DE2430104B2

DE2430104B2 - Numerisch arbeitende Programmsteuerung

Info

Publication number: DE2430104B2
Application number: DE2430104A
Authority: DE
Inventors: Clifford Micael Bailey; Roy Gibson; Alfred Harold Morser; Stephen Anthony Scott; Ian Keith Taylor
Original assignee: Milacron Inc
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1973-06-25
Filing date: 1974-06-22
Publication date: 1978-11-02
Also published as: NL7408174A; DE2430104A1; DE2430104C3; GB1433495A; US3918045A

Description

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Die Erfindung betrifft eine numerisch arbeitende Programmsteuerung, welche bezüglich jeder Achse eine Steuerimpuls-Quelle zur Steuerung von Speise-Inkrementen, eine Quelle für Zeitimpulse der Frequenz F_n einen Steuerimpuls-Teiler mit einem ersten Impulszähler, der die Zeitimpulse durch Mteilt, und einem zweiten Impulszähler, der die Impulse aus dem ersten Zähler zur Bildung eines wellenförmigen Steuersignals der Frequenz F_c/M ■ N durch N teilt, wobei M und N ganze Zahlen sind, einen Addier/Subtrahier-Kreis, der die erste Stufe des zweiten Zählers bildet sowie auf b5 Steuerimpulse anspricht, welche Vorwärts- und Rückwärts-Speise-Inkremente zur entsprechenden Addition und Subtraktion eines Impulses am Eingang des zweiten Zählers steuern, wodurch die Phase des Steuersignals um ±2 πΙN verschoben wird, ein elektromechanisches Rückkoppelungssystem, welches auf ein Referenzsignal mit der gleichen Frequenz wie das Steuersignal sowie auf die Bewegung eines gesteuerten Teils zur Erzeugung eines wellenförmigen Rückkopplungssignals, dessen Phasenlage die Bewegung repräsentiert, anspricht, Mittel zur phasenmäßigen Diskriminierung zwischen Steuer- und Rückkoppelungssignal zur Erzeugung eines Fehlersignals sowie Servo-Antriebsmittel aufweist, die auf das Fehlersignal ansprechen und das gesteuerte Teil im Sinne einer Reduzierung des Fehlersignals auf Null antreiben. Ein derartiges Programmsteuerungs-System soll nachfolgend als System der »erläuterten Art« bezeichnet werden.

In diesem Zusammenhang wird auf die GB-PS 8 20 406 hingewiesen, in der ein System der eingangs genannten Art beschrieben ist, welches einen einzigen Zähler (Frequenzteiler) je Achse sowie einen Addier/ Subtrahier-Kreis als dessen erste Stufe aufweist. Hierbei ist es jedoch auch möglich, die Frequenzteilung in zwei Stufen (zuerst Division durch M und dann Division durch N) durchzuführen, wobei der Addier/Subtrahier-Kreis als erste Stufe des zweiten Zählers (Frequenzteiler) dient. Dieses Vorgehen bietet die Möglichkeit, einen mit hoher Frequenz arbeitenden Zeitimpulsgenerator einzusetzen, was aus anderen Gründen wünschenswert ist.

Aus Vereinfachungsgründen wird nachfolgend nur das System bezüglich einer Achse erläutert werden, da die Anwendung des Erfindungsgedankens auf mehr als eine Achse lediglich eine Vervielfachung der Teile hinsichtlich aller Achsen bedeutet, wobei allerdings einige Teile, beispielsweise die Zeitimpuls-Quelle, für alle Achsen gemeinsam sein können. Es ist hinsichtlich des Standes der Technik selbstverständlich, daß unter »Achse« sowohl eine linerare als eine Rotationsachse zu verstehen ist, wobei dann die Bewegung bzw. Verschiebung in Graden oder Radianten gemessen wird.

Die Art des Rückkoppelungssystems bildet keinen Teil der Erfindung und es kann jedes geeignete System verwendet werden. Für den Fall einer linearen Achse ist typischerweise das gesteuerte Teil von einer Leitspindel angetrieben, welche über ein Getriebe mit einem Funktions-Drehgeber verbunden ist, der mit um 90° phasenverschobenen Signalen gespeist wird, die von dem Referenzsignal abgeleitet sind, um so das Rückkoppelungssignal zu erzeugen. Eine Umdrehung des Funktions-Drehgebers entspricht einer Rasterstufe bzw. einem Schritt R=L-C, wobei L die Leitspindel-Steigung und C das Getriebeverhältnis zwischen der Leitspindel und dem Funktions-Drehgeber ist. Der elektrische Rasterabstand E des Rückkoppelungssystems ist die Verschiebung bzw. Bewegung des gesteuerten Teils, welche einer Periode des wellenförmigen Rückkoppelungssignals entspricht, wobei gilt

E= R/P = L- G/P,

wo 'P ein Faktor ist, der sich aus der Art des Funktions-Drehgebers ergibt. Dabei ist P = 1 bzw. 2 für die üblichen Fälle von zwei-poligen bzw. vier-poligen Drehgebern.

Die Auflösung B des numerischen Steuersystems ist gegeben durch B = E/N. Der elektrische Rasterabstand F. kann leicht für andere Typen von Rückkoppelungssystemen bestimmt werden. Beispielsweise ist im Fall von linearen Funktions-Drehgebern bzw. -Wandlern, beispielsweise sog. »Inductosyns«, der elektrische Wertab-

stand der gleiche wie die Teilung des Teils, auf den üblicherweise als Teilung des linearen Wandlers bzw. Fiinktions-Drehgebers Bezug genommen wird.

Es besteht das Erfordernis, die Auflösung B verändern zu können, und zwar nicht nur, um mit unterschiedlichen Toleranzen arbeiten zu können, sondern auch für den wesentlich wichtigeren Fall, die Möglichkeit zu haben, sowohl im metrischen als auch im Zoll-Maßsystem arbeiten zu können. Verschiedene Länder auf der Welt sind ja augenblicklich dabei, sich von dem Zoll-System auf das metrische System umzustellen, wobei sich eine lange Übergangsperiode ergibt, in der unvermeidlich Beide Systeme nebeneinander verwendet werden.

In der Vergangenheit wurde dieser Forderung entsprochen, indem der elektrische Rasterabstand E geändert wurde. Für den Fall von linearen Wandlern wird dies notwendigerweise dadurch erreicht, daß sowohl in dem Zollsystem als auch metrisch arbeitende Wandler an der gleichen Maschine montiert werden. Für den Fall von rotierenden Wandlern bzw. Funktions-Drehgebern ist es lediglich erforderlich, cias Übersetzungsverhältnis G des Getriebes zu ändern. In der Praxis wurden jedoch getrennte, mit entsprechenden Getrieben ausgerüstete Wandler vorgesehen, um der Bedienungsperson die Möglichkeit zu geben, die Umschaltung rasch und in einfacher Weise vorzunehmen. Die Umschaltung zwischen den verschiedenen Wandlern erfolgt mittels Relaissätzen, die nicht nur die Wandleranschlüsse umzuschalten haben, sondern auch verschiedene Parameter des Servo-Systems schalten müssen, um eine Anpassung an die verschiedenen Werte von E zu erreichen.

Wandler bzw. Funktions-Drehgeber sind an sich verhältnismäßig teuere Bauteile. Außerdem wird das gesamte System sehr platzaufwendig, kompliziert und teuer infolge der Verdoppelung von zwei Wandlern bzw. Drehgebern für jede Achse und der zugeordneten Relais-Schalteinrichtung.

Es ist bereits (beispielsweise aus der US-PS 31 74 367) bekanntgeworden, zum Schneiden von Gewinden mit unterschiedlichen Ganghöhen die Beziehung zwischen der mit der Rotation des Werkstückes synchronisierten Impulsrate und der die Querbewegung des Gewindeschneidwerkzeuges steuernden Impulsrate zu ändern.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, dafür zu sorgen, daß die Auflösung B für den gleichen elektrischen Rasterabstand E geändert werden kann, während gleichzeitig die Frequenz der wellenförmigen Steuer-(und Rückkopplungs-)Signale konstantgehalten werden soll. Dadurch kann ein Rückkopplungssystem mit hoher Verstärkung und geringer Bandbreite erhalten werden. Gleichzeitig soll ein Wert für die Zeitfrequenz Fc verwendet werden, der nicht zu groß ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieses Problems ist gekennzeichnet durch Mittel zur gemeinsamen Veränderung von N, M und F_n um den Wert F_c/N ■ M des wellenförmigen Steuersignals konstant zu halten und gleichzeitig verschiedene Auflösungen für den gleichen elektrischen Rasterabstand in Übereinstimmung mit den verschiedenen Werten von Λ/zu ermöglichen.

Da die Zahl von Millimetern in einem Zoll genau 25,4 ist, ist es möglich, F_c/M ■ N konstant zu machen, selbst wenn B Zoll- und metrische Werte hat, vorausgesetzt nur, daß der elektrische Rasterabstand E ein Zoll-Wert ist. Dies wird aus den nachfolgenden Beispielen deutlich.

Eine typische Trägerfrequenz, die für einen Wandler bzw. Funktions-Drehgeber geeignet ist, ist 2,5 kHz.

Nimmt man diesen Wert als Beispiel, so ist es erforderlich,

F₁. /M- N = 2500

zu halten. Es ist leicht zu sehen, daß diese Bedingung bei den folgenden Beispielen eingehalten ist:

(a)	F₁.= 5 MHz	M =	10	N= 200
(b)	Fc = 5 Mhz	M =	2	N= 100
(C)	Fc = 5,08 MHz	M =	4	N= 508
(d)	Fc = 5,08MHz	M =	1	N = 2540

Es ist feststellbar, daß die Auflösung B gegeben ist durch die Bedingung B = E/N, und zwar unabhängig von den Werten von F_cund M Wenn E = 0,2", werden ι ■> folgende Auflösungen erreicht:

(a) N = 200 B = 0,2'7200 = 0,001"

(b) N = 1000 B = 0,2'71000 = 0,0002"

(c) N = 508 B = 0,2'7508

= 25,4 χ 0,2 mm/508 = 0,01 mm

(d) N = 2540 B = 0,2'72540

= 25,4 χ 0,2 mm/2540
= 0,002 mm

Mehr (oder weniger) als die aufgeführten Bedingungen bzw. Optionen können offensichtlich vorgesehen werden, und es ist möglich, den Wert für N zu bestimmen, der für eine Rotationsachse geeignet ist. Wenn eine Auflösung von Γ erforderlich ist, können N = 360 und M = 6 sein. F_c muß dann 2500 χ 6 χ 360 = 5,4 MHz sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in der Lage ist, Bedingungen wie die oben unter (a) bis (d) beschriebenen, zu erfüllen, anhand der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines numerischen Steuersystems für eine lineare Achse und

Fig.2 die Impulse teilenden Zähler stärker ins einzelne gehend.

In F i g. 1 wählt ein Schalter 10 (der in der Praxis aus einem elektronischen Torkreis bestehen würde) entweder eine 5-MHz-Zeitquelle 11 oder eine 5,08-MHz-Zeitquelle 12 aus zur Verbindung mit einem durch M teilenden Zähler 13, dessen Divisionsfaktor M auf verschiedene der oben angegebenen Werte mittels eines Kreises 14 voreinstellbar ist. Ein Steuersignal von 2,5 kHz wird von einem durch N teilenden Zähler 15 abgeleitet, dessen erste Stufe 16 eine durch 2 teilende Stufe mit einer Additions/Subtraktions-Möglichkeit bekannter Art ist.

Ein programmierter numerischer Steuerinterpolator 17 liefert einen Impuls auf der Leitung 18 jedesmal dann, wenn ein Speise-Inkrement B an der gesteuerten Achse erforderlich ist. Gleichzeitig werden von ihm auf der Leitung 19 Signale geliefert, die anzeigen, ob der Impuls addiert oder subtrahiert werden muß, d. h. ob es sich um ein Vorwärts- oder Rückwärts-Inkrement handelt. Das Ausgangssignal des Zählers 15 ist eine Quadratwelle mit 2,5 kHz, d. h. das wellenförmige Steuersignal, welches in Abhängigkeit von jedem Impuls auf der Leitung 18 mit einer Phasenverschiebung von 2 π/Ν vor- oder nacheilt. Das Steuersignal wird über einen normalerweise unwirksamen durch 8 teilender Kreis 20 als das eine Eingangssignal an einen Pulsbreiten-Modulator 21 oder eine andere Ausführungsform eines Phasen-Diskriminators angelegt. Das andere Eingangssignal an dem Modulator 21 ist das wellenförmige Rückkoppelungs-

signal an der Leitung 22, das in üblicher Weise erzeugt bzw. abgeleitet wird, wobei diese Erzeugung jedoch unten kurz erläutert werden soll.

Das Fehlersignal von dem Modulator 21 wird an einen üblichen Servo-Motor 23 angelegt, von dem im vorliegenden Falle angenommen werden soll, daß er eine Leitspindel 24 zur Positionierung des gesteuerten Teils, beispielsweise eines Werkzeugschlittens, welcher nicht dargestellt ist, antreibt. Die Leitspindel treibt auch einen Rückkopplungs-Wandler 25 über Zahnräder 26 und 27 an, die das obenerwähnte Getriebe- bzw. Übersetzungsverhältnis G bestimmen.

Der Wandler 25 wird von sinusförmigen Signalen mit einer 90° -Phasenverschiebung gespeist, die mit SJN und COS bezeichnet sind und ausgehend von einer 2,5-kHz-Bezugs-Rechteckwelle durch einen SlN-COS-Generator 28 erzeugt werden. Die Referenz-Rechteckwelle wird mittels eines anderen durch N teilenden Zählers 29 von dem Ausgangssignal des durch M teilenden Zählers 13 erzeugt. Der Zähler 29 stimmt mit dem Zähler 15 abgesehen davon überein, daß seine erste Stufe eine feste durch 2 teilende Stufe ohne Additions/ Substraktions-Möglichkeit ist (aus diesem Grund ist nur der Zähler 15 genauer in F i g. 2 dargestellt).

Das Ausgangssignal des Wandlers 25 ist eine 2,5-kHz-Sinuswelle, deren Phasenwinkel innerhalb eines elektrischen Rasterabstandes des Systems die aktuelle Verschiebung bzw. Bewegung des gesteuerten Teils repräsentiert. Diese Sinus-Welle wird in eine Rechteckwelle mittels eines Quadratur-Kreises 31 umgewandelt und über einen normalerweise nicht wirksamen durch 8 teilenden Kreis an den Modulator 21 als Rückkoppelungssignal auf der Leitung 22 angelegt.

Der Divisionsfaktor sowohl des Zählers 15 als auch des Zählers 29 ist auf unterschiedliche der oben angegebenen Werte für N mittels eines Kreises 33 voreinstellbar. Ein Beispiel dafür, wie die Voreinstellung bewirkt werden kann, soll nun unter Bezugnahme auf F i g. 2 erläutert werden.

In den bereits in der Einleitung genannten Beispielen (a) bis (d) ist der elektrische Rasterabstand 0,2" und die Möglichkeit, zwei unterschiedliche Zeit- bzw. Uhrenfrequenzen und verschiedene Werte für M und N auszuwählen, gestattet es, sowohl Zoll- als auch metrische Inkremente zu wählen. Da der reziproke Wert von 25,4 nicht ganz ist, ist es nicht möglich. Zoll-Inkremente zu wählen, wenn der elektrische Rasterabstand metrisch ist. Wenn jedoch eine Maschine eine metrische Leitspindel hat, ist es eine einfache Sache, das Getriebe 26, 27 so zu wählen, daß der elektrische Rasterabstand ein Zoll-Wert wird, wobei dann eine Wahl zwischen Zoll- und metrischem System möglich ist. In ähnlicher Weise können, wenn eine von Grund auf metrische Maschine mit linearen Wandlern verwendet wird, die Wandler Zoll-Wandler sein, wenn es gewünscht ist, sowohl Zoll- als auch metrische Inkremente zu programmieren.

Anhand der F i g. 2 sollen nun die Zähler 13 und 15 und die M- und /V-Einstellkreise 14 und 33 näher beschrieben werden. Handelsübliche 4-bit, d. h. durch 16 teilende Zähler werden verwendet, wobei ein einziger solcher Zähler den M-Zähler 13 bildet. Dieser Zähler hat vier Daten-Eingänge 34, die entsprechend mit 8, 4, 2 bzw. 1 bewertet werden, und kann mittels dieser Eingänge auf jeden Wert zwischen 0 und 15 eingestellt werden. Tatsächlich umfaßt der Einstellkreis 14 ein voreingestelltes Register, welches den Wert 16 — M hält. Jedesmal dann, wenn dor Zähler 13 einen Überströmimpuls an der Leitung 35 erzeugt, veranlaßt er das Register 14 erneut 16 - M im Zähler 13 zu schreiben, welcher infolgedesssen einen Überströmimpuls jeweils nach M-Eingangsimpulsen erzeugt. Die

■i Werte von M, die bei (a), (b), (c) und (d) erforderlich sind, sind 10, 2, 4 und 1. Infolgedessen muß das Register 14 eingestellt werden auf 6 (0110), 14 (1110), 12 (1100) bzw. 14(1111).

Das gleiche Prinzip wird auch auf den /V-Zähler 15

ι ο ausgedehnt, der drei durch 16 teilende Zähler 36,37 und 38 in Kaskadenschaltung umfaßt, denen die durch 2 teilende Addier/Subtrahier-Stufe 16 vorgeschaltet und eine andere durch 2 teilende Stufe 39 nachgeschaltet ist, die sicherstellt, daß das Ausgangs-Wellensignal ein

I) Index-Abstands-Verhältnis von Eins hat. Wegen der Stufen 16 und 39 muß N stets ein ganzes Vielfaches von 4 sein. N' = NA ist das, was von den Zählern 36,37 und 38 bestimmt wird, und die Art, in der diese Zähler programmiert sind, gestattet es, daß Λ/'auf jeden Wert von 1 bis 16³ eingestellt werden kann.

Zu diesem Zweck sorgt der Einstellkreis 33 für eine Registervoreinstellung mit drei Binär-Ziffern U, V und W — von denen jede aus 4 Bits besteht —, welche auf die Zähler 36, 37 bzw. 38 jeweils dann gegeben werden,

2"j wenn der Zähler 38 einen Überströmimpuls auf der Leitung 40 erzeugt.

Der Zähler 36 erzeugt einen Erst-Überström-Impuls, nachdem 16 — LJImpulse empfangen wurden. Anschließend wird ein Überström-Impuls bei jedem 16.

jo Eingangsimpuls erzeugt. Der Zähler 37 erzeugt einen ersten Überström-Impuls nach 16 — V Eingangsimpulsen. Anschließend erzeugt er Überström-Impulse nach jedem 16. Eingangsimpuls, d.h. nach jedem 256. Eingangsimpuls bezüglich des Zählers 36. Der Zähler 38

π erzeugt einen Überström-Impuls nach 16 — W Eingangsimpulsen an seinem Eingang, worauf der Zyklus erneut beginnt. Hieraus folgt, daß N'durch die folgende Gleichung gegeben ist:

N' = 16 - U +(16 - VI)- 16 + (16 - IV- 1) · 256 ⁴⁽¹ = 16 - ty+(15 - V)- 16 + (15 - W)-256

Die erforderlichen Werte für U, V und VV können infolgedessen folgendermaßen tabellarisch erfaßt werden:

Λ" U

(a) 200 50 14 = 1110 12 = 1100 15 = 1111

,ο (b) 1000 250 6 = 0110 0 = 0000 15=1111

(Ο 508 127 1=0001 8 = 1000 15 = 1111

(d) 2540 635 5=0101 8 = 1000 13 = 1101

Wendet man die Gleichung für N' beispielsweise auf Vi das Beispiel (d) an, so ergibt sich:

N' = (16 - 5) + (15 - 8) · 16 + (15 - 13) · 256
= 11+7-16 + 2-256
= 11 + 112 + 512
= 635, wiegewünscht

Sollte eine Maschine nötig sein, die nur mit einem Satz von N- und N'-Werten arbeitet, so können die Register 14 und 33 einfach verdrahtete Verbindungen zur Anlegung der erforderlichen 0- und 1 -bits an die h^ri Daten-Eingänge 34 der Zähler 13 und 36 bis 38 in Abhängigkeit von den Impulsen an den Leitungen 35 bzw. 40 sein. Üblicherweise ist jedoch die Situation die, daß eine Werkzeugmaschine eine Umschaltung zwi-

(I)	F_t	= 5 MHz	N
	M	= (W I	V
	U	= Ul,
(2)	F_c	= 5,08MHz	N
	M	= Ml	V
	U	*= UZ*

sehen gerade zwei unterschiedlichen Bedingungen erfordert, eine Zoll- und eine metrische Bedingung, wobei die Größenordnung ähnlich und der Genauigkeit der in Rede stehenden Werkzeugmaschine angepaßt ist. Infolgedessen kann es möglich sein, zwischen den Beispielen (a) und (c) oder zwischen den Beispielen (b) und (d), ganz allgemein zwischen den Fällen (1) und (2), umzuschalten, wobei gilt:

= Λ/Ί

= Kl und W=W].

N'l

Vl und W = Wl.

Das System kann dann mit einem Zwei-Stellungs-Schalter ausgerüstet werden, welcher in der ZOLL-Stellung ein unverfälschtes Signal auf die Leitung 41 (F i g. 2) gibt und dadurch den Schalter 10 auf die Zeitquelle 11 schaltet, den Impuls auf der Leitung 35 über Verbindungen in dem Kreis 14 steuert, die den Wert 16 - MX in den Zähler 16 schreiben, und den Impuls auf der Leitung 40 über Verbindungen in dem Kreis 33 steuert, die die Werte U\,V\ und W1 in die Zähler 36, 37 und 38 schreiben. Wenn der Zwei-Stellungs-Schalter (nicht dargestellt) sich in der METRISCH-Stellung befindet, ist das Signal auf der Leitung 41 falsch, und ein Inverter 42 erzeugt ein richtiges Signal, welches den Schalter 10 auf die Zeitquelle 12 schaltet, den Impuls auf der Leitung 35 über Verbindungen in dem Kreis 14 schaltet, die die Werte 16 - Ml in den Zähler 16 schreiben, sowie den Impuls auf der Leitung 40 über Verbindungen in dem Kreis 33, die die Werte U2, V 2 und W2 in die Zähler 36,37 und 38 schreiben, schaltet.

Die Bedienungsperson kann so augenblicklich und kurzfristig von ZOLL auf METRISCH und umgekehrt umschalten, was einen großen Vorteil darstellt, wenn, wie dies manchmal der Fall ist, sie von einer Zeichnung ausgehend arbeitet, auf der einige Abmessungen in Zoll und einige in Millimetern angegeben sind.

Die Kreise 14 und 33 können so verdrahtet sein, daß sie eine der vier Möglichkeiten (a) bis (d) auszuwählen 4^r> gestatten, jedoch auch zur Auswahl einer von mehreren Möglichkeiten, z. B. von acht, mit der Möglichkeit in die Schaltung irgendwelche zwei von diesen Möglichkeiten zur Auswahl in der beschriebenen Weise mittels des Signals auf der Leitung 41 einzuschalten, um so den Anforderungen bzw. Bedürfnissen der in Rede stehenden Werkzeugmaschine zu entsprechen.

Es wird darauf hingewiesen, daß es nicht erforderlich ist, das System mit dem numerischen Steuer-Interpolator 17 zu synchronisieren. Die Zeitquellen 11 und 12 können daher vollständig unabhängig von der in dem Interpolator verwendeten Zeitquelle bzw. Uhr sein. Infolgedessen bereitet die Umschaltung von einer Zeitquelle bzw. Uhr zur anderen keine Schwierigkeiten.

Es wird weiter darauf hingewiesen, daß das bekannte Prinzip der Bereichserweilerung frei in dem Systen' nach der Erfindung Verwendung finden kann. Bei dei Bereichserweiterung wird der elektrische Rasterab stand effektiv um einen Faktor, beispielsweise 8 multipliziert, welcher es dem Servo-Motor 23 ermöglicht, mit einer entsprechend erhöhten Folgeverzögerung ohne »Rutschen eines Rasters« (slipping pitch) ζι arbeiten. Dies is der Zweck der durch 8 teilender Zähler 20 und 32 (F ig. 1), die durch ein BEREICHSER WEITERUNGS-Signal auf der Leitung 43 in Betrieb genommen werden können. Die Zähler 20 und 32 sine vorzugsweise standardisierte durch 16 teilende Zähler ebenso wie die Zähler 13 und 36 bis 38, die so verdrahte) sind, daß sie sich auf 8 stellen, wenn sie überfließen. E< können jedoch auch andere bekannte Bereichserweite rungs-Kreise verwendet werden.

Es sei auch erwähnt, daß der numerische Steuer-Interpolator 17 stets in Inkrementen des jeweils gesteuerten Systems arbeitet und daß die Ausgangs-An zeige des Interpolators infolgedessen genau in den Zoll- oder metrischen System, welches augenblicklich verwendet wird, erfolgt. Dies steht im Gegensatz zi einem bekannten System, bei dem eine Zoll-Maschine ir eine metrische Maschine umgewandelt ist, indem die von dem Interpolator erzeugten Impulse bezüglich de; Maßstabs entsprechend verändert werden. Die Aus gangs-Anzeige erfolgt dann stets in Zoll, unabhängig davon, ob Zoll- oder metrische Inkremente bzw. Teilt verwendet werden, was für die Bedienungspersor verwirrend ist.

Es ist selbstverständlich, daß die Frequenz F_c/M ■ Λ des Steuersignals unabhängig von der Uhrenfrequen; des numerischen Steuersystems festgesetzt werder kann, so daß hier der Wert gegeben werden kann welchen Bearbeitungskriterien als den besten bestim men. Die Steuerimpulse von dem numerischen Steuersy stern können asynchron hinsichtlich der Zeitimpuls( sein. Der Kreis führt automatisch eine Resynchronisie rung durch.

Es ist möglich, jede ganze Zahl von Steuerimpulser auszuwählen, welche einer Phasenänderung von 160^c des Steuersignals entspricht, und zwar unabhängig dei vorerwähnten Bedingung bezüglich N. Wenn diess ganze Zahl η ist, so wird jeder Steuerimpuls zui Erzeugung von vier »Bewegungs«-Impulsen zur AnIe gung an den Addier/Subtrahier-Kreis verwendet, und l· wird gleich An gemacht, so daß die erforderlicher Bedingungen erfüllt sind. Die Möglichkeit, unterschiedli ehe ganze Zahlen auswählen zu können, beispielsweisi solche, die Inkrementen bzw. Stufen von 10μυηα0,00Γ in einem System von 0,2" je 360°-Phase de; Steuersignals entsprechen, wurde völlig erklärt. Zusatz lieh bleiben die bekannten Verfahren zur Ausdehnunj des möglichen Servo-Fehlers über die 360° -Zone gültig.

Die Steuerung der Teilungsverhältnisse kann ii jedem geeigneten numerischen System, beispielsweisi SCD wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispie oder in einem reinen Binär-System erfolgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Numerisch arbeitende Programmsteuerung, welche bezüglich jeder Achse eine Steuerimpuls-Quelle zur Steuerung von Speise-Inkrementen, eine Quelle für Zeitimpulse der Frequenz F_n einen Steuerimpuls-Teiler mit einem ersten Impulszähler, der die Zeitimpulse durch M teilt, und einem zweiten Impulszähler, der die Impulse aus dem ersten Zähler zur Bildung eines wellenförmigen Steuersignals der Frequenz F_c/M ■ N durch N teilt, wobei M und N ganze Zahlen sind, einen Addier/Substrahier-Kreis, der die erste Stufe des zweiten Zählers bildet sowie auf Steuerimpulse anspricht, welche Vorwärts- und Rückwärts-Speise-Inkremente zur entsprechenden Addition und Subtraktion eines Impulses am Eingang des zweiten Zählers steuern, wodurch die Phase des Steuersignals um ±2 π/Ν verschoben wird, ein elektromechanisches Rückkoppelungssystern, welches auf ein Referenzsignal mit der gleichen Frequenz wie das Steuersignal sowie auf die Bewegung eines gesteuerten Teils zur Erzeugung eines wellenförmigen Rückkoppelungssignals, dessen Phasenlage die Bewegung repräsentiert, anspricht, Mittel zur phasenmäßigen Diskriminierung zwischen Steuer- und Rückkoppelungssignal zur Erzeugung eines Fehlersignals sowie Servo-Antriebsmittel aufweist, die auf das Fehlersignal ansprechen und das gesteuerte Teil im Sinne einer jo Reduzierung des Fehlersignals auf Null antreiben, gekennzeichnet durch Mittel(23; 14; 10; 11, 12) zur gemeinsamen Veränderung von N, M und F_n um den Wert F_c/N ■ M des wellenförmigen Steuersignals konstant zu halten und gleichzeitig verschiedene Auflösungen (B) für den gleichen elektrischen Rasterabstand (G) in Übereinstimmung mit den verschiedenen Werten von N zu ermöglichen.
2. Programmsteuerung nach Anspruch 1, bei welcher das Referenzsignal von einem dritten Impulszähler erzeugt ist, der die Impulse des ersten Zählers durch N teilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (33) zur Veränderung von N die Divisoren des zweiten und dritten Zählers (13, 15) in der gleichen Weise verändern.