch-mechanische Steuerungen über Schaltnocken bekannt, bei welchen jedoch der kleinste einstellbare Drehwinkel durch die räumlichen Abmessungen der Schaltnocke begrenzt ist.
• Schließlich ist noch eine programmierbare, numerische Steuerung bekannt, wobei die einstellbaren Teilungswinkel jeweils als ganze Vielfache des entsprechend programmierten Teilungssegmentes vorgesehen sein müssen. Rienn jedoch der Drehtisch mit einer Teilung versehen werden soll, welche auch Bruchteile von Winkelsegmenten beinhaltet, entsteht bei der jeweils auf ganze Winkel programmierten Ansteuerung eine Abweichung bei jeweils einem Teilungssektor um den Betrag des Bruchteiles, wodurch sich bei entsprechend fortschreitendem Positionieren ein Aufaddieren des nicht ansteuerbaren Winkelbereiches ergibt, so daß sich beispielsweise bei mehreren Umläufen des Drehtisches eine Gesamtabweichung von der gewünschten Sollposition um mehrere 'tWinkelgrade einstellen kann.
• Ls wurde nun bereits versucht, diese Fehlerursachen durch eine Korrektur auszuschalten, welche auf den gesamten Drehwinkel eines iiundschalttisches von 3600 entsprechend dem eingestellten Teilungsverhältnis gleichmäßig verteilt den Gesamtfehler durch ein über oder Untersteuern einiger Sollpositionen um jeweils einen inkelschritt ausgleicht.
• Zwar werden mit dieser Korrekturmaßnahme komulative Fehler vermeiden, jedoch unter Inkaufnahme eines optimalen Einstellfehlers bei einigen Sollpositionen von plus minus einem Winkelschritt, was einem YJinkelweg über zwei Teilungssektoren entspricht.
• Es ist daher die Aufgabe der erfindung, unter Vermeidung der Nachteile des Bekannten eine Steuerung zu schaffen, welche einen Drehtisch derart präzise positionieren kann, daß der maximale Fehler bei tiollpositionen unterhalb eines Teilungssegmentes liegt und welche außerdem schaltungstechnisch einfach aufgebaut und darüber hinaus funktionell zuverlässig im Einsatz ist.
• Diese Aufgabe wird bei Steuerungen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die vom Taktgeber gelieferten Steuersignale auf einer Frequenz liegen, welche um mindestens eine Zehnerpotenz höher ist,als die Betriebsfrequenz des Stellmotors, daß zwischen dem Ausgang des Taktgebers und einer Ansteuereinheit des Stellmotors ein Frequenzteiler vorgesehen ist und daß der Frequenz teiler und die Ansteuereinheit es Stellmotors mit einem Summenzähler verbunden sind.
• Mit dieser erfindungsgemäßen Steuerung wird erreicht, daß die Bruchteile von Teilungssegmenten aufgrund der Frequenzerhöhung um beispielsweise den Taktor 1000 in Form von Dezimalstellen der tatsächlichen Betriebsfrequenz ausgedrückt werden können, welche dann, obwohl der Motor nur jeweils ganse Teilsegmente ansteuern kann, über den Summen zähler solange aufsummiert werden, bis ein Teilungssegment erreicht ist, wobei über den Summenzähler ein Signal an den Stellmotor zur Weiter schaltung abgegeben wird. Mit dieser erfindungsgemäßen Maßnahme wird der maximal mögliche Fehler auf jeden Pall kleiner sein als ein einziges Teilungssegment.
• Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
• Gemäß der Darstellung ist ein Taktgeber 1 mit seinem ausgangsseitigem Ende sowohl mit einem Steuerimpuls-Zähler 2 als auch gleichzeitig mit einem Frequenzteiler 3 verbunden. Dieser Taktgeber 1 liefert Steuerungsimpuise, vorzugsweise Rechteckimpulse, deren Frequenz beispielsweise 103mal so hoch ist wie die Betriebsfrequenz eines Stellmotors 4, welcher als Schrittmotor ausgebildet sein kann.
• Die Frequenz der Steuerimpulse werden über den Frequenzteiler 3, der bei dem gewählten Beispiel einen Teilungsfaktor von 1 : io3 besitzen müßte, wieder auf die Betriebsfrequenz des Schrittmotors heruntergeteilt. Aufgrund der Tatsache, daß ein Schrittmotor nur jeweils mindestens um einen ganzen Schritt weiterverdreht werden kann, was einer Winkelverdrehung des Drehtisches um jeweils ein Teilungssegment entspricht, kann es bei bestimmten gewählten Teilungsfaktoren für die Drehtischbewegung vorkommen, daß sich eine Teilung ergibt, welche Bruchteile von Teilungssegmen ten beinhaltet.
• Damit nun auch diese Teilungsfaktoren bei einer vergleichsweise kleinen Fehlerabweichung ansteuerbar sind, ist der Schrittmotor 4 und der Ausgang des Frequenzteilers 3 mit einem Summenzähler 5 verbunden, welcher die aufgrund der Frequenzerhöhung sich ergebenden Dezimalstellen - die Bruchteile eines ganzen Teilungssegmentes darstellen -auf summiert, bis nach einem bestimmten Winkelweg die Summe der Dezimalstellen ein volles Teilungssegment ergibtWiit dem Schrittmotor über den Summenzähler 5 ein Signal zur Weiterschaltung des Drehtisches um dieses eine Teilungssegment erteilt wird. Sollte sich dabei noch ein, wiederum in Dezimalstellen ausgedrückter Restbetrag ergeben, wird dieser bei der nächsten Auf summierung weitergezählt.
• Der Summenzähler kann außerdem mit einer Schaltungseinrichtung versehen sein, welche jeweils nach dem Durchlaufen eines Wjnkelweges am Drehtisch von 3600 eine Rückschaltung in seine Zähler-Nullstellung, unabhängig von der Höhe des noch gespeicherten Bestbetrages, der auf jeden Fall unterhalb eines Teilungssegmentes liegen muß, vornimmt.
• In der Zeichnung ist ferner eine Vorwahl-Schaltungsanordnung 6 vorgesehen, welche mit dem Eingang des Steuerimpuls-Zählers 2 verbunden ist. In dieser Vorwahl-Schaltungsanordnung können unterschiedliche Eingabemöglichkeiten bestehen, wie z.B. eine Eingabe für den am Drehtisch verlangten Winkelweg oder aber auch für den vorgegebenen Teilungsfaktor. Wenn bei bestimmten Deilungsfaktoren sich ein Werft für den Winkelweg ergibt, welcher kein ganzes Vielfaches des kleinsten Teilungssegmentes beträgt, können die Bruchteile des Teilungssegmentes in flezimalwerten, also 0,1 Schritt oder 0,01 Schritt usw.
• gleich mit eingegeben werden, womit sie automatisch im Summenzähler berücksichtigt werden.

Claims (6)

Patentan sprüche

1. Numerische Steuerung von Vrehtischen mit einem Steuerunsimpulse für einen Stellmotor abgebenden Taktgeber sowie einem Steuerimpuls-Zähler, welcher entsprechend des voreingestellten Teilungsfaktors am Drehtisch eine definierte Verdrehung des Stellmotors zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Taktgeber (1) gelieferten Steuersignale auf einer Frequenz liegen, welche uui mindestens eine Zehnerpotenz höher ist als die Betriebsfrequenz des Stellmotors (4), daß zwischen dem Ausgang des Taktgebers (1) und einer Ansteuereinheit des Stellmotors (4) ein Frequenzteiler (3) vorgesehen ist und daß der Frequenzteiler (3) und die Ansteuereinheit des Stellmotors (4) gemeinsam mit einem Summenzähler (5) verbunden sind.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignal-Frequenz des Taktgebers (1) um eine dreifache Zehnerpotenz höher liegt als die Betriebsfrequenz des Stellmotors (4).

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am teuerimpuls-Zähler (2) eine Vorwahl-Schaltungsanordnung (6) vorgesehen ist.

4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwahl-Schaltungsanordnung (6) sowohl mit einer Eingabe für den Teilungsfaktor als auch für den Winkelweg des Drehtisches vorgesehen ist.

5. Steuerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenzähler (5) mit einer Schaltungseinrichtung zur Zähler-Nullstellung bei jeder vollen Winkeldrehung des Drehtisches um 3600 versehen ist.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (4) ein Schrittmotor ist.

L e e r s e i t e