DE2441279C3

DE2441279C3 - Vorschubsteuerung für eine numerische Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2441279C3
Application number: DE2441279A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Nagoya Kimura; Yasumasa Aichi Narikiyo
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1974-08-28
Publication date: 1980-08-14
Also published as: CH576670A5; DE2441279A1; DE2441279B2; JPS5048379A; SE402167B; SE7410935L; JPS5332476B2; US4020331A; GB1471348A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschubsteuerung für eine numerische Steuereinrichtung mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Vorschubweginkrements AS und eines Vorschubgeschwindigkeitsinkrements AF, mit einer Akkumulatorschaltung zur Akkumulation und Speicherung der Vorschubgeschwindigkeitsinkremente Δ Fbei jedem Impuls eines Impulsgenerators, mit einer Vergleicherschaltung zum Vergleich des Ausgangssignals Y^AF der Akkumulatorschaltung mit dem Vorschubweginkrement AS und zur Erzeugung eines Akkumulationsbefehlssignals, wenn V^F größer als AS ist, wobei das Akkumulaiionsbefehlssignal zur Steuerung von Akkumulatorschaltungen zur Akkumaticn von AX- und 4Z-Komponenten der Vorschubweginkremente AS dient

Bei einer bekannten numerischen Steuereinrichtung dieser Art (JP-OS 47-9649) ist es aus im folgenden noch näher erläuterten Gründen erforderlich, einen Kompromiß zwischen der Vorschubgeschwindigkeit und der Genauigkeit der Vorschubsteuerung zu schließen. Bei der folgenden Betrachtung wird als Vorschub-Befehlssignal das Vorschubsignal F(mm/U) betrachtet, das die Größe der Werkzeugbewegung pro Umdrehung der

is Spindel der Werkzeugmaschine darstellt. Die Bedeutung dieses Vorschub-Befehlssignals ist anhand der F i g. 1 a deutlich zr erkennen. Diese F i g. 1 a zeigt das Verhältnis zwischen dem Vorschubsignal F(mm/U) zu den AX- und AZ-Komponenten der Vorschubweginkremente AS. Wenn diese Fig. la beispielsweise auf eine Drehmaschine bezogen wird, so bewegt sich der Längsschlitten des Werkzeughalters entlang der Z-Achse während sich der Querschnitten entlang der X-Achse bewegt. F i g. la zeigt, wie sich der Werkzeughalter gerade von einem Startpunkt So zu einem Endpunkt S_n in Abhängigkeit von einem Vorschubsignal Fbewegt, wobei ein mit der Hauptspindel gekoppelter Impulsgenerator PG verwendet wird, der zur Synchronisation des Vorschubs verwendet wird. Hierbei stellen

JO die AZ- und /dX-Komponenten Komponenten des Vorschubweginkrementes AS dar. Der Faktor N hat einen derartigen Wert, daß die größere der beiden Komponenten AX und AZ kleiner oder gleich der niedrigstbewerteten Stelle des Vorschub-Befehlssignals

η wird. In Fig. Ib ist AFein Vorschubgeschwindigkeitsinkrement und Q die Anzahl der Impulse, die der Impulsgenerals PC bei jeder Umdrehung der Hauptspindel erzeugt. In F i g. 2 ist zu Erläuierungszwecken ein Blockschaltbild der bekannten numerischen Steuereinrichtung gezeigt. Das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement /4Fwird bei jedem Impuls des Impulsgenerators PG akkumuliert. Ein Akkumulatorbefehlssignal t wird immer dann erzeugt, wenn der Wert £^Fgrößer als der Wert AS\sl, wobei J^AFdurch Akkumulation der

4" Vorschubgeschwindigkeitsinkremente AFgebildet wird. Das Akkumulatorbefehlssignal t wird zur Steuerung der Rechengeschwindigkeit des Interpolators verwendet, der die Steuersignale χ{ = ΣΔΧ)ιιηά ζ( = ΣΔΖ) für die Steuerung des Quer- bzw. Längsschlittens des Werk-

"i(i zeughalters liefert. Aus F i g. 3 sind die Änderungen der Ausgangssignale ΣΔΧ und £dZ der Vorschubsteuerung nach F i g. 2 gezeigt. Das Vorschubsignal F wird beispielsweise derart gewählt, daß das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF gleich einem Viertel des

r> Vorschubwegipkrements AS ist. t Die Z-Komponente AZund die X-Komponente AXdes Vorschubweginkrementes AS werden jeweils dann aufsummiert, wenn das Akkumulatorbefehlssignal / erzeugt wird. In F i g. 4 ist gezeigt, wie das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF aufsummiert wird, um die in Fig.3 gezeigten Ausgangssignale des Interpolators zu erhalten. Wie in der Figur gezeigt ist, werden die Vorschubgeschwindigkeitsinkremente At- (= AS/4) synchron mit den Impulsen des Impulsgenerators aufsummiert und die

·<■> daraus resultierende Summe erreicht das Vorschubweginkrement AS jeweils nach vier Additionsvorgängen, wobei dann das Akkumulatorbefehlssignal r erzeugt wird. Diese Vorschubsteuerung ist so ausgelegt, daß

eine hohe Genauigkeit bei der Positionierung erreicht wird Die Steuerschaltung ist daher nur dann geeignet, wenn die Vorschubgeschwindigkeitsinkremente A F der Werkzeughalterung klein im Vergleich zu dem Vorschubweginkrement AS sind. Dadurch ergibt sich eine Begrenzung der Größe des Vorschubbefehlssignals und wenn dieses Vorschubbefehlssignal groß wird, wird das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF, das synchron mit den Impulsen des Impulsgenerators akkumuliert wird, größer als das Vorschubweginkrement. Weiterhin ist die Rechengeschwindigkeit des Interpolators, der die Berechnung

durchführt, begrenzt Die bekannte Vorschubsteuerung kann daher große Vorschubgeschwindigkeitsinkremente Δ F nicht verarbeiten, weil dann der Wert £ bis zu einem unendlichen Wert anwächst, so daß die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschubsteuerung für eine numerische Steuereinrichtung der Eingangs genannten Art zu schaffen, bei der es möglich ist, größere Vorschubgeschwindigkeitsinkremente AF zu verarbeiten, die auf Grund des in der Programmsteuerung vorgegebenen Wertes von F bestimmt sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorschubsteuerung ermöglicht die Verarbeitung größerer Vorschubgeschwmdigkeitsinkremente ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit der Vorschubsteuerung.

Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Ausgestaltung der Erfindung wird das Auftreten von sprungartigen Bewegungsänderungen bei starken Änderungen des Vorschubbefehlssignals verhindert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Vorschubsteuerung,

F i g. 6 eine Darstellung der Änderung der Ausgangssignale des Interpolators der Vorschubsteuerung nach Fig. 5,

F i g. 7 eine schematische Darstellung der Akkumulation der Vorsohubweginkremente zur Erzielung der in F i g. 6 gezeigten Ausgangssignale des Interpolators.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Vorschubsteuerung gezeigt, die eine Schnellvorschub-Steuerschaltung sowie eine Beschleunigungs- und Verzögerungsschaltung aufweist, die beide jeweils durch eine gestrichelte Linie umgrenzt sind. Die Vorschubsteuerung weist weiterhin ein Registe.· Frig auf, in dem ein numerischer Wert für das Vorschubbefehlssignal F gespeichert wird, der über ein Gatter G\ zugeführt wird, das über ein extern zugeführtes Signal Qn aufgesteuert wird. Der Sollwert des Vorschubbefehlssignals F am Ausgangjdes Registers />.-,■ kann über ein weiteres Gatter d an seinen Eingang zurückgeführt werden, wobei dieses Gatter G\ durch das äußere Signal Qo abgeschaltet wird. Wie aus dem Vorstehenden zu erkennen ist, werden die Galter G\ und G\ entgegengesetzt zueinander durch das externe Signal Q₀ gesteuert, so daß immer eines dieser Gatter aufgesteuert ist. Ein Register ΣΔΤηκ; nimmt das Ergebnis oder das Ausgangssignal eines Rechners CAL? auf, mit dem als Eingangssignale der Inhalt des 2^7«£c-Registers sowie ein Sollwert Δ Τ zugeführt wird. Dieser Sollwert A Tbestimmt eine Beschleunigungs- und Verzögerungskurve und wird über ein Gatter G₅ zugeführt, das durch ein äußeres Signal Q\ aufsteuerbar ist. Der Rechner CAL arbeitet bei Zuführung eines Beschleunigungsbefehls ACC als Addierer während er als Subtrahierer arbeitet, wenn er einen Verzögerungsbefehl DCC empfängt Ein Vergleicher COM vergleicht den Wert

ίο des Vorschubbefehlssignals F mit dem Ausgangswert Ζ~ΔΤ des Registers Z^Treg und erzeugt einen niedrigen Ausgangspegel wenn die verglichenen Werte übereinstimmen. Inverterschaltungen N\ und Ni erzeugen einen hohen Pegel an ihren Ausgängen wenn die

Ausgangssignale des Vergleichers COM bzw. des Registers Z^T einen niedrigen Pegel aufweisen. UND-Gatter AND\ und ANEh empfangen die Ausgangssignale von den Inverterschaltungen sowie den Beschleunigungsbefehl ACCbzw. den Verzögerungsbefehl DCC, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Eine ODER-Schaltung OR] empfängt die Ausgänge der UND-Schaltungen AND\ und ANDi. In einem Addierer ADD₁ wird der numerische Ausgangswert XAF eines Registers Z^Freg zum numerischen Ausgangswert AF(= ΣΔΤ/Q) hinzuaddiert, der aus dem Register Z^Treg über ein Gatter G^ entnommen wird, das über ein Impulssignal P vom Impulsgenerator PG aufgesteuert wird, der mechanisch mit der Hauptspindel derart verbunden ist, daß Q Impulse pro Umdrehung

μ der Hauptspindel erzeugt werden.

Das Register Z^Freg speichert die Ausgangswerte des Addierers ADD\, die diesem Register über ein Gatter Gj zugeführt werden, das durch ein Akkumulatorbefehlssignal τ abgeschaltet wird, wie dies im

J5 einzelnen noch erläutert wird. Eine Subtraktionsstufe SUB subtrahiert den numerischen Ausgangswert ^AF des Register ZAFmc von einem Vorschubweginkrement M ■ AS, wie dies noch erläutert wird, um eine Differenz

⁴" E = ZAF-M-AS

abzuleiten. Die Subtraktionsstufe SUB erzeugt, wenn die Differenz E positiv oder 0 ist, das Akkumulatorbefehlssignal t, um die_Gatter Gj und Ga aufzusteuern

⁴■> während das Gatter Gj abgeschaltet wird. Die Differenz E wird in dem Register Z^Freg über das Gatter Gj gespeichert, das aufgesteuert wird, wenn das Akkumulatorbefehlssignal T diesem Gatter zugeführt wird. Ein Register Zrec speichert einen Befehls- oder Sollwert Z,

·">» der Z-Komponente der Bewegung des Werkzeuges, das von dem Startpunkt Sa zum Endpunkt S_n (Fig. 1) bewegt wird, wobei der Wert Z über ein Gatter G\ zugeführt wird, welches durch ein äußeres Signal qo aufgesteuert wird. Der Ausgang Z des Registers wird

"^' über ein Gatter G\ in das Register zurückgeführt, wobei das Gatter G\ in Abhängigkeit von dem äußeren Signal Qo abgeschaltet wird, um den Sollwert Z in diesem Register festzuhalten.

Eine Addierstufe ADD2 führt eine Addition des

•ι» Ausgangssignals £M -AZ eines Registers ZM · AZrec mit dem Produkt M-AZ aus, wobei der numerische Ausgangswert AZ aus dem Register Zrec, und das Verhältnis M aus der Schnellvorschub-Steuerschaltung ausgelesen wird, die noch näher erläutert

^h"' wird. Das Produkt M ■ AZ wird der Addierstufe ADDj von der Schnellvorschub-Steuerschaltung über ein Gatter d zugeführt, das durch das Akkumulatorbefehissignal t aufgesteuert wird. Das Register

Σ AZrec speichert den numerischen Ausgangswert des Addierers ADD₂, d. h. £Λ/ · AZ = z, welches der Befehlswert ist, der mit dem gemessenenen Wert der Z-Komponente verglichen wird, die die tatsächliche Position des Werkzeuges darstellt, und der auch an den Eingang der Addierstufe ADD₂ geliefert wird. Auf ähnliche Weise speichert das Register X_REC einen Sollwert X der -Y-Komponenten der Werkzeugbewegung von dem Startpunkt 5b bis zum Endpunkt S_n (F i g. 1). Der Sollwert X wird dem Register Xrec über ein Gatter G], das durch das externe Signal q₀ aufgesteuert wird. Der numerische Ausgangswert a des Registers wird über das Gatter Gi an das Register selbst zurückgeführt, wobei das Gatter G] durch das externe Signal <7o abschaltbar ist, so daß der Soiiwert λ'weiter gespeichert wird.

Eine Addierstufe ADD₃ addiert den Ausgang Σ Μ ■ AX eines Registers Σ^Μ · Δ Xrec zu dem Produkt M ■ AX aus dem numerischen Ausgangswert AX, der aus dem Register Xrec ausgelesen wird, und dem Verhältnis M, das noch näher beschrieben wird. Das Produkt M ■ AX wird der Addierstufe ADDz über ein Gatter C* zugeführt, das durch das Akkumulatorbefehlssignal f aufgesteuert wird. Das Register Σ M- AXrec speichert den numerischen Ausgangswert der Addierstufe ADDj, d. h. ΣΜ ■ AX = x, wobei χ ein Sollwert ist, der mit dem gemessenen Wert der X-Komponenten, die die tatsächliche Position des Werkzeughalters darstellen, verglichen werden und auch an den Eingang der Addierstufe ADDi angelegt werden soll. Ein Rechner CAL\ empfängt die numerischen Werte AZ und AX aus den entsprechenden Registern Zrec, und Xreu und errechnet aus diesen Werten ein Vorschubweginkrement AS. Der Wert AS wird mit dem Verhältnis Λί multipliziert, um das Produkt M ■ AS zu bilden. Das Produkt M ■ AS wird in die Subtraktionsstufe SUB übertragen, wo die Differenz mit dem Vorschub ^Fgebildet wird, um die Differenz

angelegt wird. Der Rechner CAL₂ addiert dann bei Empfang jedes Taktimpulses q\ den Wert AT, der die Steigerung der Beschleunigungskurve bestimmt, zu dem Inhalt des Registers Σ& Tkeg, dessen Anfangswert O ist. Das Resultat der Addition Σ^Τ wird dann in dem Vergleicher COM mit dem Vorschubbefehlssignal F verglichen. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, erzeugt der Vergleicher COM einen L-Pegel an seinem Ausgang der in dem Inverter N\ in einen

ίο Η-Pegel invertiert wird. Der H-Ausgangspegel des Inverters durchläuft das UND-Gatter AND], das den Beschleunigungsbefehl ACC erhält, und das ODER-Gatter OR], um das Gatter Gt, abzuschalten und dadurch die Addition des Wertes Δ T zu stoppen. Im

η Falie der Verzögerung arbeitel der Rechner CAL? als Subtraktionsstufe dadurch, daß der Verzögerungsbefehl DCC daran angelegt wird. Der Rechner CAL₂ subtrahiert dann den Wert A Γνοη dem Inhalt Σ& Tdes Registers £4 Trec jedesmal dann, wenn der Taktimpuls q] ankommt. Dies ist die Umkehrung zu dem Vorgang bei der Beschleunigung. Als Ergebnis der wiederholten Subtraktion wird ^zlTzu 0. was in dem Inverter N₂ in einen Η-Pegel umgesetzt wird. Der H-Ausgangspegel durchläuft das UND-Gatter AND₂, welches den

2) Verzögerungsbefehl DCCerhält, und dasODER-Gatter OR], um das Gatter Gt abzuschalten und dadurch die

Verzögerung zu stoppen. Der Quotient AF'( = -~—)

zu bilden. Die Schaltung, die dazu dient, die numerischen Befehlswerte Σ^Μ ■ ^S = ^zund Σ^Μ · ^Δχ = *abzu!eiten, wird hier als Interpolator bezeichnet. Ein Quotientenrechner RATIO CAL bildet den Quotienten aus dem Wert £4F und dem Vorschubweginkrement AS, d.h. M = ΣΔΠΔδ.

Das Verhältnis M wird dann an die entsprechenden Multiplizierer MUL], MUL2 und MUL3 übertragen und dort mit den entsprechenden Werten AS, AZ und AX multipliziert. Ferner wird das Verhältnis M in einer solcher. Weise ausgewählt, daß wenn Δ F< AS ist. M = 1 gilt, während, wenn AF > AS ist, M= £4F/4S gilt, wobei Mzur Vereinfachung eine ganze Zahl sein sollte, die durch Vernachlässigung der Dezimalstellen erhalten wird.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorschubsteuereinrichtung beschrieben. Da die in Fig. 5 dargestellte Schaltung außer der Schnellvorschub-Steuerschaltung und der automatischen Beschleunigungs- und Verzögerungsschaltung, die jeweils durch eine strichpunktierte Linie umgeben sind, der Schaltung gemäß der eingangs diskutierten JP-OS 47-9649 entspricht, wird die betriebsweise des bekannten Teils der Vorschubsteuerung nicht beschrieben.

Die automatische Beschleunigungs- und Verzögerungs-Steuerschaltung wird zuerst beschrieben. Im Falle der Beschleunigung arbeitet der Rechner CAL₂ als Addierer dadurch, daß ein Beschleunigungsbefehl ACC der Division des Inhaltes £4 Γ des Registers
durch die Zahl der Impulse Q für jede Umdrehung der Hauptspindel des Impulsgenerators PG wird von dem Register Σ^κεω abgeleitet. Der Quotient AF wird synchron mit den Impulsen des Impulsgenerators PG durch die Addierstufe ADD] an das Register 24F_REg zugeführt.

Als nächstes wird die Betriebsweise der Schnellvorschub-Steuerschaltung beschrieben. Wenn der Wert des Vorschubbefehlssignals Fklein ist, ist der Quotient AF, der von der automatischen Beschleunigungs- und Verzögerungsschaltung abgeleitet wird, kleiner als das Vorschubweginkrement AS in dem gesamten Aussteuerungsbereich des Vorschubs, d. h. in dem gesamten Bereich der Beschleunigung und Verzögerung des Vorschubs. Wie bereits erwähnt wurde, ist in diesem Fall ein Betrieb gemäß der Gleichung E = £4F— AS möglich. Wenn andererseits der Wert des Vorschubbefehissignals groß ist, wird der Quotient ^Fgrößer als AS. Der Interpolator, der nach der Gleichung E= ΣΑΡ—AS arbeitet, hat eine Grenze in der Betriebsgeschwindigkeit. Daher kann die Vorschubsteuerung diese Werte von /dFnicht verarbeiten, so daß die Differenz E ins Unendliche wächst und der erwünschte Vorschub nicht erreicht werden kann, wie bereits beschrieben wurde. In der Schaltung nach F i g. 5 wird jedoch der Inhalt £dFin dem Register ^JFsfc kurz, nachdem der Quotient AF synchron mit dem Impuls des Impulsgenerators PG dort ankommt, in dem Quotientenrechner RATIO CAL mit dem Vorschubweginkrement AS verglichen, um den Quotienten M zu bilden. In dem Quotientenrechner JL477Ö CAL entspricht der Zustand M= 1 unter der Bedingung AF < AS dem Zustand in der genannten, JP-OS 9649/1972 Andererseits befriedigt der Zustanc

M = —7_— (wobei M eine ganze Zahl sein sollte, die

durch Vernachlässigung der Dezimalstellen erhalter wird) unter der Bedingung AF > AS die Bedingung einer Schnellvorschubsteuerung. In diesem Fall wird da:

Produkt M ■ AS, welches durch Multiplikation des Vorschubweginkrementes AS mit dem Quotienten M erhalten wird, durch den Multiplizierer MUL\ erzeugt. Sodann wird das Produkt M ■ AS an die Subtraktionsstufe SUB zugeführt, wo die Subtraktion

E = Y₁AF-M-AS

durchgeführt wird. Das Resultat der Subtraktion £ wird in das Register Y₁AFrEc durch das Gatter G₅ eingegeben, welches durch das Akkumulator-Befehlssignal t unmittelbar nach der Subtraktion aufgesteuert wird. Die Differenz £wird wiederum in der Addierstufe ADD\ zu dem Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF addiert, welches durch das Gatter G-χ zugeführt wird, das synchron mit dem Impulsgenerator aufgesteuert wird. Das Resultat der Addition wird durch das Gatter Gj in das Register YAFrec eingegeben. Das Resultat der Addition ist danach der Inhalt Y₁AF des Registers YAFrec Der Inhalt £4Fwird in dem Quotientenrechner RA TIO CAL verarbeitet, um den Quotienten dieses Wertes mit dem Vorschubweginkrement AS zu bilden und ein ähnliches Verfahren wird immer wieder wiederholt In der Schnellvorschub-Steuerschaltung wird das Ausgangssignal M des Quotientenrechners RATIO CAL an die entsprechenden Multiplizierer MULa und MULz angelegt, deren entsprechende Ausgänge M ■ AZ und M ■ AX durch die Gatter Ga, die durch das Akkumulatorbefehhsignal t der Subtraktionsstufe SUB aufgesteuert werden, an die entsprechenden Addierstufen ADL\ und ADEh angelegt werden. Die Ausgänge M AZund M · 4.Yder Multiplizierer, die an die Addierstufen angelegt werden, werden darin zu den entsprechenden Augenblickswerten des Z-Registers YM ■ 4Z/?£cunddes ^-Registers YM ■ AX_REcaddiert, und die Resultate der Addition YM-AZ=Z und YM- AX= x, die an den entsprechenden Registern erscheinen, werden als Z-Achsen- und X-Achsen-Ausgangswerte des Interpolators verwendet.

F i g. 6 zeigt ein Beispiel, wie Vorschubbefehlssignal F bei einer automatischen Beschleunigung bzw. Verzögerung in einer solchen Weise geändert wird, daß das Vorschubgeschwindigkeifsinkrement AF auf das doppelte des Vorschubweginkrements AS erhöht, dann während einer bestimmten Zeit konstant gehalten und schließlich allmählich auf Null verkleinert wird. Wie aus der Figur zu ersehen ist, tritt das Akkumulatorbefehlssignal t, welches bewirkt, daß der Interpolator Ausgangssignale abgibt, bei jedem dritten Impuls des Impulsgenerators auf, und an diesem Zeitpunkt gilt die Komponente AZ für die Z-Achse und AX für die X-Achse. Danach tritt das Akkumulatorbefehissignai r bei jedem Impuls des Impulsgenerators PG auf, wodurch der Ausgang des Interpolators erhöht wird. An einem Punkt an dem dieser Ausgang erhöht wird, ändert sich die Z-Komponente des Vorschubweginkrements um 2 - AZ in Abhängigkeit von dem Beschleunigungsbefehl, während die A"-Komponente des Vorschubweginkrements sich um 2 - AX ändert

Danach erhöhen sich die Ausgänge des Interpolators mit einer konstanten Zuwchsrate. An einem bestimmten Punkt des Anstieges kehrt die Z-Komponente des Vorschubweginkrements auf AZ zurück, während die ΑΓ-Komponente des Vorschubweginkrementes auf AX zurückkehrt, wobei dies in Abhängigkeit von dem Verzögeningsbefehl DCC erfolgt Dieser Verzögerungszustand des Interpolators wird so gesteuert, daß eine Kontur zu der Endposition hergestellt wird. In diesem Beispiel wurde als Wert des Vorschubbefehlssignals Fein solcher Wert gewählt, daß das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF doppelt so groß wie das Vorschubweginkrement AS ist. Es ist jedoch zu beachten, daß auf Grund der Verwendung des Quotientenrechners in der Schnellvorschub-Steuerschaltung auch die Verwendung eines größeren Befehlswertes möglich ist, so lange das Servosystem den Steuerbefehlen folgen kann.

Aus F i g. 7 ist zu ersehen, daß YAF das Vorschubweginkrement AS an dem dritten Impuls des Impulsgenerators PG übersteigt, so daß dann das Akkumulatorbefehlssignal t erzeugt wird, wie im Zusammenhang mit Fig.6 beschrieben wurde. Zu diesem Zeitpunkt liegt der Quotient M in dem Bereich von AF < AS, so daß M = 1 gilt. Ab dem vierten Impuls tritt der Quotient M in den Bereich von AF > AS ein, so daß

Σ I F ebenfalls M = ? von der Gleichung M = —^jabgeleitet wird, da M eine ganze Zahl sein soll, die durch Vernachlässigung der Kommastellen erhalten wird. Von dem sechsten Impuls des Impulsgenerators an übersteigt YAF den Wert 2 ■ AS, und der Ausgang des Quotientenrechners ist M = 2 aufgrund der Beziehung

ν ι f M = . Danach setzt sich das Vorschubbefehlssig-

IS

nal Fbei dem Zustand M = 2, der für einen konstanten Vorschub steht, mit dem Verzögerungsbefehl in dem Bereich der Verzögerung fort, wo M= I gilt (nicht gezeigt). Obwohl in dem in der Figur gezeigten Beispiel das Maximum von Mbei 2 liegt, d. h. M = 2, ist auch ein größerer Quotient in der Praxis zugelassen, wenn das Vorschubbefehlssignal F auf einen hohen Wert eingestellt wird, so lange das Servosystem bei normalem Betrieb folgen kann.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Vorschubsteuerung verwirklicht wird, daß man die automatische Beschleunigungs- und Verzögerungsschaltung und die Schnellvorschubschaltung zu der herkömmlichen Vorschubsteuereinrichtung hinzufügt. Wenn das Vorschubbefehlssignal klein ist, gestattet daher die beschriebene Vorschubsteuerung eine hohe Genauigkeit der Positionierung. Wenn der Wert von F groß ist, ist ebenfalls eine genaue Positionierung möglich, d. h. die Vorschubsteuerung bewirkt in solch einem Fall die Beschleunigung und, wenn der Vorschub den Wert F erreicht, stoppt sie die Beschleunigung, und der Maschinenschlitten wird mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit gesteuert Wenn das Werkzeug sich der SuHsicHuiig nähert, nachdem es sich mit einem konstanten Vorschub bewegt hat, wird die Bewegung verzögert Wenn Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AFum einen genügenden Betrag kleiner als das Vorschubweginkrement AS ist, wird die Positionierung zu Ende gebracht Selbst wenn der Wert F groß ist, ist daher die Schnellvorschubsteuerung und die automatische Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung eingeschaltet Daher wird eine hohe Genauigkeit der Positionierung erreicht und gleichzeitig die Zeit für die Positionierung abgekürzt Schließlich ist noch zu beachten, daß das Blockschaltbild der Steuerschaltung nach Fig.5 auch ohne die automatische Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerschaltung gegebenenfalls als Schnellvorschub-Steuerschaltung betrieben werden kann.

Hiereu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorschubsteuerung für eine numerische Steuereinrichtung mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Vorschubweginkrements AS und eines Vorschubgeschwindigkeitsinkrements AF, mit einer Akkumulatorschaltung zur Akkumulation und Speicherung der Vorschubgeschwindigkeitsinkremente AFbei jedem Impuls eines Impulsgenerators, mit einer Vergleicherschaltung zum Vergleich des Ausgangssignals £AF der Akkumulatorschaltung mit dem Vorschubweginkrement 45und zur Erzeugung eines Akkumulationsbefehlssignals, wenn £AFgrößer als AS ist, wobei das Akkumulationsbefehlssignal zur Steuerung von Akkumulatorschaltungen zur Akkumulation von AX- und 4Z-Koraponei!ien der Yorschubweginkremente AS dient, gekennzeichnet durch eine Schnellvorschub-Steuerschaltung mit einem Quotientenrechner (RATIO CAL) zur Bildung des Quotienten M = ^AF/AS, erste, zweite und dritte Multiplizierer (MUL 1, MUL 2, MUL 3), die das Vorschubweginkrement AS, die /IZ-Komponente des Vorschubweginkrements AS bzw. die 4-Y-Komponente des Vorschubweginkrements AS mit dem Ausgangssignal M des Quotientenrechners (RATIO CAL) multiplizieren, wobei der Ausgang M ■ AZ des zweiten Multiplizierers (MUL 2) und der Ausgang M ■ AX des dritten Multiplizierers (MULi) zu den entsprechenden Registerinhalten des Z-Achsen-Steuerregisters (ΣΜ ■ AZreg) des dZ-Akkumulators bzw. des X-Achsen-Steuerregisters {£M ■ AXreg) des AX-Akkumulators in Abhängigkeit von dem Akkumulationsbefehlssignal ι am Ausgang der Vergleicherschaltung (SUB) addiert werden, der der Wert des Vorschubweginkrementes AS über den ersten Multiplizierer (MUL 1) zugeführt wird.

2. Vorschubsteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine automatische Beschleunigungsund Verzögerungsschaltung mit einem Register (XATreg), das das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF des Vorschubgeschwindigkeits-Befehlswertes Fbei jedem Taktimpuls in Abhängigkeit von einem Beschleunigungsbefehl (ACC) um einen beliebigen Betrag eines Wertes A Terhöhen und das Vorschubgeschwindigkeitsinkrement AF um einen beliebigen Betrag bei jedem Taktimpuls in Abhängigkeit von einem Verzögerungsbefehl (DCC) um einen beliebigen Betrag des Wertes A T verkleinern kann, wobei das VorschubgeschwindigkeitsinkrementzlFvondem Register £A Treg berechnet wird, so daß eine Vorschubsteuerung und eine automatische Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung möglich ist.