DE2332284B2 - Einstelleinrichtung zum einstellen einer beweglichen anordnung auf einen vorgegebenen endeinstellwert, insbesondere fuer verdrahtungsmaschinen - Google Patents

Description

3. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, und für die Feineinstellung ein Schrittschaltmotor dadurch gekennzeichnet, daß der Logikkreis (20, vorgesehen sind. Beide Motoren werden von einer 30) ein Zeitschaltelement (230) aufweist, mit wel- 45 Steuerschaltung derart angetrieben, daß oberhalb chem der Hauptantriebsmotor (1) einer vorgege- eines bestimmten Schwellwertes des Differenzbetrages bene Minimalzeitdauer antreibbar ist. zwischen Istwert und Sollwert der Hauptantriebs-

4. Einstelleinrichtung nach einem der An- motor angetrieben wird, während bei Unterschreitung Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dieses Schwellwerts eine Umschaltung auf den Logikkreis (20, 30) zusätzlich einen aus einem 50 Schrittschaltmotor vorgenommen wird. Gleichzeitig Register (332), einem Zähler (331) und einem wird zu diesem Zeitpunkt der Hauptantriebsmotor Vergleicher (333) bestehenden Kreis aufweist, mit in der entgegengesetzten Richtung angetrieben, um welchem der Schrittschaltmotor (2) nach Er- eine möglichst rasche Abbremsung der Bewegung zu reichung des vorgegebenen Einstellwertes eine erreichen. Die Geschwindigkeit der gesamten Anvorgegebene Anzahl von Schritten bewegbar ist. 55 triebseinrichtung wird jedoch gemessen, wobei die

5. Einstelleinrichtung nach Anspruch 4, da- Steuerschaltung derart ausgebildet ist, daß bei Unterdurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Vor- schreitung einer bestimmten Geschwindigkeit die Zeichenspeicher (334) vorgesehen ist, mit welchem Speisung des Hauptantriebsmotors vollkommen abdie Bewegungsrichtung des Schrittschaltmotors geschaltet wird, so daß der gewünschte Endeinstell-(2) bei der Durchführung der vorgegebenen An- 60 wert nur mit Hilfe des Schrittschaltmotors erreicht zahl von Schritten einstellbar ist. wird. Es zeigt sich jedoch, daß eine derartige Ein-

stelleinrichtung insoweit nachteilig erscheint, weil

relativ komplizierte Einrichtungen zur Festlegung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine eines bestimmten Diflerenzbetrages zwischen Istwert nstelleinrichtung einer beweglichen Anordnung auf 65 und Sollwert sowie für die Festlegung einer been vorgegebenen Einstellwert, bestehend aus einem stimmten Geschwindigkeit des gesamten Antriebs iktrisch zugeführten Sollwertsignal, einer mit der vorgesehen werden müssen,
weglichen Anordnung verbundenen, ein Istwert- Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Er-

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findung, eine Einstelleinrichtung der eingangs ge- Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausnannten Art zu schaffen, welche unter Beibehaltung führungsbeispielen näher erläutert und beschrieben eines relativ kurzen Zeitintervall:, bis zur Erreichung werden" wobei auf die Zeichnung bezug genommen der gewünschten Endposition einen sehr geringen ist. Es zeigt
schaltungsmäßigen Aufwand erfordert 5 Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm der er-

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß findungsgemäßen Einstelleinrichtung,
der Geschwindigkeitsdetektor ein eine Bewegungs- F i g. 2 ein detailliertes Schema der Steuerschaltunumkehr teststellender Detektor ist und daß die gen des allgemeinen Steuermotors,
Steuerschaltung ein Logikkreis ist, welcher die Um- Fig. 3 ein detaihiertes Schema eines ersten Auskehr des Antriebs des Hauptanlriebsmotors bei einem xo führungsbeispiels der Steuerschaltungen des Schritterstmaligen Durchgang durch den gewünschten End- schaltmotors,

einstellpunkt auslöst, während die Umschaltung von Fig.4 eine graphische Darstellung der Verschie-

entgegengesetzt angetriebenem Hauptantriebsmotor bung der beweglichen Anordnung als Zeitfunktion.,

in der Folge ebenfalls auf den in der entgegenge- wobei der Schrittschaltmotor von der in F i g. 3 dar-

₃etzten Drehrichtung angetriebenen Schrittschaltmotor 15 gestellten Schaltung gesteuert wird,

mit Hilfe des Detektors bei Erreichung einer Ge- Fig. 5 eine Darstellung eines zwei ten Ausführungs-

schwindigkeit von »Null« zum Zeitpunkt t._z vorge- beispiels der Steuerschaltung des Schrittschaltmotors,

nommen ist. Die F i g. 1 zeigt einen Gleichstrommotor 1 und

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt einen Schrittschaltmotor 2, die mechanisch auf einer

ganz bewußterweise sin erstmaliger Durchgang durch io gemeinsamen Achse 3 gekoppelt sind und über eine

die gewünschte Endposition, zu welchem Zeitpunkt schematisch dargestellte mechanische Verbindung 4,

dann unter Verwendung einer sehr einfach gebauten die keinen Schlupf aufweisen soll, eine geradlinige

Logikschaltung eine Umschaltung des Hauptantriebs- Verschiebung einer beweglichen Anordnung 5

motors in der entgegengesetzten Richtung vorgenom- steuern. Die bewegliche Anordnung 5 ist fest mit

men wird. Wenn dann in der Folge die Geschwin- 25 einem Teil 6 verbunden, das aus einer Rolle besteht,

digkeit des Antriebs sich bis auf »Null« verringert, welche sich auf einer mit transversalen Lamellen

wird mit Hilfe des Logikkreises unter Verwendung ausgestatteten, bandförmigen Abtasteinrichtung be-

enes Signals des eine Bewegungsumkehr feststellen- wegt. Die Rolle bewegt sich senkrecht zur transver-

den Detektors eine Umschaltung von dem Hauptan- salen Ausrichtung der Lamellen,

triebsmotor auf den Schrittschaltmotor vorgenom- 30 Rolle und Lamellen sind nach einer der in Pa-

men, so daß dann in der Folge der gewünschte End- tentschrift 70 19 112, insbesondere in. Fig. 1, 2, 3

einstellpunkt von rückwärts her erreicht wird. Da und 4 beschriebenen Konfigurationen angeordnet. Die

die Geschwindigkeit des Antriebs bei der Grobein- Lamellen sind eventuell untereinander verbunden,

stellung wesentlich größer als die bei der Feineinstel- notwendigerweise aber mit einer Detektorschaltung 8,

lung ist, ist der sich ergebende Zeitverlust auf Grund 35 die zur selektiven Erfassung eines durch die Rolle 6

der Verwendung der Nullwertkriterien relativ gering, zwischen zwei vorher festgelegten Lamellen erzeugten

so daß wunschgemäß der Endeinstellwert relativ Kurzschlusses vorgesehen ist. Diese zwei Lamellen

rasch erreicht werden kann. Auf Grund der verwen- bewerkstelligen also die absolute Kodierung einer

deten Kriterien für die Durchführung der Umschal- Stellung, die in der vorliegenden Beschreibung und

tung können sehr einfache Schaltkreise verwendet 40 in den Ansprüchen »vorgegebene« oder »erwünschte

werden, so daß wunschgemäß die Schaltanordnung Stellung« genannt wird, außer im Fall der Fig. 5,

sehr einfach aufgebaut ist. und zwar aus Gründen, die nachstehend noch erklärt

Um die Bewegungsumkehr möglichst einfach fest- werden.

stellen zu können, erweist es sich als zweckmäßig, In der Patentschrift 70 19 112 sind verschiedene

wenn der die Bewegungsumkehr feststellende De- 45 Verbindungsmöglichkeiten zwischen der Detektor-

tektor ein Phasendetektor ist, welcher eingangsseitig schaltung 8 und den Lamellen beschrieben. In der

mit zwei Wicklungen des Schrittschaltmotors verbun- vorliegenden Patentanmeldung wird es dem Fach-

den ist. mann überlassen, wie er die Umkodierung durchführt,

Um mit Sicherheit eine vorgegebene Bewegungs- die darin besteht, von einer in numerischer Form

richtung des Antriebs feststellen zu können, erweist 50 kodierten vorgegebenen Stellung aus die Selektion der

es sich als zweckmäßig, wenn der Logikkreis ein Zeit- zwei mit den beiden Lamellen verbundenen Leiter

schaltelement aufweist, mit welchem der Hauptan- vorzunehmen, womit diese vorgegebene Stellung abso-

triebsmotor eine vorgegebene Minimalzeitdauer an- lut definiert wird,

treibbar ist. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von La-

Um im Anschluß an einen gewünschten Endein- 55 mellen, die nach der Darstellung in Fig. 4 der franstellwert eine weitere Bewegung der beweglichen Ein- zösischen Patentschrift 70 19 112 angeordnet sind, richtung durchführen zu können, erweist es sich fer- ».as eine numerische Kodierung der Stellung gemäß ner als zweckmäßig, wenn der Logikkreis zusätzlich Fig. 5 derselben Patentschrift in binär kodierten Dezieinen aus einem Register, einem Zähler und einem malen ermöglicht.

Vergleicher bestehenden Kreis aufweist, mit welchem 60 In diesem Fall empfängt für jede in numerischer der Schrittschaltmotor n?ch Erreichung des vorge- Form kodierbare Stellung eine der benachbarten und gebenen Einstellwertes eine vorgegebene Anzahl von jeweils einer Dekade zugeordneten Lamelle einen Schritten bewegbar ist. In diesem Zusammenhang Spannungsstoß der Größe »1«, während die andere erscheint es fernerhin als vorteilhaft, wenn zusätzlich Lamelle die Größe »1« annimmt, wenn der Kurzein Vorzeichenspeicher vorgesehen ist, mit welchem 65 schluß zustande kommt.

die Bewegungsrichtung des Schrittschaltmotors bei In einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Detek-

der Durchführung der vorgegebenen Anzahl von torschaltung 8 die Schaltkreise der Fig. 5 des fran-

Schritten einstellbar ist. zösischen Patents 70 19 112. nnH 7war ρίηρ riptarien.

schaltung, um je nach der durch den numerischen Code gegebenen Dekade die logische Größe »1« an alle untereinander verbundenen Lamellen der betreffenden Dekade zu übermitteln, sowie eine Selektorschaltung, um diejenige Lamelle auszuwählen, die durch Kurzschluß die logische Größe »1« empfängt, und die den Einheiten des numerischen Codes entspricht.

Auf diese Weise wird bei jedem Wert des numerischen Codes für die jeweilige Stellung der Kurzschluß dann erfaßt, wenn die logische Größe »1« am Ausgang der Selektorschaltung erscheint. Der Ausgang der Selektorschaltung ist mit einem ersten monostabilen Multivibrator (in der Detektorschaltung 8 nicht dargestellt) verbunden, der eine genügend große Impulsdauer hat, um zu verhindern, daß zwei aufeinanderfolgende Kurzschlüsse, die durch den Rückprall der Rolle verursacht werden, während die Verschieberichtung der beweglichen Anordnung 5 dieselbe bleibt, getrennt voneinander erfaßt werden.

In der Schaltung 9 zum Formen der Signale erzeugt ein zweiter monostabiler Multivibrator einen Impuls festgelegter Dauer nach dem Anfang des ersten Kurzschlusses, und zwar nach der Vorderflanke des Ausgangssignals des ersten monostabilen Multivibrators.

Jedesmal, wenn die mit der beweglichen Anordnung 5 fest verbundene Rolle die der vorgegebenen Stellung durch die numerische Kodierung zugeordneten, benachbarten Lamellen kurzschließt, liefert die Schaltung zum Formen der Signale einen Impuls festgelegter Dauer, der ITER genannt wird.

In Fig. 1 empfängt ein Steuerblock 10, z. B. über einen Lochbandleser, eine Information über die neue, vorgegebene Stellung. Sofort nach dem Lesen dieser kodierten Information wird vom Steuerblock ein Signal MT geliefert. Außerdem beeinflußt der Steuerblock 10 die Detektorschaltung 8, um dort die zwei benachbarten Lamellen auszuwählen, welche der neuen vorgegebenen Stellung entsprechen, z. B. in der oben dargestellten Weise.

Darüber hinaus überträgt der Steuerblock die Information über die neue vorgegebene Stellung an eine Vergleichsschaltung 11, welche diese Information mit der vorher gegebenen Stellung vergleicht und ein kontinuierliches Signal auf der Leitung DIR, INV oder EGA liefert, je nachdem, ob die neue Stellung im Verhältnis zu einer willkürlich auf den Koordinatenachsen definierten Referenzorientierung eine Verschiebung in dieser oder jener Richtung, oder überhaupt keine Verschiebung erfordert.

Wenn die Leitung EGA aktiviert ist, wird eine Operation, z. B. die Verdrahtung, ohne Änderung der Stellung ausgeführt.

Wenn eine der beiden anderen Leitungen DIR und INV aktiviert ist, muß die Stellung der beweglichen Anordnung S abgeändert werden. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Stellungsänderung beschrieben.

Der Gleichstrommotor in Fig. 1 wird durch die Signale MT, DIR, INV und ITER über einen Schaltkreis 20 gesteuert, der schematisch im Detail in F i g. 2 dargestellt ist. Der Schaltkreis 20 empfängt außerdem ein für die Richtungsänderung der beweglichen Anordnung 5 repräsentatives Signal ART nach dem ersten Durchlauf in die vorgegebene Stellung. Er liefert darüber hinaus zwei Signale G1 und G 2, welche logische Größen zur Steuerung des Betriebs des Gleichstrommotors in der einen bzw. anderen Richtung darstellen. Der Gleichstrommotor 1 spielt, wie schon erwähnt, die Rolle des allgemeinen Steuermotors.

Der Schrittschaltmotor 2 wird durch einen Schaltkreis 30 gesteuert, und zwar je nach dem Zustand der vom Schaltkreis 20 gelieferten Signale Gl und G 2. Der Schrittschaltmotor 2 wird vorteilhafterweise auch zur Erzeugung des die Richtungsänderung der beweglichen Anordnung 5 darstellenden Signals A R T verwendet.

In F i g. 3 und 5 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 30 dargestellt sowie eine vervollkommnete Variante, die eine feinere Einstellung als durch die schrittweise Einstellung der Abtasteinrichtung ermöglicht.

In F i g. 2 zeigt das Signal MT, welches das Ende des Lesevorgangs zur Information über die neue Stellung darstellt, die Bereitschaft der Logikschal-

ao tungen 10 und 11 an, die Information für die neue Stellung zu erhalten, und außerdem, daß die Detektorschaltung 8 bereit ist, einen Kurzschluß zwischen den zwei Lamellen zu erfassen, welche die durch die numerische Kodierung vorgegebene Stellung bestimmen. Der Anfang dieses Kurzschlusses ruft ja bekanntlich das Auftreten des Signals ITER hervor.

Das Signal MT wird zwei NICHT-UND-Schaltungen211 und 212 zugeführt, deren andere Eingänge das Signal DIR bzw. INV empfangen. Die Ausgänge der NICHT-UND-Schaltungen211 und 212 werden jeweils an den Eingang Λ zur Nullrücksteiiung der zwei bistabilen 7-X-Multivibratoren 221 und 222 geführt. Die Eingänge 5 zur Voreinstellung der Multivibratoren 221 und 222 sind jeweils mit UND-Schaltungen 213 und 214 verbunden, welche beide das für die Richtungsänderung der beweglichen Anordnung nach dem ersten Durchlauf in die vorgegebene Stellung repräsentative Signal ART empfangen. Dieses Signal ART, dessen Erzeugung bei Beschreibung der F i g. 3 näher erläutert wird, geht im Augenblick der Richtungsänderung der beweglichen Anordnung nach dem ersten Durchlauf in die vorgegebene Stellung vom Zustand »1« in den Zustand »Ö« über. Die UND-Schaltungen 213 und 214 empfangen die Aus-

gangssignale der Schaltung 212 bzw. 211.

Die Eingänge/ und K der bistabilen Multivibratoren 221 und 222 sind permanent im Zustand »1« während ihre Taktsignal-Eingänge C das Signal ITER empfangen.

Das Signal MT wird andererseits auch einem monostabilen Multivibrator 230 zugeführt, desser Ausgang Q mit zwei UND-Schaltungen 231 und 232 verbunden ist, die das Signal DIR bzw. INV empfangen. Die Ausgänge ~Q der bistabilen Multivibratoren 221 und 222 sind mit den UND-Schaltunger 241 und 242 verbunden, die beide das Ausgangs signal 5 des monostabilen Multivibrators 230 emp fangen.

Die Ausgänge der Schaltungen 231 und 241 sin<

in einer ODER-Schaltung 251 vereinigt, um so dl· logische Größe Gl zu liefern, welche über eine Lei stungsschaltung 261 den Betrieb des Gleichstrom motors 1 in direktem Drehsinn steuert. Die Ausgängi der UND-Schaltungen 232 und 242 sind in eine ODER-Schaltung 252 vereinigt, um die logisch Größe G 2 zu liefern, welche über eine Leistungs schaltung 262 den Betrieb des Gleichstrommotors in entgegengesetztem Sinn steuert. Die Signale G

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und Gl werden außerdem der Steuerschaltung des ITER noch nicht erschienen ist, setzt sich der Betrieb

Schrittschaltmotors von F i g. 3 oder 5 zugeführt. des Gleichstrommotors 1 in derselben Laufrichtung

Die Vorderflanke des Signals MT bewirkt, daß das fort, bis das Signal ITER erscheint.

Ausgangssignal ζ? einer der bistabilen Multivibra- Wenn schließlich die Umkehr der Verschieberich toren 221 und 222 in den Zustand »1« gezwungen s tung der beweglichen Anordnung erfaßt ist, nimmt wird, je nachdem, ob das Signal DIR oder INV vor- das Signal ART die Größe »0« an, wodurch die Aus-

handen ist. gänge ζ7 der zwei Multivibratoren 221 und 222 eben-

Das Signal ART befindet sich im Zustand »1«, so- falls auf »0« gesetzt werden, indem ihren Eingängen S

lange der erste Impuls ITER noch nicht angekom- die Größe »0« zugeführt wird. Der Gleichstrom-

men ist und die Verschieberichtung der beweglichen io motor 1 wird dann nicht mehr gespeist.

Anordnung S noch nicht umgekehrt wurde; in diesem Zusammenfassend kann gesagt werden, daß bei

Zustand erhalten die Eingänge der bistabilen Multivi- Erscheinen des Impulses MT der Betrieb des Gleich-

bratoren 221 und 222 jeweils den Eingangsimpuls R strommotors 1 immer in derselben Richtung verläuft,

des anderen Multivibrators. Folglich befinden sich die und zwar bis zum Durchlauf in die durch die nume-

zwei Multivibratoren in komplementärem Zustand, 15 rische Kodierung vorgegebene Stellung. In diesem

während das Signal ART die Größe »1« aufweist. Augenblick wird der Gleichstrommotor in entgegen-

Außerdem erzeugt das Ausgangssignal Q des mono- gesetztem Sinn betrieben, damit die bewegliche Anstabilen Multivibrators 230 während einer festge- Ordnung S gebremst wird, bis durch den Übergang des legten Zeitspanne einen Zustand »1« am Ausgang Signals ART in den Zustand »0« angezeigt wird, daß einer der UND-Schaltungen 231 und 232, je nach- ao die bewegliche Anordnung S ihre Richtung geändert dem ob das Signal DIR oder das Signal INV im Zu- hat. Die Speisung des Gleichstrommotors 1 wird jestand »1« ist. doch durch den Steuerimpuls des monostabilen Multi-

Angenommen, das Signal DIR sei im Zustand »1«. vibrators 230 während einer Mindestzeit aufrecht-

Während der durch den monostabilen Multivibrator erhalten. Dadurch kann die bewegliche Anordnung 5

230 festgelegten Zeitspanne liefert die UND-Schal- as Geschwindigkeit aufnehmen. Auf diese Weise wird tung 231 übei die ODER-Schaltung 251 das Signal Gl verhindert, daß durch die Änderung im Betrieb des für die Steuerung des Gleichstrommotors 1 in direk- Gleichstrommotors 1 ein zweiter Durchlauf in die tem Sinn. Danach ist die Ausgangsgröße Q gleich »1« vorgegebene Stellung in umgekehrtem Sinn stattfindet, und liefert kombiniert mit der Ausgangsgröße "Q des bevor die Umkehr der Verschieberichtung der bewegdes speichernden Multivibrators 221 in der UND- 30 liehen Anordnung S sowie die Unterbrechung der Schaltung 241 weiterhin das Signal Gl zur Steuerung Speisung des Gleichstrommotors 1 erfaßt ist.

des Motors 1 in direktem Sinn. In F i g. 3 ist der Schrittschaltmotor 2 und ein erstes

Dies dauert so lange, bis der erste Impuls ITER Ausführungsbeispiel seiner Steuerschaltung 30 darge-

an den Eingängen C der bistabilen Multivibratoren stellt.

231 und 232 ankommt. In diesem Augenblick kehren 35 Angenommen, der Schrittschaltmotor sei mit vier sich die Zustände der zwei Multivibratoren 221 und Wicklungen ausgestattet. Er umfaßt somit also vier 222 um. Zuführleitungen B1 bis B 4 zu den Induktoren, die an

Infolgedessen antwortet die Steuerschaltung 20 in eine Leistungsschaltung 39 angeschlossen sind, welche

Fig. 2 auf den Impuls MT, indem sie während einer vom Fachmann in der herkömmlichen Weise herge-

Mindestzeit den Gleichstrommotor 1 steuert. Diese 40 stellt werden kann.

Zeitspanne, die durch den monostabilen Multi- Wie bekannt, reagiert ein Schrittschaltmotor auf

vibrator 230 festgelegt ist, ist ausreichend lang, damit Impuls in mindestens einer seiner Wicklungen, indem

der Motor Zeit zur Geschwindigkeitsaufnahme hat er sich in Grundschritten in Drehrichtung fortbewegt,

und die bewegliche Anordnung die vorgegebene Stel- während die Zufuhr einer Dauerspannung zu den

lung genügend weit überschreitet, wodurch die Erfas- 45 Feldspulen ein blockierendes Drehmoment des Schritt-

sung der Richtungsänderung unter günstigen Bedin- schalönotors in der erreichten Stellung erzeugt,

gungen stattfindet. Außerdem hat der Anmelder die Beobachtung ge-

Nach der durch den monostabilen Multivibrator macht* daß bei Abwesenheit von Dauerspannunger

230 bereitgestellten Zeitspanne wird die Betätigung und Impulsen an den Wicklungen der Schrittschalt·

des Gleichstrommotors 1 von den bistabilen Multi- 50 motor sich wie ein mehrphasiger Wechselstromgene·

vibratoren 221 und 222 abhängig. Anfänglich werden rator verhält.

die Multivibratoren durch den Impuls MT in einen Nach einem besonders vorteilhaften erfindungs·

solchen Zustand versetzt, daß sie den Betrieb des gemäßen Ausführungsbeispiel werden zwei benach

Gleichstrommotors im selben Sinn steuern wie die barte Wicklungen Sl und B 2 des Schrittschaltmotor!

UND-Schaltungen 231 und 232. Die Richtungsände- 55 mit Schaltungen 381 bzw. 382 zum Umformen der ii

rung wird durch das Erscheinen des Impulses ITER den Wicklungen ohne Speisung erzeugten Wechsel

hervorgerufen. spannungen in synchrone, logische Signale diese

Bei Ankunft des Impulses ITER während der Zeit- Spannungen verwendet. Die an den Ausgängen de:

spanne, in welcher die Steuerung über die UND-Schal- Schaltungen 382 bzw. 381 gelieferten Signale werdei

tungen 231 und 232 bewerkstelligt wird (im Fall, daß 60 einem bistabilen, zur Speicherung vorgesehenen Multi

die vorangegangene Stellung der gewünschten Stellung vibrator 383 vom Typ D zugeführt, d. h. dem Ein

eng benachbart ist), erfolgt unmittelbar auf das Ende gang für das zu speichernde Signal D, und dem Takt

des von dem monostabilen Multivibrator 230 gelie- signaleingang bzw. Speichersteuerungseingang C. De

ferten Impulses eine Umkehr der Laufrichtung des Zustand des Eingangs D wird bei der Vorderflank

Gleichstrommotors, da die Multivibratoren 221 und 65 des an den Eingang C geführten Signals berücksich

222 bereits ihren Zustand geändert haben. tigt. Demzufolge bleibt der Ausgang Q des Multi

Wenn andererseits am Ende des vom monostabilen vibrators 383 im Zustand »0«, wenn das von B

Multivibrator 230 gelieferten Impulses das Signal kommende Signal vor dem von Bl kommenden Si

509586/313

gnal vom Zustand »0« in den Zustand »1« übergeht, beide im Zustand »0«. Der Ausgang der exklusiver

was als Phasenvorlauf betrachtet werden kann. Wenn ODER-Schaltung 385 ist also im Zustand »0«. Dei

anderenfalls das von Bl kommende Signal vor dem Eingang C des bistabilen Multivibrators 385 empfang

von B1 kommenden Signal vom Zustand »0« in den eine Vorderflanke eines Impulses, wenn sich di<

Zustand »1« übergeht, verbleibt der Ausgang Q im 5 Drehrichtung des Gleichstrommotors ändert (Ände-

Zustand »1«: folglich repräsentiert der Ausgang Q rung des Zustandes von Gl und Erscheinen de!

des speichernden Multivibrators 383 die Phasenver- ersten Impulses ITER), und eine Rückflanke eine!

Schiebung zwischen den in den Wicklungen B1 und Impulses, wenn sich die Verschieberichtung der be

Bl des Schrittschaltmotors 2 erzeugten Spannungen, weglichen Anordnung 5 ändert, d.h., wenn sich di(

wenn letzterer als mehrphasiger Wechselstromgenera- ίο Drehrichtung des Antriebssystems ändert (Änderunf

tor ohne Speisung und mit Antrieb durch den Gleich- des Zustandes des Ausgangs Q des speichernder

strommotor 2 funktioniert. Multivibrators 383).

Diese Phasenverschiebung beträgt im Fall eines Demzufolge wird auf Grund der Zustandsänderung vierphasigen Motors ± 90° nach dem Drehsinn des des Multivibrators 383 der Betrieb des Gleichstrom-Schrittschaltmotors, also nach der Verschieberichtung 15 motors 1 durch das Signal ART unterbrochen, unc der beweglichen Anordung 5. der Schrittschaltmotor 2 wird gespeist. Dies tritt ein

Die Ausgangsgröße Q des speichernden Multivibra- sobald der Ausgang der exklusiven ODER-Schaltuni tors 383 wird einer exklusiven ODER-Schaltung 384 384 eine Änderung der Verschieberichtung der bezugeführt, welche außerdem das Signal G1 empfängt. weglichen Anordnung 5 anzeigt, nachdem sich die Die Ausgangsgröße der exklusiven ODER-Schaltung 20 Laufrichtung des Gleichstrommotors 1 geändert hat,

384 wird dem Eingang C eines bistabilen /-K-Multi- und zwar unter der Bedingung, daß ein erster Durchvibrators 385 zugeführt, dessen Eingänge J und K lauf in die vorgegebene Stellung stattgefunden hat. dauernd im Zustand »1« sind. Wie aus dem Folgen- Solange noch kein zweiter Impuls ITER dem Zähden noch hervorgeht, ist es Aufgabe des /-X-Multi- ler 31 zugeführt worden ist, d. h. solange noch kein vibrators 385, gleichzeitig das Anhalten des Gleich- 25 zweiter Durchlauf in die vorgegebene Stellung stattstrommotors 1 durch das Signal ART an seinem Aus- gefunden hat, befindet sich der Ausgang (2 der zweigang Q und das Ingangsetzen des Schrittschaltmotors 2 ten Stufe des Zählers 312 im Zustand »1«. Diese an seinem Ausgang Q zu steuern. Der Ausgang Q Ausgangsgröße wird einer UND-Schaltung 321 zugesteht mit mehreren UND-Schaltungen 391 bis 394 führt, welche auch die Impulse eines Taktimpulsgenein Verbindung und beeinflußt diese. Die UND-Schal- 30 rators 32 empfängt. Diese Taktimpulse gelangen zu tungen beeinflussen die Speisung des Schrittschalt- einer Schaltung 37, die außerdem die Ausgangsmotors 2 mit Dauerspannungen oder mit Impulsen, signale Q und Q eines bistabilen Multivibrators vom und zwar über die Leistungsschaltung 39. Typ RS empfängt.

Während der Schrittschaltmotor betätigt wird, muß Zum Signal G1 wird in einer Umkehrschaltung 372

man natürlich verhindern, daß sich der Zustand des 35 das Komplement gebildet, damit es dem Eingang 5

Multivibrators 385 auf Grund der von den Wick- so zugeführt werden kann, wie es dem wahren Zu-

lungenfll und Bl kommenden Signale ändert. Dies stand des Multivibrators 371 entspricht. Zum Signal

kann durch die Schaltungen 381 und 382 bewerk- G 2 wird in einer Umkehrschaltung 373 das Komple-

stelligt werden. ment gebildet, damit es dem Eingang R so zugeführt

Die Steuerschaltung 30 in F i g. 3 umfaßt außerdem 4° werden kann, wie es dem falschen Zustand des Multi-

einen Zähler 31 mit zwei Binärstufen 311 und 312. vibrators 371 entspricht.

Der Ausgang Q der ersten Stufe 311 und der Aus- Die Schaltung 37, deren Auslegung dem Fachmann gang5 der zweiten Stufe 312 sind in Fig. 3 darge- überlassen bleibt, ermöglicht die Verteilung der von stellt. Der Zähler wird jedesmal bei Auftreten des der UND-Schaltung 321 an die vier Wicklungen Bl Impulses MT auf Null gestellt. Demnach ist der Aus- 45 bis B 4 je nach erforderlichem Drehsinn gelieferten gang Q seiner ersten Stufe 311 im Zustand »0«. Diese und im bistabilen Multivibrator gespeicherten Steuer-Ausgangsgröße wird dem Eingang zum zwangsläufig impulse. Der Schrittschaltmotor 2 funktioniert nur, gen Nullsetzea des bistabilen Multivibrators 385 zu- wenn der Ausgang Q des bistabilen Multivibrators geführt, was gleichzeitig das Erscheinen des Signals 385 sich im Zustand »1« befindet. Dabei muß die ART im Zustand »1« am Ausgang J2 des bistabilen 50 Drehrichtung des Schrittschaltmotors mit der des Multivibrators 385 hervorruft, wodurch der Gleich- Gleichstrommotors übereinstimmen, welche im bistastrommotor 1 in der vorher erwähnten Weise in Funk- bilen Multivibrator 371 gespeichert ist. tion treten kann, während der Ausgang Q des bista- Die graphische Darstellung der F i g. 4 erläutert die bilen Multivibrators 385 im Zustand »0« ist, was ver- Funktionsweise des Antriebssystems, wie sie in den hindert, daß der Schrittschaltmotor 2 über die UND- 55 Fig. 2 und 3 beschrieben wurde. Die Abszisse defi-Schaltungen 391 bis 394 gespeist wird. niert hierbei die Zeit, während die Ordinate die Stel-

Mit dem Erscheinen des ersten Impulses ITER lung der beweglichen Anordnung 5 darstellt: Der Ur-

geht der Ausgang Q der ersten Stufe 311 des Zählers sprang 0 der Ordinatenachse entspricht der durch die

31 in den Zustand »1« über. Dadurch spricht der absolute numerische Kodieruno vorgegebenen Stel-

bistabile Multivibrator 385 an seinem Eingang C an. 60 lung. °

Die Wicklungen B1 und B 2 sind derart beschaffen, Teil I der graphischen Darstellung entspricht dem

daß der Ausgang Q des speichernden Multivibrators Betrieb des Gleichstrommotors 1, um in die ge-

385 sich im Zustand »1« befindet, wenn der Schritt- wünschte, vorgegebene Stellung zu gelangen während schaltmotor nicht gespeist und in direktem Sinn ange- der Schrittschaltmotor nicht gespeist wird Zum Zeittrieben wird, was einem Signal Gl der Größe »i« 6₅ punkt r, (Ursprung der Zeitachse) erreicht die bewegzur Steuerung des Gleichstrommotors 1 entspricht. liehe Anordnung die gewünschte Stellung mit einer Vor Auftreten des ersten Impulses ITER sind diese bestimmten Geschwindigkeit

beiden Signale entweder beide im Zustand»!« oder Der Gleichstrommotor wird dann in entgegen-

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gesetzter Drehrichtung betrieben, während der Schritt- Schaltung 375 liefert also ein Signal 271. 2*312 wird

schaltmotor immer noch nicht gespeist wird. Dadurch über eine ODER-Schaltung 374 einerseits direkt dem

erfolgt im Teil II der graphischen Darstellung eine Eingang S des bistabilen Multivibrators 371 und an-

Bremsung der beweglichen Anordnung bis zum Zeit- dererseits nach Bildung des Komplements durch die

punkt f.„ an dem die Umkehr der Verschieberichtung 5 Umkehrschaltung 379 dem Eingang R dieses Multi-

der beweglichen Anordnung erfaßt wird, und zwar vibrators zugeführt.

vorteilhafterweise durch Umkehr der in den Wick- Die Ausgänge der einzelnen Stufen des numeri-

lungen B1 und B 2 des als Generator funktionieren- sehen Zählers 331 sind mit einer numerischen Ver-

den Schrittschaltmotors erzeugten Phasenverschie- gleichsschaltung 333 verbunden, die ihrerseits auch

bung. ι» mit den Stufenausgängen eines Registers 332 in Ver-

In diesem Augenblick wird der Gleichstrommotor 1 bindung steht.

nicht mehr gespeist, während der Schrittschaltmotor Das Register 332 und ein Vorzeichenspeicher 334

derart betrieben wird, daß die bewegliche Anordnung mit einem Bit empfangen vom Steuerblock 10 der

zurückkehrt. Teil III der graphischen Darstellung ent- Fig. 1 eine Anzahl von nach dem Erreichen der

spricht der durch den Schrittschaltmotor veranlaßten 15 durch den absoluten numerischen Code durchzu-

Rückwürtsbewegung der beweglichen Anordnung 5 in führenden Schrittten bzw. ein Vorzeichen, das die

die vorgegebene Stellung. Die vorgegebene Stellung Richtung angibt, in welcher diese Schritte auszuführen

wird zum Zeitpunkt r₃ erreicht. sind. Diese 7wei Informationen werden z. B. durch

Zu diesem Zeitpunkt erfaßt die Detektorschaltung 8 den Steuerblock 10 vom Lochband abgelesen und der Fig. 1 den Durchlauf der beweglichen Anord- 20 stimmen mit dem absoluten numerischen Code für die nung, und die Schaltung 9 zum Formen der Impulse vorgegebene Stellung auf der Abtasteinrichtung überliefert einen zweiten Impuls ITER, welcher im Zähler ein.

31 der F i g. 8 den Ausgang ~Q der zweiten Stufe in Der Ausgang des Vorzeichenspeichers 334 wird

den Zustand »0« überführt und die an die Schaltung dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 376 zuge-

37 gelieferten Impulse unterbricht, wodurch der 25 führt. Die Ausgangsgröße der numerischen Vergleichs-

Schrittschaltmotor zum Stillstand kommt. schaltung 333, welche den Zustand »1« annimmt,

Die Anhalteposition wird mit großer Genauigkeit wenn die Anzahl der vom Zähler 3311 erfaßten Taktbestimmt, da sie fast bis auf einen Schritt genau signale gleich der Anzahl der im Register 332 gedurchgeführt wird. Der Schrittschaltmotor 2 wird zu speicherten Schritte ist, wird dem zweiten Eingang diesem Zeitpunkt von Gleichspannungen gespeist; das 30 der NICHT-UND-Schaltung 323 zugeführt,
dadurch ernaltene Drehmoment zum Halten und Wenn nun der Ausgang Q der zweiten Stufe 312 Verharren in der gewünschten Stellung ist außer- des Zählers 31 sich im Zustand »0« befindet, hat der ordentlich günstig. Ausgang der NICHT-UND-Schaltung 323 die Größe

Die Kombination eines Gleichstrommotors und »1«, und der Ausgang der UND-Schaltung 322 über-

eines Schrittschaltmotors mit einer absoluten Kodie- 35 mittelt der Schaltung 37 Taktsignale. Gleichzeitig be-

rung ermöglicht es, einerseits die große Geschwindig- findet sich der Ausgang der UND-Schaltung 376 im

keit des Gleichstrommotors zur Annäherung an die Zrstand »0«. während die UND-Schaltung 375 das

gewünschte Stellung auszunutzen, während man ande- Signal ÜI an den Eingang S des Multivibrators 371

rerseits mit dem Schrittschaltmotor und dessen star- übermittelt und das Signal Gl an dessen Eingang R.

kern H^ltedrehmoment ein genaues Einhalten der 40 Bevor der Multivibrator 385 in den wahren Zu-

durch die absolute Kodierung vorgegebenen Stellung stand übergeht (Q = 1; ~Q = 0), ist der Gleichstrom-

fcn».iv.iii. motor in Funktion; Gl ist damit gleich GZ, und dei

τ- τ:; „ ς jet pjnp intpre<:<;i<nte Variante der Steuer- Multivibrator speichert die Drehrichtung des Gleichschaltung 30 des Schrittschaltmotors dargestellt, bei Strommotors 1.

welcher nach Erreichen der durch die absolute Kodie- 45 Zum Zeitpunkt des Übergehens des Multivibrators

rung vorgegebenen Stellung der Schrittschaltmotor 385 in den wahren Zustand ist die Situation also die-

nocnmais cue Anzahl bestimmter Impulse empiangt, selbe wie für das Ausführungsbeispiel der in Fig. 3

womit eine gewünschte Stellung erreicht wird, welche dargestellten Schaltung 30. Demzufolge werden dem

relativ im Verhältnis zu der durch die absolute Kodie- Schrittschaltmotor Impulse geliefert, bis sich die be-

rung vorgegebenen Stellung kodiert ist 5» wegliche Anordnung in der durch den absoluter

Im unteren Teil der Fig. 5 sind diejenigen Teile numerischen Code vorgegebenen Stellung befindet

dargestellt^ welche sich vom Ausfuhrungsbeispiel der Daraufhin wird ein zweiter Impuls ITER erzeugt, und

F i g. 3 unterscheiden. der Ausgang Q der zweiten Stufe 312 des Zählers 31

An Stelle des Ausgangs?? der zweiten Stufe312 geht in den Zustand »1« über.

des Zählers 31 wird der Ausgang Q derselben Stufe 55 Die NICHT-UND-Schaltung 323 liefert dann da« 312 verwendet. Sie wird als Funktionsbedingung auf Komplement zum Ausgangssignal der numerischer den numerischen Zähler 331 angewandt, welcher an Vergleichsschaltung 333. Die ODER-Schaltung 374 seinem Eingang die Ausgangssignale des Taktimpuls- reagiert auf die im 1-Bit-Speicher 334 enthaltene Vorgenerators 32 empfängt. Die Ausgangsgröße Q der Zeicheninformation, indem sie den Multivibrator 371 zweiten Stufe 312 wird außerdem noch dem Eingang 60 in den Zustand versetzt, welcher der dem Vorzeicher einer NICHT-UND-Schaltung 323 sowie einer Um- entsprechenden Betrie.bsrichtung des Schrittschalt kehrschaltung 377 und einer UND-Schaltung 376 motors 2 entspricht (bei dem in F i g. 5 dargestellter zugeführt. Fall entspricht die durch S 371 im Zustand »0« ge

Der Ausgang der Umkehrschaltung 377 ist mit einer gebene Drehrichtung dem Nullwert des Vorzeichen-UND-Schaltung 375 verbunden, welche außerdem 65 bits).

das Signal GT empfängt, das über eine Umkehrschal- Infolgedessen empfängt der Schrittschaltmotor 1

tung378 aus dem von der Schaltung20 in Fig. 2 so viele Impulse, wie die Anzahl der im Register 332

kommenden Signal G1 gewonnen wird. Die UND- gespeicherten Schritte beträgt, wonach der Ausganj

der numerischen Vergleichsschaltung 333 in den Zustand »1« übergeht. Die Drehrichtung des Schrittschaltmotors 2 ist durch den Vorzeichenspeicher 334 gegeben. '" . _; ■

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ermöglicht es also, die bewegliche Anordnung 5 zwischen zwei durch die Abtasteinrichtung 7 gegebene, absolute Stellungen mit der Genauigkeit des Schrittschaltmotors 2 zu positionieren. Es genügt dabei, die Schritte des_; Schrittschaltmotors 2 sehr klein zu halten, um eine außerordentlich genaue Einstellung der Verschiebung der beweglichen Anordnung 5 zu erreichen. Der bekannte Nachteil der Lösung mit einer durch den Schrittschaltmotor erzeugten Feineinstellung liegt darin, daß Verschiebungen größeren Ausmaßes sehr langsam vor sich gehen, wenn der Antrieb auch in diesem Fall durch den Schrittschaltmotor bewerkstelligt wird.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Verschiebungen größeren Ausmaßes ebenfalls mit großer Geschwindigkeit vorzunehmen, indem abwechselnd der allgemeine Steuermotor und der Schrittschaltmotor in bezug auf die absolute Kodierung der Stellung durch die Abtasteinrichtung 7 zur Anwendung kommt. Die Genauigkeit der durch die absolute Kodierung er- as reichten, vorgegebenen Stellung ist vergleichbar mit der Verschiebung, die einem Schritt des Schrittschaltmotors entspricht. Es ist demnach möglich, den Schrittschaltmotor daraufhin nur zur Impulssteuerung ^ Senden, um mit derselben Genauigkeit «ne ^wünschte Stellung zu erreichen, aie im Relativ-VeThäin ίzu der durch die auf der Abtasteinrichtung _m absoluter Kodierung erhaltenen, vorgegebenen

^St Aui4dem kann, wenn nur ein Schrittschaltmotor zugsteuerung der beweglichen Anordnung verwendet Sl durch Störimpuls! ein Schrittfehler entstehen. üTeser Fehler bleibt auf Grund der relativen Kodierung der Stellung erhalten und kann s.ch auf mehrere aufeinanderfolgende Operationen ausw.rken. Es konnenTogar noch mehr Fehler hinzukommen, und zwar um sofeichter, je größer die stattfindenden Verschie-

^bURegSsatz hierzu erhält man bei der vorliegendenErfindung jede neue Arbeitsstellung mittels absofuter PoshionfJrung durch die Abtasteinrichtung Der obengenannte Fehler fällt also praktiscn nicht ins

Es ist festzustellen, daß die Dauer der Impulse ITER eine Verzögerung beim Anhalten des Antriebssystems bewirkt (beim Gleichstrommotor 1 durch die Multivibratoren 221 und 222; beim Schrittschalt motor 2 durch den Zähler 31). Diese Impulsdauei muß möglichst gering gehalten werden, damit di< Genauigkeit beim Anhalten der beweglichen Anord nung nicht beeinträchtigt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1a 2 W signal abgebenden.-Abtasteinrichtung, einer das Ist-Patentansprüche: w°rt_ und Sollwertsignal verarbeitenden Steuerschal-

1. Einstelleinrichtung zum Einstellen einer be- tung sowie einem eine Grobeinstellung durchfühweglichen Anordnung auf einen vorgegebenen renden Hauptantriebsmotor sowie einem eine rein-Einstellwert, bestehend aus einem elektrisch züge- 5 einstellung durchführenden Schrittschaltmotor, wobei führten Sollwertsignal, einer mit der beweglichen die Steuerschaltung zuerst den Antrieb des Haupt-Anordnung verbundenen, ein Istwertsignal ab- antriebsmotor in der einen Drehrichtung, bei Erbenden Abtasteinrichtung, einer das Istwert- und reichung einer bestimmten Position einen eine Ab-Sollwertsignal verarbeitenden Steuerschaltung so- bremsung der Bewegung bewirkenden Antneb des wie einem eine Grobeinstellung durchführenden » Hauptantriebsmotors in der entgegengesetzten Dreh-Hauptantriebsmotor sowie einem eine Feinein- richtung und schließlich in Abhängigkeit des Signals stellung durchführenden Schrittschaltmotor, wo- eines Geschwindigkeitsdetektors den Antneb des bei die Steuerschaltung zuerst den Antrieb des Schrittschaltmotors bei abgeschaltetem Hauptan-Hauptantriebsmotors in der einen Drehrichtung, triebsmotor bis zur Erreichung der gewünschten Endbei Erreichen einer bestimmten Position einen 15 einstellung durchführt. .......

eine Abbremsung der Bewegung bewirkenden An- Ein besonderes Beispiel fur Maschinen dieser Art trieb des Hauptantriebsmotors in der entgegenge- sind Maschinen zum Verdrahten elektronischer setzten Drehrichtung und schließlich in Abhängig- Schaltkreise. Diese Maschinen umfassen ein Tragteil keit des Signals eines Geschwindigkeitsdetektors für das Verdrahtungswerkzeug, das in einer Ebene den Antrieb des Schrittschaltmotors bei abge- 20 mittels zweier beweglicher Anordnungen, die jeweils schaltetem Hauptantriebsmotor bis zur Erreichung vor. einem Antriebssystem gesteuert werden, nach der gewünschten Endeinstellung durchführt, zwei senkrecht zueinander stehenden Koordmatendadurch gekennzeichnet, daß der Ge- achsen fortbewegt wird. Jedes der Antnebssysteme schwindigkeitsdetektor ein eine Bewegungsum- muß steuerbar sein, damit das Tragteil nacheinkehr feststellender Detektor (381 bis 384) ist und 25 ander an verschiedenen Punkten eines zweidimendaß die Steuerschaltung ein Logikkreis (20, 30) sionalen Punktegitters, das nach jeder der Koordiist, welcher die Umkehr des Antriebs des Haupt- natenachsen durch einen normalisierten Elementarantriebsmotors (1) bei einem erstmaligen Durch- schrittausgerichtetist.inStellunggebrachtwerdenkann. gang ((J durch den gewünschten Endeinstellpunkt In diesem Zusammenhang ist eine Anordnung beauslöst, während die Umschaltung vom entgegen- 30 reits bekannt (s. DT-OS 21 07 854), bei welcher ein gesetzt angetriebenem Hauptantriebsmotor (1) in einzelner Antriebsmotor sowohl für die Grobeinder Folge ebenfalls auf den in der entgegenge- stellung als auch für die Feineinstellung verwendet setzten Drehrichtung angetriebenen Schrittschalt- wird. Eine derartige Anordnung hat jedoch den motor (2) mit Hilfe des Detektors (381 bis 384) Nachteil, daß auf Grund der auftretenden Trägheitsbei Erreichen einer Geschwindigkeit von »Null« 35 momente ein mehrmaliges Überschwingen über den zum Zeitpunkt (f.,) vorgenommen is». gewünschten Endeinstellpunkt auftreten kann, was

2. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, da- dazu führt, daß der gewünschte Endeinstellpunkt durch gekennzeichnet, daß der die Bewegungsum- nur nach einem relativ langen Zeitintervall erreicht kehr feststellende Detektor (381 bis 384) ein werden kann,

Phasendetektor ist, welcher eingangsseitig mit zwei 40 Es ist demzufolge bereits eine Einstelleinrichtung

Wicklungen (B₁, B₂) des Schrittschaltmotors (2) bekannt (s. beispielsweise US-PS 32 46 218) bei wel-

verbunden ist. eher für die Grobeinstellung ein Hauptantriebsmotor