DE2304888A1 - Verfahren und anordnung zum positionieren - Google Patents
Verfahren und anordnung zum positionierenInfo
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-
- G—PHYSICS
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- G05B19/232—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
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Description
PHN. 6111 W±J/Sp./WE.
Γ. Herbert Scholl
/SameWsr: N. Y. Philip;" G^dlsrr.peni:
Akte No.: PHN- 6111
"'--i ve«, 31. Jan. -j 973
"'--i ve«, 31. Jan. -j 973
Verfahren und Anordnung zum Positionieren.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Positionieren einer Belastung aus einer ersten Position in eine zweite
Position mit Hilfe eines Motors, der eine maximale Beschleunigung und eine maximale Verzögerung erreichen kann, welche Positionierung in einem
Beschleunigungsschritt und einem aus Phasen bestehenden Verzögerungsschritt erfolgt, wobei in einer ersten Phase die Verzögerung konstant
ist und in einer letzten Phase eine Lagenregelung auftritt. Ein derartiges Verfahren ist aus der U.S. Patentschrift J.241.015 bekannt und wird
beispielsweise zum Positionieren von Aufnahme- und Leseköpfen auf die
richtige Spur eines magnetischen Plattenspeichers angewandt. Aber auch für viele andere Gebiete der Technik lässt sich dieses Verfahren anwenden.
Der in der genannten Patentschrift erwähnte Stand der Technik ist eine Regelung, die drei Stellungen hat, und zwar eine konstante Beschleunigung,
eine Beschleunigung Null und eine konstante Verzögerung. Die in jener
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Patentschrift erläuterte Verbesserung betrifft die Lageilregerung^Mi der
letzten Phase. Für ein derartiges Lagenregelungssystem sind in der Regeltechnik mehrere Lösungen üblich. Im. allgemeinen funktioniert ein derartiges
Verfahren gut, aber es treten Schwierigkeiten auf, wenn man sehr kurze Positionierungszeiten mit grosser Genauigkeit kombinieren will.
Dies kommt dadurch, dass das Gebiet, in dem eine Lagenregelung durchführbar
ist, eine beschränkte Abmessung hat. Wenn in der ersten Phase des zweiten Schrittes die Verzögerung einen festen Wert hat, muss der Übergang
in diese Phase an einer Stelle erfolgen, deren Toleranz jener beschränkten Abmessung entspricht. Sonst wird dieses beschränkte Gebiet
(Fanggebiet) entweder mit einer zu hohen oder zu niedrigen Geschwindigkeit
erreicht, oder aber überhaupt nicht. Man kann die konstante Verzögerung entsprechend der maximalen Verzögerung wählen. Diese weist durch
äussere Einflüsse wie Umgebungstemperatur und durch Streuung in den Charakteristiken der unterschiedlichen Motoren Toleranzen auf. Aber auch
die Belastung kann variieren.
Um eine grosse Positionierungsgeschwindigkeit mit einer grossen Genauigkeit kombinieren zu können, weist die Erfindung das
Kennzeichen auf, dass bei einer bestimmten Abweichung von der genannten zweiten Position eine zweite Phase mit der genannten maximalen Verzögerung
gestartet wird und die Verzögerung in der ersten Phase einen Normwert hat. Dadurch, dass die Verzögerung in der ersten Phase einen Normwert hat,
der kleiner ist als der maximale Wert, beschränkt man die Toleranzen: den Normwert kann man nun fest wählen, wodurch der Anfang des Verzögerungsschrittes genau bestimmt werden kann. Das Einfügen, einer zweiten Phase
mit einer maximalen Verzögerung zwischen der ersten und der letzten Phase bedeutet, dass unter Beibehaltung der genannten Genauigkeit die
Positionierung sehr schnell vor sich geht.
Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die zweite Phase bei einer bestimmten zweiten
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Abweichung von der genannten zweiten Position beendet wird. Eine derartige
Abweichung lässt sich leicht bestimmen.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die
zweite Phase bei einer bestimmten minimalen Geschwindigkeit beendet. Bei
der Lagenregelung wird die Verschiebungsgeschwindigkeit meistens als eine der Eingangsgrossen verwendet. Dadurch kann man dann Sprünge in der
Verzögerung vermeiden, wodurch·eine sehr fliessende Regelung entsteht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform tritt
zwischen dem Beschleunigungsschritt und dem Verzögerungsschritt ein Schritt mit gleichförmiger Bewegung auf. Für kleine Verschiebungen reichen
zwei Schritte aus. Für grosse Schritte wird die Geschwindigkeit letzten Endes zu gross und muss also ein zusätzlicher Schritt eingefügt werden,
was auch Folgen hat für den Augenblick, in dem in die erste Phase des Verzogerungsschrittes umgeschaltet werden muss.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Anordnung zum Positionieren einer Belastung aus einer ersten Position in eine
zweite Position mit einem Motor und einem damit verbundenen Servomechanismus, wodurch der Motor in einem Beschleunigungsschritt und einem aus
Phasen bestehenden Verzogerungsschritt ansteuerbar ist, durch welchen Motor eine maximale Beschleunigung und eine maximale Verzögerung erzeugt
werden können, wobei der Servomechanismus eine Beschleunigungsposition
und mindestens zwei Stellungen hat, durch welche Beschleunigungsposition die genannte maximale Beschleunigung aktivierbar ist und durch eine erste
von diesen mindestens zwei Stellungen ein VerzSgerungssignal erregbar ist,
und durch eine letzte dieser zwei Stellungen eine Lagenregelung aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomechanismus zwischen der
ersten und der letzten Stellung eine Zwischenstellung aufweist, die durch ein Abweichungssignal des Motors aktivierbar ist und wodurch ein Maximalverzogerungssignal
erregbar ist, und dass durch die genannte erste Stellung
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ein lörmverzögerungssignal erregbar ist. Der Motor kann ein drehender
oder ein Linearmotor sein, aber kann auch auf eine andere Art und Weise verwirklicht werden: beispielsweise als hydraulischer Antrieb. Dadurch,
dass der Servomechanismus durch die genannten drei Stellungen weitergeschaltet wird,' wird eine einfache Abwicklung erhalten. Die Maximalverzogerungs-
und Normverzögerungssignale können auf einfache Weise
erzeugbar sein, beispielsweise als analoge elektrische Grossen.
Bevorzugte Ausführungsformen sind, dass der Servomechanismus auf Ansteuerung eines zweiten Abweichungssignals einer Abweichungsbestimmungsanordnung
aus der genannten zweiten Stellung weiterschaltbar
ist oder dass der Servomechanismus auf Ansteuerung eines Geschwindigkeitssignals eines Geschwindigkeitsaufnehmers aus der genannten zweiten
Stellung weiterschaltbar ist. Für grosse Verschiebungen wäre die Maximalgesehwiiyligkeit
sia. noch, und. eine bevorzugte ÄuafSfarungsforai istt>
dass Ü.&T genannte Servomechanismus zwischen der Besohleuaigungspesition und
den genannten mindestens zwei Stellungen eine zusätzliche Position aufweist,
durch die eine gleichförmige Geschwindigkeit des Hotors aktivierbar
ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigeni
Pig. 1 einige Phasendiagrasme (Geschwindigkeit zu Position),
IFig. 2 einige Geschwindigkeit sdiagrasme (Geschwindigkeit zu.
Zeit),
Fig, 5 eine hlook.sohem&tische Darstellung einer erfinduiigsgemässen
Anordnung,
Fig* 1 zeigt ein Phasendiagraias eines srfiadangsgeaasaeii
TFerfanress, Auf der Achse GX ist das Quadrat der Geschwindigkeit in
m^/sÄ aufgetragen, was also der Bewegungsenergie entspricht. Bei drehenden
Bewegungen auss aan dazu das Quadrat der "Drehgeschwindigkeit in
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Kadialen^/Sekunde" nehmen und für andere Bewegungen entsprechende Werte·
Auf der Achse OX ist die Position in Metern aufgetragen. Auch dazu können
entsprechende Dimensionen angewandt werden. Gerade Linien bedeuten also in dieser Figur gleichförmige Beschleunigungen oder Verzögerungen oder
die Beschleunigung Null} entsprechend dem Gesetz: Energie ist das Produkt
von Kraft und Weg·
Als Beispiel gilt ein Fall, wobei der Antrieb der Bewegung durch einen Elektromotor erfolgt. Die Beschleunigung und Verzögerung
werden elektrisch hervorgerufen und die maximale Verzögerung entspricht beispielsweise in absoluter Grosse der Beschleunigung. Die Erfindung ist
auch in anderen Fällen anwendbar, beispielsweise bei mechanischer oder anderer Bremsung: da brauchen Verzögerung und Beschleunigung nicht gleich
zu sein. Es ist nun erwünscht, die Positionierung möglichst schnell erfolgen zu lassen. Dazu muss an jedem Punkt der Strecke die Geschwindigkeit
möglichst gross sein. Es wird nun vorausgesetzt, dass die maximale Beschleunigung und die maximale Verzögerung eine Strecke ergeben gemäss
der Linie O-C-K (gleichschenkliges Dreieck). Durch Toleranzen kann die
maximale Verzögerung sinken: der ungünstigste Fall (worst case) würde beispielsweise der (geraden) Linie B-D-K entsprechen. Die Beschleunigung
kann auf analoge Weise beeinflusst werden. Weiter ist zu beachten, dass das Überschreiten der gewünschten Position (κ) äusserst ungünstig ist,
weil beim Umkehren der Geschwindigkeit der Nullpunkt passiert wird· Dies erfordert aussergewöhnlich viel Zeit. Deswegen muss man Phasenpunkte oberhalb
der Linie B-D-K unbedingt vermeiden. Weiter ist es schwierig, zu bestimmen, wo vom Beschleunigungsschritt auf den Verzögerungsschritt
umgeschaltet werden muss: dabei spielen der Abstand OK und die wirklich erreichbaren Beschleunigungen und Verzögerungen mit. Es stellt sich
heraus, dass es dann günstig ist, den Wendepunkt A etwas früher zu wählen
als B, und von F bis G mit einer Normverzögerung zu verzögern.
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Die Linie AD schneidet in D die Linie, die den ungünstigsten
Pall der minimal erreichbaren Verzögerung angibt. An diesen Punkt wird
dann auf die maximale Verzögerung umgeschaltet, wodurch der Linie DE oder
der Linie DK gefolgt wird oder einer anderen geraden Linie zwischen denselben. Dies ist wieder von der Grosse der Belastung oder von den
äusseren Umständen abhängig. Das Umschalten erfolgt nun in G oder, aus
Sicherheitserwägungen, etwas früher, beispielsweise in G1. Die Anzeige
davon wird durch den Abstand GK geliefert, der einen Festwert hat. Dadurch, dass weiter der- Abstand GK viel kleiner ist als OK, ist dieser
Festwert genau einstellbar. Am Ende der Prozedur wird eine Lagenregelung angewandt. Die Umschaltung kann an einem festen Platz, beispielsweise
in einem Abstand HK von der gewünschten Position K, erfolgen oder beim Erreichen einer minimalen Geschwindigkeit, die durch die Länge von EH
bestimmt wird. Die Lagenregelung versorgt die Bewegung von H nach K. Dies kann beispielsweise über eine der ausgezogenen Linien von E nach ,
K erfolgen.
Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist die Tatsache, dass der Winkel OAD grosser ist als der Winkel OBD.
Dadurch erreicht man, dass die Toleranz im Umschaltpunkt (F) grosser ist,
als wenn man bis zum Punkt B weitergegangen wäre. Dies stellt sich heraus,
wenn man den Fangbereich beim Ziel K auf die Linie OC dadurch projiziert,
dass man Linien parallel zu den Linienabschnitten AD und DE zieht. Dies gilt umsomehr, wenn zwischen dem beschleunigenden und dem verzögernden
Schritt OA bzw, AK ein Zwischenschritt mit einer gleichförmigen Bewegung auftritt, beispielsweise über die Linie OA11A" !D, wobei A11A1" horizontal
ist. Die Verkleinerung des Winkels (180- {A11A111D) ist dann beträchtlich.
In der Praxis ist beispielsweise HK gleich 50 /um, HG gleich
1OQiJB, während OG zwischen einigen zehn /um und einem oder mehreren
Dezimetern schwanken kann. Je grosser der Abstand OG, umsomehr Zeitgewinn
3 η 9 a 3 a / η s a Q
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wird dadurch erreicht, dass die maximale Verzögerung zwischen den Funkten
G und H angewandt wird. Die Alternative wäre ja, über die ganze Strecke bis H die liormverzögerung anzuwenden, was durch die gestrichelte Linie
I-E angegeben ist.
Fig. 2 zeigt ein Geschwindigkeitsdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens* Auf der Achse O1Y' ist die Geschwindigkeit in m/s
aufgetragen. Auf der Achse O'X1 ist die Zeit in s aufgetragen. Gerade
Linien bedeuten in dieser Figur also wieder gleichförmige Beschleunigungen
oder Verzögerungen (oder die Beschleunigung Null). Die Oberfläche zwischen einer durchlaufenden Bahn und der Zeitachse deutet die durchlaufen·::
Strecke an. Es gibt einige solcher Bahnen aus Fig. 1, die alle zu derselben
Position führen. Die Oberfläche unter den Kurven ist also immer gleich
der Ankunftsmoment jedoch nicht. Die Bahn, die bei Anwendung des erfindungsgemässen
Verfahrens zurückgelegt wird, ist in Fig. 1 durch eine ausgezogene Linie OIADEK angegeben. In Fig. 2 ist diese Bahn auf entsprechende
V/eise durch die Linie O1I1A1D1E1K1 angegeben. Die Bahn mit
maximaler Beschleunigung und Verzögerung ist in Fig. 1 durch die Linie OIABCK angegeben, in Fig. 2 durch die Linie O1I1A1B1G1K". Die Strecke
mit immer gleicher Verzögerung, entsprechend dem ungünstigsten Fall (worst case) ist in Fig. 1 durch die Linie OIABDK angegeben, in Fig. 2
durch die Linie O1I1A1B1K"1. Die letzten zwei Falle sind in Fig. 2 mit
einem gebogenen Ende dargestellt, um die Wirkung des Lagenregelsystems anzugeben. Wenn hier kein Lagenregelsystem vorhanden wäre, was in Fig.
durch das gerade Ende bei K der betreffenden Bahnen suggeriert wird, könnte hier das Ende auch gerade sein. Das Ende der Strecke wäre dann
schneller erreicht. Der letzte Fall ist der mit einer konstanten Normverzögerung
(und Lagenregelung; im zweiten Schritt. Dies wird in Fig. 1 durch die Linie OIEK angegeben; in Fig. 2 durch die Linie O1I1K11". Die
Zeiteinsparung von K1 gegenüber K"" ist ersichtlich in Fig. 2. Der
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Abstand von K1" his K1 ist nicht sehr gross.
Man kann den Erfindungsgedanken, nämlich den, dass die
Verzögerung in einer späteren Phase grosser gemacht wird als in einer früheren Phase, auch auf eine andere Art und Weise "benutzen, und zwar
dadurch, dass nämlich in Fig. 1 unmittelbar von D nach K gegangen wird statt über E. Dies kann man dadurch machen, dass die Verzögerung durch
einen Begrenzer begrenzt wird. Die Verzögerung lässt sich dadurch bestimmen, dass ein Geschwindigkeitsaufnehmer an ein zusätzliches differentierendes
Element angeschlossen wird. Zwar ergibt im allgemeinen ein differentierendes Element ein ziemlich ungenaues Datum, aber weil die
Lange des Abschnittes GK klein ist, bleibt auch die Ungenauigkeit klein. Man regelt dann also die Verzögerung auf maximal, es sei denn, dass eine
bestimmte SrensversGgeru&g nicht überschritten wird, Jkuf diese Weise wird
in Wig* 1 die gerade Linie ~D& besser erreicht* Durch die kleine Anzahl
von Phasen (um Seispiel 3) ist dennoch die Steuerung wenig kompliziert
geblieben.
J1Xg* 3 zeigt sine blockseiieaatisehe Barstellung einer
erfinduBgsgemassen Anordnung» und diese enthält einen Motor M9 einen
Sensor S mit Ausgängen 1, 2, 3 ^nd eine logische Einheit LOG, in der ein
Differenzregister EE5, ein Digital-Analog-Umsetzer DAO und ein Funktionsgenerator
WDN vorhanden sind, weiter einen Inverter IHV, einen Addierer ÄDD1, einen Subtrahierer STJB1, eine arithmetische Einheit AEITH, drei
Schalter SW-1, 2, 3, drei Verstärker AMP1, 2, 3 und einen Endverstärker
SEEVO.
Die Wirkungsweise ist nun wie folgtϊ der Motor M ist mit
einer nicht dargestellten Belastung verbunden, so dass die Stellung des
y
motors die Position dieser Belastung angibt. Gegebesenfalls kann der Motor M mit einem Drehzahlzähler versehen sein. Der Sensor S detektiert die Stellung des Motors und übersetzt diese Stellung in ein Signal am Ausgang 1.. Weiter enthält der Sensor S ein differentierendes Element,
motors die Position dieser Belastung angibt. Gegebesenfalls kann der Motor M mit einem Drehzahlzähler versehen sein. Der Sensor S detektiert die Stellung des Motors und übersetzt diese Stellung in ein Signal am Ausgang 1.. Weiter enthält der Sensor S ein differentierendes Element,
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wodurch Zählimpulse erzeugbar sind. Dadurch wird erkannt, wenn die
Belastung eine Position einer Anzahl in regelmässigen Abständen voneinander liegender Positionen passiert. Wenn die Positionierungsanordnung
bei einem magnetischen Plattenspeicher verwendet wird, entsprechen diese Positionen beispielsweise den unterschiedlichen Spuren. Die Zählimpulse
erscheinen am Ausgang 3· Durch ein anderes differentierendes Element
wird am Ausgang 2 ein Signal erzeugt, das die Geschwindigkeit angibt.
Wenn eine neue Position eingestellt werden muss, wird der Unterschied mit der alten Position dem Differenzregister REG zugeführt.
Das erste Bit der Information gibt dann die Richtung der Verschiebung an, also vorwärts bzw. rückwärts. Die Information dieses Bits steuert den
Schalter SW1, beispielsweise durch den Verstärker AMP1. In der Stellung
"rückwärts" passiert ein Steuersignal den Inverter INV und wird invertiert.
In der Stellung "vorwärts" passiert das Steuersignal den Inverter INV
nicht. Die Information wird von ausseÄ her dem Register REG zugeführt,
beispielsweise durch eine Rechenmachine, die das Positionieren steuert (über die Leitung CU). Der Information können zusätzliche Daten hinzugegeben
sein, die sich auf die Anzahl durchzuführender Umdrehungen des Motors beziehen.
Danach wird in der logischen Einheit LOG die Information im Register REG mit einem vorbestimmten Pegel, der einer bestimmten
Abweichung entspricht, verglichen. Wenn die wirkliche Abweichung grosser
ist (in absolutem Wert), werden die Schalter SW2 und SW3 in die Stellung
1 gesetzt, beispielsweise dadurch, dass die betreffenden Informationssignale in den Verstärkern AMP2 und AMP3 verstärkt werden, und zwar zu
Schaltsignalen. Die Information des Registers wird (ohne die Information der Richtung der Abweichung) im Digital-Analog-Umsetzer DAO in ein
analoges Signal umgezetzt. Dieses kann also ein beschränkte Anzahl diskreter Werte haben. Dieses analoge Signal wird im Funktionsgenerator WDN
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in ein Signal umgesetzt, und zwar entsprechend der Funktion V = V 2as
Dabei ist s die Abweichung, beispielsweise in m ausgedrückt, a eine
Normverzögerung in m/s* und ν eine Geschwindigkeit in m/s: dies ist die ■
Geschwindigkeit, die erreicht ist nach dem Durchlaufen einer Strecke s mit der Beschleunigung VaJ oder die Geschwindigkeit, wobei noch eine
Strecke s bis zum Stillstand durchlaufen werden kann, wenn eine Verzögerung
a auferlegt wird. Für a wählt man zuvor einen bestimmten Wert. Das Signal
des Funktionsgenerators WDN erreicht über den Addierer ADD1, den Schalter
SV/2, gegebenenfalls den Inverter INV, den Schalter SW1, den Subtrahierer
SUB1 und den Schalter SW3 den Endverstärker SERVO. Durch den Subtrahierer
SUB1 wird die Geschwindigkeit (Ausgang 2 des Sensors S) vom Signal des
Funktionsgenerators WDN subtrahiert. Im allgemeinen ist zunächst das
Signal des Funktionsgenerators WDN viel grosser als das Signal der
Geschwindigkeit. Dadurch erhält der Endverstärker SERVO ein grosses Eingangssignal und der Motor M wird maximal beschleunigt. Diese Beschleunigung
wird beispielsweise dadurch begrenzt, dass der Endverstärker SERVO gesättigt wird. Die Geschwindigkeit nimmt ständig zu, das Ausgangssignal
des Funktionsgenerators WDN nimmt ständig ab. Denn durch die Zählimpulse
am Ausgang 3 <les Sensors S wird die Information des Registers REG zurückgezahlt.
Dazu kann dies als Zähler wirksam sein. In einem bestimmten Augenblick nun wird der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des Funktionsgenerators WDN und des Ausgangs 2 des Sensors S so klein, dass der Endverstärker SERVO nicht mehr gesättigt wird. Dann nimmt also die Beschleunigung
ab. Der genannte Unterschied wird noch kleiner, und es kehrt sich danach das Vorzeichen um, so dass der Motor nun verzögert wird. Das Ausgangssignal
des Funktionsgenerators WDN und das Signal am Ausgang 2 des Sensors S sinken nun zusammen. Es ist möglich, den Funktionsgenerator
WDN derart abzuregein, dass der genannte Unterschied nun einen festen
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(absoluten) Wert erhält, wodurch der Endverstärker SERYO nicht gesättigt
und die Normverzögerung erreicht wird. Denn, wenn in der obenstehenden Formel ν = Y 2as für ν die gewünschte Geschwindigkeit eingesetzt wird
und der Funktionsgenerator bildet V"2a3, wird notwendigerweise mit der
Verzögerung a abgebremst. Das Ausgangssignal von SUB1 ist dann (V 2as - x)
wobei χ der Absolutbetrag der wirklichen Geschwindigkeit ist. Änderungen in diesem Unterschied werden zum Motor weitergeleitet, so dass die
Verzögerung mit guter Annäherung konstant ist» In manchen Fällen kann es eine kurze Zeit dauern, bevor der Motor M zu verzögern anfängt: es ist
möglich, dass das dazu erforderliche Umkehren der Stromrichtung einige Zeit dauert. Im Falle anderer Motortypen kann dies auch einige Zeit
erfordern. Dadurch wird dann im Anfang der Verzögerung die Verzögerung klein; danach grosser und maximal (gegebenenfalls), dann wieder kleiner,
bis die wirkliche Geschwindigkeit nur noch einen bestimmten Betrag von der gewünschten Geschwindigkeit abweicht und die Verzögerung des Motors
der Normverzogerung entspricht.
Wenn der Inhalt des Registers REG einen bestimmten Wert
erhält, beispielsweise 00001, so dass der nächste Rückzählimpuls am
Ausgang 3 des Sensors S den Inhalt Null machen würde, erfolgt Folgendes»
dies wird in der logischen Einheit LOG detektiert, worauf ein Signal zum Schalter SW1 über den Verstärker AMP1 geschickt wird. Dadurch wird der
Schalter SW1 umgeschaltet, während ausserdem der Inhalt des Registers REG auf maximal gesetzt wird. Dadurch wird die Verzögerung maximal (Endverstärker
gesättigt, so dass es scheint, als werde er maximal beschleunigt, aber in entgegengesetzter Richtung). Wenn die Geschwindigkeit einen
bestimmten Wert unterschreitet, wird dies durch die logische Einheit LOG detektiert (diese ist auch mit dem Ausgang 2 des Sensors S verbunden).
Darauf sendet die logische Einheit LOG über den Verstärker AMP 3 ein
Signal zum Schalter SW3, wodurch dieser umschaltet und ein Lagenregelsystem
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einschaltet. Diese Umschaltung kann jedoch auch auf eine andere Art und
Weise gesteuert werden, und zwar beispielsweise durch eine bestimmte Stellung des Registers REG. Die Lagenregelung erfolgt mit der arithmetischen
Einheit ARITH.
Am Eingang REF steht ein Bezugssignal, das die gewünschte
Position angibt, beispielsweise 0 YoIt. Durch die arithmetische Einheit
ARITH wird das Bezugssignal um das Signal am Eingang 1 des Sensors S (das Lagensignal, und wenn der Bezugspegel am Eingang REP 0 ToIt ist,
ist das also auch das Abweichungssignal) und um das Signal am Ausgang
2 des Sensors S (Geschwindigkeitssignal) verringert. Mit diesem Ausgangssignal von ARITH wird dann der Motor M angesteuert. Das Aktivieren von
ARlTH kann dadurch erfolgen, dass der Schalter SWJ einen Aktivierungskontakt hat, wodurch, wenn SWJ in der obersten Stellung steht, ein
Akt ivie rungs signal zu AKT geschickt wird. Das Lagenregelsystem funktioniert
weiter so, wie dies in der Fachliteratur beschrieben worden ist.
Das Umschalten in die letzte Phase kann auch bei einer
bestimmten minimalen Abweichung erfolgen: dies kann also eintreten, wenn
im obengenannten Fall das Signal am Ausgang 1 des Sensors S einer Pegelwertbestimmungsanordnung
zugeführt wird. Wenn der Pegelwert erreicht wird, empfängt der Schalter SW3 dann ein Schaltsignal von der Pegelbestimmungsanordnung.
Wenn die Geschwindigkeit des Motors zu gross wird, kann ein Schritt mit gleichförmiger Geschwindigkeit angewandt werden. Dies
kann erfolgen, wenn der genannte Ausgang 1 des Sensors S mit einer zweiten Pegelbestimmungsanordnung verbunden ist. Wenn der Pegel erreicht wird,
wird der Endverstärker SERVO durch ein Schaltsignal dieser zweiten Pegelbestisununssanordnung gesperrt. Beim Fehlen von Reibung läuft der
Motor dann mit gleichförmiger Geschwindigkeit weiter. Die zwei Pegel-
sind der !xnfaehlieit iialber Bieiit dargestellt.
303834/0383
Claims (7)
1.j Verfahren zum Positionieren einer Belastung aus einer
ersten Position in eine zweite Position mit Hilfe eines Motors, der eine
maximale Beschleunigung und eine maximale Verzögerung erreichen kann, welche Positionierung in einem Beschleunigungsschritt und einem aus
Phasen bestehenden Verzögerungsschritt erfolgt, wobei in einer ersten Phase die Verzögerung konstant ist und in einer letzten Phase eine Lagenregelung
auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer bestimmten Abweichung von der genannten zweiten Position eine zweite Phase mit der
genannten maximalen Verzögerung gestartet wird und eine Verzögerung in der ersten Phase einen Hbrmwert hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweite Phase bei einer bestimmten zweiten Abweichung von der genannten
zweiten Position beendet wird,
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweite Phase bei einer bestimmten minimalen Geschwindigkeit beendet wird.
4· Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Beschleunigungsschritt und dem Verzögerungsschritt
ein Schritt mit gleichförmiger Bewegung auftritt.
5· Anordnung zum Positionieren einer Belastung aus einer
ersten Position in eine zweite Position entsprechend dem Verfahren nach
Ansprueh 1 mit einem Motor und einem damit verbundenen Servomechanismus, wodurch der Motor in einem Beschleunigungsschritt und einem aus Phasen
bestehenden Verzögerungsschritt ansteuerbar ist, duroh welchen Motor
eine maximale Beschleunigung und eine maximale Verzögerung erzeugt werden können, wobei der Servomechanismus eine Beschleunigungsposition und
mindestens zwei Stellungen hat, durch welche Beschleunigungsposition die genannte maximale Beschleunigung aktivierbar ist, und wobei durch eine
erste dieser mindestens zwei Stellungen ein Verzögerungssignal erzeugbar ist und durch eine letzte dieser zwei Stellungen eine Lagenregelung
309834/0383
-H- PHN. 6111
aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomechanismus zwischen
der ersten und der letzten Stellung eine Zwischenstellung aufweist, die ■
durch ein Abweichungssignal des Motors äktivierbar ist und wodurch ein Maximalverzögerungssignal erzeugbar ist, und dass durch die genannte
erste Stellung ein Normverzögerungssignal erregbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Servomechanismus auf Ansteuerung eines zweiten Abweichungssignals einer
Abweichungsbestimmungsanordnung aus der genannten zweiten Stellung weiterschaltbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der
Servomechanismus auf Ansteuerung eines Geschwindigkeitssignals eines Geschwindigkeitsaufnehmers aus der genannten zweiten Stellung weiterschaltbar
ist.
8· Anordnung nach Anspruch 5» 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet,
dass der genannte Servomechanismus zwischen der Beschleunigungsposition
und den genannten mindestens zwei Stellungen eine zusatzliche Position
aufweist, durch welche eine gleichförmige Geschwindigkeit des Motors aktivierbar ist.
3Q9834/G383
Leerseite
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