DE2332284C3 - Einstelleinrichtung zum Einstellen einer beweglichen Anordnung auf einen vorgegebenen Endeinstellwert, insbesondere für Verdrahtungsmaschinen - Google Patents

Description

¹I

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 Zeitintervalls bis zur Erreichung werden, wobei auf die Zeichnung bezug genommen der gewünschten Endposition einen sehr geringen ist. Es zeigt
schaltungsmäßigen Aufwand erfordert. 5 F i g. 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 feststellender Detektor ist und daß die gen des allgemeinen Steuermotors,
Steuerschaltung ein Logikkreis ist, welcher die Um- F i g. 3 ein detailliertes Schema eines ersten Auskehr des Antriebs des Hauptantriebsmotors bei einem io führungsbeispiels der Steuerschaltungen des Schritterstmaligen Durchgang durch den gewünschten End- schaltmotors,

einstellpunkt auslöst, während die Umschaltung von F i g. 4 eine graphische Darstellung der Verschieentgegengesetzt 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 darsetzten Drehrichtung angetriebenen Schrittschaltmotor 15 gestellten Schaltung gesteuert wird,
mit Hilfe des Detektors bei Erreichung einer Ge- F i g. 5 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsschwindigkeit von »Null« zum Zeitpunkt t, vorge- beispiels der Steuerschaltung des Schrittschaltmotors, nommen ist. Die Fig. 1 zeigt einen Gleichstrommotor 1 und

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

ganz bewußterweise ein erstmaliger Durchgang durch 20 gemeinsamen Achse 3 gekoppelt sind und über eine

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

dann unter Verwendung einer sehi 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 4° 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 5° 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 for- was 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 nach 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»!« 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, und zwar eine Dekaden-

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 ent· spricht.

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 Ver-Schieberichtung 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 5 abgeändert werden. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Stellungsänderung beschrieben.

Der Gleichstrommotor in F i g. 1 wird durch die Signale MT, DIR, INV und ITER über einen Schaltkreis 20 gesteuert, der schematisch im Detail in Fig. 2 dargestellt ist. Der Schaltkreis 20 empfängt außerdem ein für die Richtungsänderung der bewegliehen Anordnung S repräsentatives Signal ART nach dem ersten Durchlauf in die vorgegebene Stellung. Er liefert darüber hinaus zwei Signale G1 und G2, welche logische Größen mr 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 Signaled und Gl. Der Schrittschaltmotor 2 wird vorteilhafterweise auch zur Erzeugung des die Richtungsänderung der beweglichen Anordnung 5 darstellenden Signals ART 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 Logikschaltungen 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 bekannllich das Auftreten des Signals ITER hervor.

Das Signal MT wird zwei NICHT-UND-Schaltungen 211 und 212 zugeführt, deren andere Eingänge das Signal DIR bzw. INV empfangen. Die Ausgänge der NICHT-UND-Schaltungen 211 und 212 werden jeweils an den Eingang R zur Nullrückstellung der zwei bistabilen /-/C-Multivibratoren 221 und 222 geführt. Die Einganges 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 »0« über. Die UND-Schaltungen 213 und 214 empfangen die Ausgangssignale der Schaltung 212 bzw. 211.

Die Eingänge J 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, dessen Ausgang Q mit zwei UND-Schaltungen 231 und 232 verbunden ist, die das Signal DIR bzw. INV empfangen. Die Ausgänge J) der bistabilen Multivibratoren 221 und 222 sind mit den UND-Schaltungen 241 und 242 verbunden, die beide das Ausgangssignal ~Q des monostabilen Multivibrators 230 empfangen.

Die Ausgänge der Schaltungen 231 und 241 sind in einer ODER-Schaltung 251 vereinigt, um so die logische Größe G1 zu liefern, welche über eine Leistungsschaltung 261 den Betrieb des Gleichstrommotors 1 in direktem Drehsinn steuert. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 232 und 242 sind in einer ODER-Schaltung 252 vereinigt, um die logische Größe G 2 zu liefern, welche über eine Leistungsschaltung 262 den Betrieb des Gleichstrommotors 1 in entgegengesetztem Sinn steuert. Die Signale Gl

and G 2 werden außerdem der Steuerschaltung des Schrittschaltmotors von Fig. 3 oder 5 zugeführt.

Die Vorderfianke des Signals MT bewirkt, daß das Ausgangssignal ~Q einer der bistabilen Multivibratoren 221 und 222 in den Zustand»!« gezwungen wird, je nachdem, ob das Signal DIR oder INV vorhanden ist.

Das Signal ART befindet sich im Zustand »1«, solange der erste Impuls ITER noch nicht angekommen ist und die Verschieberichtung der beweglichen Anordnung 5 noch nicht umgekehrt wurde; in diesem Zustand erhalten die Eingänge der bistabilen Multivibratoren 221 und 222 jeweils den Eingangsimpuls R des anderen Multivibrators. Folglich befinden sich die zwei Multivibratoren in komplementärem Zustand, während das Signal ART die Größe»!« aufweist.

Außerdem erzeugt das Ausgangssignal Q des monostabilen Multivibrators 230 während einer festgelegten Zeitspanne einen Zustand »1« am Ausgang einer der UND-Schaltungen 231 und 232, je nachdem ob das Signal DIR oder das Signal INV im Zustand »1« ist.

Angenommen, das Signal DIR sei im Zustand »1«. Während der durch den monostabilen Multivibrator

230 festgelegten Zeitspanne liefert die UND-Schaltung 23l"über die ODER-Schaltung 251 das Signal G1 für die Steuerung des Gleichstrommotors 1 in direktem Sinn. Danach ist die Ausgangsgröße ~Q gleich »1« und liefert kombiniert mit der Ausgangsgröße ~Q des des speichernden Multivibrators 221 in der UND-Schaltung 241 weiterhin das Signal Gl zur Steuerung des Motors 1 in direktem Sinn.

Dies dauert so lange, bis der erste Impuls ITER an den Eingängen C der bistabilen Multivibratoren

231 und 232 ankommt. Tn diesem Augenblick kehren sich die Zustände der zwei Multivibratoren 221 und 222 um.

Infolgedessen antwortet die Steuerschaltung 20 in F i g. 2 auf den Impuls MT, indem sie während einer Mindestzeit den Gleichstrommotor 1 steuert. Diese Zeitspanne, die durch den monostabilen Multivibrator 230 festgelegt ist, ist ausreichend lang, damit der Motor ZLeit zur Geschwindigkeitsaufnahme hat und die bewegliche Anordnung die vorgegebene Stellung genügend weit überschreitet, wodurch die Erfassung der Richtungsänderung unter günstigen Bedingungen stattfindet.

Nach der durch den monostabilen Multivibrator 230 bereitgestellten Zeitspanne wird die Betätigung des Gleichstrommotors 1 von den bistabilen Multivibratoren 221 und 222 abhängig. Anfänglich werden die Multivibratoren durch den Impuls MT in einen solchen Zustand versetzt, daß sie den Betrieb des Gleichstrommotors im selben Sinn steuern wie die UND-Schaltungen 231 und 232. Die Richtungsänderung wird durch das Erscheinen des Impulses ITER hervorgerufen.

Bei Ankunft des Impulses ITER während der Zeitspanne, in welcher die Steuerung über die UND-Schaltungen 231 und 232 bewerkstelligt wird (im Fall, daß die vorangegangene Stellung der gewünschten Stellung eng benachbart ist), erfolgt unmittelbar auf das Ende des von dem monostabilen Multivibrator 230 gelieferten Impulses eine Umkehr der Laufrichtung des Gleichstrommotors, da die Multivibratoren 221 und 222 bereits ihren Zustand geändert haben.

Wenn andererseits am Ende des vom monostabilen Multivibrator 230 gelieferten Impulses das Signal ITER noch nicht erschienen ist, setzt sich der Betrieb des Gleichstrommotors 1 in derselben Laufrichtung fort, bis das Signal ITER erscheint.

Wenn schließlich die Umkehr der Verschieberichlung der beweglichen Anordnung erfaßt ist, nimmt das Signal ART die Größe »0« an, wodurch die Ausgänge ~Q der zwei Multivibratoren 221 und 2,22 ebenfalls auf »0« gesetzt werden, indem ihren Eingängen 5 die Größe »0« zugeführt wird. Der Gleichstrommotor 1 wird dann nicht mehr gespeist.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß bei Erscheinen des Impulses MT der Betrieb des Gleichstrommotors 1 immer in derselben Richtung verläuft, und zwar bis zum Durchlauf in die durch die numerische Kodierung vorgegebene Stellung. In diesem Augenblick wird der Gleichstrommotor in entgegengesetztem Sinn betrieben, damit die bewegliche Anordnung 5 gebremst wird, bis durch den Übergang des Signals ART in den Zustand »0« angezeigt wird, daß die bewegliche Anordnung S ihre Richtung geändert hat. Die Speisung des Gleichstrommotors I wird jedoch durch den Steuerimpuls des monostabilen Multivibrators 230 während einer Mindestzeit aufrechterhalten. Dadurch kann die bewegliche Anordnung 5 Geschwindigkeit aufnehmen. Auf diese Weise wird verhindert, daß durch die Änderung im Betrieb des Gleichstrommotors 1 ein zweiter Durchlauf in die vorgegebene Stellung in umgekehrtem Sinn stattfindet, bevor die Umkehr der Verschieberichtung der bewegliehen Anordnung 5 sowie die Unterbrechung der Speisung des Gleichstrommotors 1 erfaßt ist.

In F i g. 3 ist der Schrittschaltmotor 2 und ein erstes Ausführungsbeispiel seiner Steuerschaltung 30 dargestellt.

Angenommen, der Schrittschaltmotor sei mit vier Wicklungen ausgestattet. Er umfaßt somit also vier Zuführleitungen Bi bis B 4 zu den Induktoren, die an eine Leistungsschahung 39 angeschlossen sind, welche vom Fachmann in der herkömmlichen Weise hergestellt werden kann.

Wie bekannt, reagiert ein Schrittschaltmotor auf Impuls in mindestens einer seiner Wicklungen, indem er sich in Grundschritten in Drehrichtung fortbewegt, während die Zufuhr einer Dauerspannung zu den Feldspulen ein blockierendes Drehmoment des Schrittschaltmotor in der erreichten Stellung erzeugt.

Außerdem hat der Anmelder die Beobachtung gemacht, daß bei Abwesenheit von Dauerspannungen und Impulsen an den Wicklungen der Schrittschalt motor sich wie ein mehrphasiger Wechselstromgene rator verhält.

Nach einem besonders vorteilhaften erfindungs gemäßen Ausführungsbeispiel werden zwei benach barte Wicklungen Bl und Bl des Schrittschaltmotor mit Schaltungen 381 bzw. 382 zum Umformen der ii den Wicklungen ohne Speisung erzeugten Wechsel spannungen in synchrone, logische Signale diese Spannungen verwendet. Die an den Ausgängen de Schaltungen 382 bzw. 381 gelieferten Signale werdei einem bistabilen, zur Speicherung vorgesehenen Multi vibrator383 vom Typ D zugeführt, d.h. dem Eir gang für das zu speichernde Signal D, und dem Taki signaleingang bzw. Speichersteuerungseingang C. De Zustand des Eingangs D wird bei der Vorderflank des an den Eingang Γ geführten Signals berücksicr tigt. Demzufolge bleibt der Ausgang Q des MuIt vibrators 383 im Zustand »0«, wenn das von B kommende Signal vor dem von Bl kommenden S

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gnal vom Zustand »0« in den Zustand »I« übergeht, was als Phasenvorlauf betrachtet werden kann. Wenn anderenfalls das von Bl kommende Signal vor dem von B 1 kommenden Signal vom Zustand »0« in den Zustand »1« übergeht, verbleibt der Ausgange? im Zustand »1«: folglich repräsentiert der Ausgang Q des speichernden Multivibrators 383 die Phasenverschiebung zwischen den in den Wicklungen B 1 und Bl des Schrittschaltmotor 2 erzeugten Spannungen, wenn letzterer als mehrphasiger Wechselstromgencrator ohne Speisung und mit Antrieb durch den Gleichstrommotor 2 funktioniert.

Diese Phasenverschiebung beträgt im Fall eines vierphasigen Motors ± 90 nach dem Drehsinn des Schrittschaltmotors, also nach der Verschieberichtung der beweglichen Anordung 5.

Die Ausgangsgröße Q des speichernden Multivibrators 383 wird einer exklusiven ODER-Schaltung 384 zugeführt, welche außerdem das Signal G1 empfängt. Die Ausgangsgröße der exklusiven ODER-Schaltung 384 wird dem Eingang C eines bistabilen 7-K-Multivibrators 385 zugeführt, dessen Eingänge J und K dauernd im Zustand »1« sind. Wie aus dem Folgenden noch hervorgeht, ist es Aufgabe des ./-K-MuKivibrators 385, gleichzeitig das Anhalten des deichstrommotors 1 durch das Signal ART an seinem Ausgang ~Q und das Ingangsetzen des Schrittschaltmotors 2 an seinem Ausgang Q zu steuern. Der Ausgang Q steht mit mehreren UND-Schaltungen 391 bis 394 in Verbindung und beeinflußt diese. Die UND-Schaltungen beeinflussen die Speisung des Schrittschaltmotors 2 mit Dauerspannungen oder mit Impulsen, und zwar über die Leistungsschaltung 39.

Während der Schrittschaltmotor betätigt wird, muß man natürlich verhindern, daß sich der Zustand des Multivibrators 385 auf Grund der von den Wicklungen B1 und ß 2 kommenden Signale ändert. Dies kann durch die Schaltungen 381 und 382 bewerkstelligt werden.

Die Steuerschaltung 30 in F i g. 3 umfaßt außerdem einen Zähler 31 mit zwei Binärstufen 311 und 312. Der Ausgang Q der ersten Stufe 311 und der Ausgang ~Q der zweiten Stufe 312 sind in Fig. 3 dargestellt. Der Zähler wird jedesmal bei Auftreten des Impulses MT auf Null gestellt. Demnach ist der Ausgang Q seiner ersten Stufe 311 im Zustand »0«. Diese Ausgangsgröße wird dem Eingang zum zwangsläufigen Nullsetzen des bistabilen Multivibrators 385 zugeführt, was gleichzeitig das Erscheinen des Signals ART im Zustand »1« am Ausgang3 des bistabilen Multivibrators 385 hervorruft, wodurch der Gleichstrommotor 1 in der vorher erwähnten Weise in Funktion treten kann, während der Ausgang Q des bistabilen Multivibrators 385 im Zustand »0« ist, was verhindert, daß der Schrittschaltmotor 2 über die UND-Schaltungen 391 bis 394 gespeist wird.

Mit dem Erscheinen des ersten Impulses ITER geht der Ausgang Q der ersten Stufe 311 des Zählers 31 in den Zustand »1« über. Dadurch spricht der bistabile Multivibrator 385 an seinem Eingang C an.

Die Wicklungen B1 und B 2 sind derart beschaffen, daß der Ausgang Q des speichernden Multivibrators 385 sich im Zustand »1« befindet, wenn der Schrittschaltmotor nicht gespeist und in direktem Sinn angetrieben wird, was einem Signal G1 der Größe »1« zur Steuerung des Gleichstrommotors 1 entspricht. Vor Auftreten des ersten Impulses ITER sind diese beiden Signale entweder beide im Zustand »1« oder beide im Zustand »0«. Der Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 385 ist also im Zustand »0«. Der Eingang C des bistabilen Multivibrators 385 empfängt eine Vorderflanke eines Impulses, wenn sich die Drehrichtung des Gleichstrommotors ändert (Änderung des Zustandes von G1 und Erscheinen des ersten Impulses ITER), und eine Rückflanke eines Impulses, wenn sich die Verschieberichtung der beweglichen Anordnung 5 ändert, d. h.. wenn sich die Drehrichtung des Antriebssysteins ändert (Änderung des Zustandes des Ausgangs Q des speichernden Multivibrators 383).

Demzufolge wird auf Grund der Zustandsänderung des Multivibrators 383 der Betrieb des Gleichstrommotors 1 durch das Signal ART unterbrochen, und der Schrittschaltmotor 2 wird gespeist. Dies tritt ein, sobald der Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung

384 eine Änderung der Verschieberichtung der beweglichen Anordnung 5 anzeigt, nachdem sich die Laufrichtung des Gleichstrommotors 1 geändert hat, und zwar unter der Bedingung, daß ein erster Durchlauf in die vorgegebene Stellung stattgefunden hat.

Solange noch kein zweiter Impuls ITER dem Zähler 31 zugeführt worden ist, d. h. solange noch kein zweiter Durchlauf in die vorgegebene Stellung stattgefunden hat, befindet sich der Ausgang (7 der zweiten Stufe des Zählers 312 im Zustand »1«. Diese Ausgangsgröße wird einer UND-Schaltung 321 zugeführt, welche auch die Impulse eines Taktimpulsgenerators 32 empfängt. Diese Taktimpulse gelangen zu einer Schaltung 37, die außerdem die Ausgangssignale Q und 'Q eines bistabilen Multivibrators vom Typ RS empfängt.

Zum Signal Gl wird in einer Umkehrschahung 372 das Komplement gebildet, damit es dem Eingang S so zugeführt werden kann, wie es dem wahren Zustand des Multivibrators 371 entspricht. Zum Signal G 2 wird in einer Umkehrschahung 373 das Komplement gebildet, damit es dem Eingang R so zugeführt werden kann, wie es dem falschen Zustand des Multivibrators 371 entspricht.

Die Schaltung 37, deren Auslegung dem Fachmann überlassen bleibt, ermöglicht die Verteilung der von der UND-Schaltung 321 an die vier Wicklungen B1 bis B 4 je nach erforderlichem Drehsinn gelieferten und im bistabilen Multivibrator gespeicherten Steuerimpulse. Der Schrittschaltmotor 2 funktioniert nur wenn der Ausgang Q des bistabilen Multivibrator:

385 sich im Zustand »1« befindet. Dabei muß die Drehrichtung des Schrittschaltmotors mit der de: Gleichstrommotors übereinstimmen, welche im bistabilen Multivibrator 371 gespeichert ist.

Die graphische Darstellung der F i g. 4 erläutert di< Funktionsweise des Antriebssystems, wie sie in der F i g. 2 und 3 beschrieben wurde. Die Abszisse defl niert hierbei die Zeit, während die Ordinate die Stel lung der beweglichen Anordnung 5 darstellt: Der Ur sprung 0 der Ordinatenachse entspricht der durch di< absolute numerische Kodierung vorgegebenen Stel lung.

Teil I der graphischen Darstellung entspricht den Betrieb des Gleichstrommotors 1, um in die ge wünschte, vorgegebene Stellung zu gelangen, wahrem der Schrittschaltmotor nicht gespeist wird. Zum Zeit punkt fj (Ursprung der Zeitachse) erreicht die beweg liehe Anordnung die gewünschte Stellung mit eine bestimmten Geschwindigkeit.
Der Gleichstrommotor wird dann in entgegen

gesetzter Drehrichtung betrieben, während der Schrittschaltmotor immer noch nicht gespeist wird. Dadurch erfolgt im Teil II der graphischen Darstellung eine Bremsung der beweglichen Anordnung bis zum Zeitpunkt f.„ an dem die Umkehr der Verschieberichtung der beweglichen Anordnung erfaßt wird, und zwar vorteilhafterweise durch Umkehr der in den Wicklungen B 1 und ß 2 des als Generator funktionierenden Schrittschaltmotors erzeugten Phasenverschiebung.

In diesem Augenblick wird der Gleichstrommotor 1 nicht mehr gespeist, während der Schrittschaltmotor derart betrieben wird, daß die bewegliche Anordnung zurückkehrt. Teil III der graphischen Darstellung entspricht der durch den Schrittschaltmotor veranlaßten Rückwärtsbewegung der beweglichen Anordnung 5 in die vorgegebene Stellung. Die vorgegebene Stellung wird zum Zeitpunkt /₃ erreicht.

Zu diesem Zeitpunkt erfaßt die Detektorschaltung 8 der Fig. 1 den Durchlauf der beweglichen Anordnung, und die Schaltung 9 zum Formen der Impulse liefert einen zweiten Impuls ITER, welcher im Zähler 31 der Fig. 8 den Ausgang ζ) der zweiten Stufe in den Zustand »0« überführt und die an die Schaltung 37 gelieferten Impulse unterbricht, wodurch der Schrittschaltmotor zum Stillstand kommt.

Die Anhalteposition wird mit großer Genauigkeit bestimmt, da sie fast bis auf einen Schritt genau durchgeführt wird. Der Schrittschaltmotor 2 wird zu diesem Zeitpunkt von Gleichspannungen gespeist; das dadurch erhaltene Drehmoment zum Halten und Verharren in der gewünschten Stellung ist außerordentlich günstig.

Die Kombination eines Gleichstrommotors und eines Schrittschaltmotors mit einer absoluten Kodierung ermöglicht es, einerseits die große Geschwindigkeit des Gleichstrommotors zur Annäherung an die gewünschte Stellung auszunutzen, während man andererseits mit dem Schrittschaltmotor und dessen starkem HMtedrehmoment ein genaues Einhalten der durch die absolute Kodierung vorgegebenen Stellung

^T" τ= \

ς ic

p inton^sprite Variante der Steuerschaltung 30 des Schrittschaltmotors dargestellt, bei welcher nach Erreichen der durch die absolute Kodierung vorgegebenen Stellung der Schrittschaltmotor nocnmais eine Anzahl bestimmter Impulse empiangt, womit eine gewünschte Stellung erreicht wird, welche relativ im Verhältnis zu der durch die absolute Kodierung vorgegebenen Stellung kodiert ist.

Im unteren Teil der F i g. 5 sind diejenigen Teile dargestellt, welche sich vom Ausführungsbeispiel der F i g. 3 unterscheiden.

An Stelle des Ausgangs ~Q der zweiten Stufe 312 des Zählers 31 wird der Ausgang Q derselben Stufe 312 verwendet. Sie wird als Funktionsbedingung auf den numerischen Zähler 331 angewandt, welcher an seinem Eingang die Ausgangssignale des Taktimpulsgenerators 32 empfängt. Die Ausgangsgröße Q der zweiten Stufe 312 wird außerdem noch dem Eingang einer NICHT-UND-Schaltung 323 sowie einer Umkehrschaltung 377 und einer UND-Schaltung 376 zugeführt.

Der Ausgang der Umkehrschaltung 377 ist mit einer UND-Schaltung 37S verbunden, welche außerdem das Signal ül empfängt, das über eine Umkehrschaltung 378 aus dem von der Schaltung 20 in F i g. 2 kommenden Signal GI gewonnen wird. Die UND-Schaltung 375 liefert also ein Signal CTT. J£5\t wird über eine ODER-Schaltung 374 einerseits direkt dem Eingang S des bislabilen Multivibrators 371 und andererseits nach Bildung des Komplements durch die Umkehrschaltung 379 dem Eingang R dieses Multivibrators zugeführt.

Die Ausgänge der einzelnen Stufen des numerischen Zählers 331 sind mit einer numerischen Vergleichsschaltung 333 verbunden, die ihrerseits auch

ίο mit den Stufenausgängen eines Registers 332 in Verbindung steht.

Das Register 332 und ein Vorzeichenspeicher 334 mit einem Bit empfangen vom Steuerblock 10 der F i g. 1 eine Anzahl von nach dem Erreichen der durch den absoluten numerischen Code durchzuführenden Schrittten bzw. ein Vorzeichen, das die Richtung angibt, in welcher diese Schritte auszuführen sind. Diese zwei Informationen werden z. B. durch den Steuerblock 10 vom Lochband abgelesen und stimmen mit dem absoluten numerischen Code für die vorgegebene Stellung auf der Abtasteinrichtung überein.

Der Ausgang des Vorzeichenspeichers 334 wird dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 376 zugeführt. Die Ausgangsgröße der numerischen Vergleichsschaltung 333, welche den Zustand »1« annimmt, wenn die Anzahl der vom Zähler 331 erfaßten Taktsignale gleich der Anzahl der im Register 332 gespeicherten Schritte ist, wird dem zweiten Eingang der NICHT-UND-Schaltung 323 zugeführt.

Wenn nun der Ausgang Q der zweiten Stufe 312 des Zählers 31 sich im Zustand »0« befinde:, hat der Ausgang der NICHT-UND-Schaltung 323 die Größe »1«, und der Ausgang der UND-Schaltung 322 über-

mittelt der Schaltung^ Taktsignale. Gleichzeitig befindet sich der Ausgang der UND-Schaltung 376 im Zustand »(K während "die UND-Schaltung 375 das Signa! (TT an den Eingang S des Multivibrators 371 übermittelt und das Signal Gl an dessen Eingang/?.

Bevor der Multivibrator 385 in den wahren Zustand übergeht (Q = 1; ~Q = 0), ist der Gleichstrommotor in Funktion; Gl ist damit gleich Gl, und der Multivibrator speichert die Drehrichtung des Gleichstrommotors 1.

Zum Zeitpunkt des Übergehens des Multivibrator' 385 in den wahren Zustand ist die Situation also dieselbe wie für das Ausführungsbeispiel der in Fig.? dargestellten Schaltung 30. Demzufolge werden derr Schrittschaltmotor Impulse geliefert, bis sich die bewegliche Anordnung in der durch den absoluter numerischen Code vorgegebenen Stellung befindet Daraufhin wird ein zweiter Impuls ITER erzeugt, unc der Ausgang Q der zweiten Stufe 312 des Zählers 3] geht in den Zustand »!« über.

Die NICHT-UND-Schaltung 323 liefert dann da Komplement zum Ausgangssignal der numerische! Vergleichsschaltung 333. Die ODER-Schaltung 37« reagiert auf die im 1 -Bit-Speicher 334 enthaltene Vor Zeicheninformation, indem sie den Multivibrator 37 in den Zustand versetzt, welcher der dem Vorzeichei entsprechenden Betriebsrichtung des Schrittschall motors 2 entspricht (bei dem in F i g. 5 dargestellte Fall entspricht die durch S 371 im Zustand »0« ge gebene Drehrichtung dem Nullwert des Vorzeichen bits).

Infolgedessen empfängt der Schrittschaltmotor so viele Impulse, wie die Anzahl der im Register 33 gespeicherten Schritte beträgt, wonach der Ausgan

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

Das Ausfuhrungsbeispiel der F i g. 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 erreichten, vorgegebenen Stellung ist vergleichbar mit der Verschiebung, die einem Schritt des Schrittschaltmotors entspricht. Es ist demnach möglich, den Schrittschaltmotor daraufhin nur zur Impulssteuerung zu verwenden, um mit derselben Genauigkeit eine gewünschte Stellung zu erreichen, die im Relaliv-Verhältnis zu der durch die auf der Abtasteinrichtung in absoluter Kodierung erhaltenen, vorgegebenen Stellung ist.

Außerdem kann, wenn nur ein Schrittschaltmotor zur Steuerung der beweglichen Anordnung verwendet wird, durch Störimpulse ein Schrittfehler entstehen.

ίο Dieser Fehler bleibt auf Grund der relativen Kodierung der Stellung erhalten und kann sich auf mehrere aufeinanderfolgende Operationen auswirker. Es können sogar noch mehr Fehler hinzukommen, und zwar um so leichter, je größer die stattfindenden Verschiebungen sind.

Im Gegensatz hierzu erhält man bei der vorliegenden Erfindung jede neue Arbeitsstellung mivtels absoluter Positionierung durch die Abtasteinrici tung. Der obengenannte Fehler fällt also praktisch nicht ins Gewicht.

Es ist festzustellen, daß die Dauer de · Impulse /7ΈΛ eine Verzögerung beim Anhalten des Antriebssystems bewirkt (beim Gleichstrommotor 1 durch die Multivibrataren 221 und 222; beim Schrittschalt· motor 2 durch den Zähler 31). Diese Impulsdauer muß möglichst gering gehalten werden, damit dk Genauigkeit beim Anhalten der beweglichen Anordnung nicht beeinträchtigt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

signal abgebenden Abtasteinrichtung, einer das Ist-Patentansprüche: wert_ 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 Feui-Einstellwert, bestehend aus einem elektrisch züge- 5 einstellung durchführenden Schrittschaltmotor wobei führten Sollwertsignal, einer mit der beweglichen die Steuerschaltung zuerst den Antrieb ätz Haupt-Anordnung verbundenen, ein Istwertsignal ab- antriebsmotors in der einen Drehnchtung, bei Erbenden Abtasteinrichtung, einer das Istwert- und reichung einer bestimmten Position einen eine Ab-Sollwertsignal verarbeitenden Steuerschaltung so- bremsung der Bewegung bewirkenden Antrieb des wie einem eine Grobeinstellung durchführenden ₁₀ Hauptantriebsmotors in der entgegengesetzten Dreh-Hauptantriebsmotor sowie einem eine Feinein- richtung und schließlich in Abhängigkeit des Signals stellung durchführenden Schrittschaltmotor, wo- eines Geschwindigkeitsdetektors den Antrieb des bei die Steuerschaltung zuerst den Antrieb des Schrittschaltmotors bei abgeschaltetem Hauptan-Hauptantriebsmotors in der einen Drehnchtung, triebsmotor bis zur Erreichung der gewünschten Endbei Erreichen einer bestimmten Position einen 15 einstellung durchführt.

eine Abbremsung der Bewegung bewiikenden An- Ein besonderes Beispiel für 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 von einem Antriebssystem gesteuert werden, nach der gewünschten Endeinstellung durchführt, zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinatendadurch gekennzeichnet, daß der Ge- achsen fortbewegt wird. Jedes der Antriebssysteme schwindigkeitsdetektor ein eine Bewegungsum- muß steuerbar sein, damit das Traßteil 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 (/,) 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 (f₂) vorgenommen ist. gewünschten Endeinstellpunkt auftreten kann, was

2. Einstelleinrichtung nach Ansprach 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 (£»,, B₂) des Schrittschaltmotors (2) bekannt (s. beispielsweise US-PS 32 46 218) bei wef-

verbunden ist. eher für die Grobeinstellung ein Hau, sntriebsmotor

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 5° 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 Differenzbetrages zwischen Istwert

nstelleinrichtung einer beweglichen Anordnung auf 65 und Sollwert sowie für die Festlegung einer be-

ien vorgegebenen Einstellwert, bestehend aus einem stimmten Geschwindigkeit des gesamten Antriebs

:klrisch zugeführten Sollwertsignal, einer mit der vorgesehen werden müssen,

weglichen Anordnung verbundenen, ein Istwert- Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Er-