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Verfahren und Vorrichtung für die adaptive Korrektur der digitalen
Längenmessung für inkrementale oder quasiinkrementale Geber Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung für die adaptive Korrektur der gemessenen Verschiebung
von Gebern mit inkrementalem oder quasiinkrementalem Verhalten, z.B. Drehmelder
oder Inductosyne mit digitalem Phasenumsetzer über Impulszüge. Die Erfindung ist
besonders für die numerische Steuerung von Werkzeugmaschinen anwendbar.
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Bei der Längenmessung des beweglichen Elementes einer numerisch gesteuerten
Werkzeugmaschine unter Verwendung inkrementaler Geber treten manchmal Meßfehler
auf.
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Diese sind hervorgerufen von den Differenzen zwischen
der Länge des verwendeten inkrementalen Maßstabes und der tatsächlichen
Länge des gemessenen Bereiches. Es gibt zahlreiche Ursachen für das Auftreten dieser
Differenzen zwischen der Länge des Maßstabes und der tatsächlichen Länge Die wichtigsten
davon sind der oft ungünstige Einbau des inkrementalen Maßstabes, der jedoch manchmal
der einzig mögliche ist, auf einigen Achsen der Werkzeugmaschinen, das Vorhandensein
von konkaven (Verkürzung) oder konvexen (Verlängerung) Spannungen des inkrementalen
Maßstabes, das Vorhandensein stetiger emperaturunterschiede zwischen der Temperatur
im Bereich des inkrementalen Maßstabes und die im Meßbereich neben dem Werkstück
usw auftretende Temperatur. Besonders zu erwähnen sind das Vorhanden sein einiger
ursprünglicher Fertigungsunterschiede die sehr häufig zwischen dem inkrenientalen
MaßstJ und dem Eichmaßstab auftreten, und zwar zwar besonders dann, wenn die Länge
300 mm überschreitet.
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Für die Korrektur der Fehler, die von den obenerwähnten Ursachen hervorgerufen
sind, ist es bekannt, im Zähler des Istwertes einige Korrekturimpulse zu der gemessenen
Verschiebung einzusetzen, so daß die Impulse von einem äußeren Element erzeugt sind,
wie z.B. von einem Mikroschalter mit einem nachgeschalteten Impuls erzeuger. Zur
Gewährleistung einer guten Funktion wird ein von einem äußeren Impulserzeuger (Uhr)
synchronisierter Richtung diskriminator eingesetzt. Die von der Uhr erzeugten Impulse
steuern die Einführung der Korrekturimpulse, so daß die letztgenannten nicht mit
den durch die Verschiebung des beweglichen Elementes der Maschine erzeugten Impulsen
übereinstimmen. Dieses Verfahren weist den Nachteil
auf, daß es
eine komplizierte Automatisierung erfordert, mit erhöhten Kosten durch die Verwendung
eines Diskriminators mit komplexen Richtungen, eines Master-Slave-SpeicherS eines
Oszilators, eines Frequenzverteilers usw. Andere Nachteile des obenerwähnten Verfahrens
bestehen darin, daß noch zusätzliche Elemente auf den Achsen der Werkzeugmaschine
erforderlich sind, wobei die Regelung schwierig ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein adaptives Korrekturverfahren
für die gemessene Verschiebung für inkrementale oder quasiinkrementale Geber zu
schaffen, welches mit einfachen Mitteln höchste Genauigkeit erreicht.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Dekodierung der Wegmaße, an denen
die Korrektur durchgeführt wird, eben aus dem Wert der digital gemessenen Verschiebung
mit Hilfe einer einstellbaren Dekodiermatrix erfolgt. Falls bei diesen Wegmaßen
das MaBstabsegment zwischen dem letzten Maßstabspunkt, an dem eine Korrektur durchgeführt
wurde, und dem zugehörigen Maßstabspunkt länger als das entsprechende Eichsegment
ist, dann erfolgt die Einführung je eines Korrekturimpulses zwischen zwei nacheinanderfolgenden
Zählimpulsen, die in Gegenkoinzidenz gegenüber diesen stehen, mit einer konstanten
Verzögerung gegenüber den ersten der zwei Impulse, bei dem dieser eingeführt ist.
Zur Erhaltung der Gegenkoinzidenz erfolgt eine Synchronisierung gerade mit dem Zählimpuls,
der auch die Korrektur auslöst. Die Führung des Korrekturimpulses für die Addierung
oder Subbrahierung, die
vom verwendeten Zähler für die digitale
Längenmessung durchgeführt wird, erfolgt abhängig von der vom Zählrichtungsspeicher
gegebenen Bedingung des letzten vom Meßsystem abgegebenen Impulses. Falls das Maßstabsegment
zwischen dem letzten Maßstabspunkt, an dem eine Korrektur durchgeführt wurde, und
dem zugehörigen Maßstabspunkt kürzer als das entsprechende Eichsegment ists sieht
das Verfahren die Abschaltung der Zählung je eines vom Meßgeber zu den orrekturmeßstelIen
abgegebenen Impulses vor. Der vom Meßgeber ankommende Impuls, der nicht an der Korrektursteli
gezählt trurde, wird zur neuen Betätigung der Zalung der Impulse, die nach ihm entsprechend
derselben Zählrichtung auf dem kanal kommen als auch für die Vermeidung der Zählung
der Impulse, die gleich nach ihm auf dem Kanal entsprechend der umgekehrten Zählrichtung
ankommen, verwendet. Für die gleichzeltige Durchführung der positiven oder negativen
Fehlerkorrekturen unter Ein oder Abschaltung der vom Meßgeber ankommenden Zählimpulse
zu den dekodierten Meßstellen aus dem Wert der digital gemessenen Verschiebung wird
ein Vergleich mit einem ullimpuls durchgeführt. Der Vergleich besteht aus der Kombination
zwischen dem Nullimpuls einer Umdrehung des Gebers mit einem vom Mikroschalter abgegebenen
Signal. Der Mikroschalter ist auf der Verschiebungsachse des beweglichen Elementes
gegenüber derjenigen Stelle, die als Anfangsstelle gewählt wurde, angeordnet. Die
Korrekturkennlinie der gemessenen Verschiebung hängt - wenn nötig - von der Umgebungstemperatur
ab, die an die Steuerung einer Temperaturmeßvorrichtung zur Änderung einer Dekodiermatrix
der Korrekturstellen angepaßt ist.
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Die Vorrichtung für die Anwendung des Verfahrens der
Erfindung
verwendet für jede Stelle, an der die Korrektur eines positiven Fehlers erfolgt,
je einen Dekodierer, dessen Ausgangssignal mittels eines Verzögerungskreises und
eines Impulserzeugers an zwei Führungstore mit je drei Eingängen gelegt wird. Die
beiden anderen Eingänge sind mit einem Umschalter, der die Funktion mit der Korrektur
der Vorrichtung steuert, und mit Ausgängen einer im Meßsystem der Verschiebung verwendeten
elektronischen Weiche verbunden, so daß der am Ausgang des Dekodierers erhaltene
und im Verzögerungskreis und Impulserzeuger verarbeitete Impuls mittels eines orkreises
mit zwei Eingängen an der Schiene, an der der dekodierte Impuls angekommen ist,
zwischen dem Impuls, der die Korrektur ausgelöst hat, und dem darauf folgenden nächsten
Impuls angelegt wird. Für jede Stelle, an der eine Korrektur eines negativen Fehlers
erfolgt, wird je ein Dekodierer eingesetzt, dessen Eingänge an entsprechende Schienen
einer Dekade des Istwertzählers für das Wegmaß des beweglichen Elementes geschaltet
sind und dessen Ausgangssignal einen Verzögerungskreis durchläuft, nachdem es gleichzeitig
mittels einer Umkehrstufe an je einen Eingang von drei Torkreisen mit je drei Eingängen
und mittels eines Impulserzeugers an je einen Eingang von zwei Torkreisen mit je
zwei Eingängen angelegt wird. Die Ausgänge der.Torkreise mit je drei Eingängen werden
zusammen mit den Vorbereitungseingängen an einen bistabilen Master-Slave-Ereis jk
geschaltet und an einen zweiten Eingang eines UND-Kreises mit zwei Eingängen. Mit
dessen Hilfe werden die Impulse, die vom Ausgang der elektronischen Weiche ankommen,
die zu der Längenmeßvorrichtung gehört, an die Eingänge des Zählers angelegt, wo
die Registrierung des beweglichen Elementes erfolgt. Die Ausgänge der Torkreise
mit je zwei Eingängen
sind mit den statischen Eingängen oben bistabilen
Master-Slave-Kreises jk verbundend Die Eingang des anderen Torkreises mit je drei
Eingängen sind mit den Ausgängen der elektronischen Weiche an Masse mittels eines
Um schalters und mit den Ausgängen des bistabilen Master-Slave-Kreises jk verbunden.
Die anderen Eingänge des Torkreises mit je zwei Eingängen sind mit den Ausgängen
eines von den Ausgangssignalen der elektronischen Weiche gesteuerten bistabilen
Keise verbunden.
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Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 ein ICorrekturdiagramm des Fehlers bei der Längenmessung mit einem inkrementalen
Maßstab der länger als der Eichmaßstab ist, wobei der Anfangspunkt an einem Ende
des Maßstabes liegt Fig. 2 ein Korrekturdiagramm des Fehlers bei der Längenmessung
mit einem inkrementalen Maßstab, der länger als der Eichmaßstab ist, wobei der Anfangspunkt
in der Mitte oder an einer anderen beliebigen Stelle des Maßstabes liegt Fig. 3
ein Korrekturdiagramm des Fehlers bei der Längenmessung mit einem inkrementalen
Maßstab, der kürzer als der Eichmaßstab ist, wobei der Anfangspunkt an einem Ende
des Maßstabes liegt.
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Fig. 4 ein Korrekturdiagramm des Fehlers bei der Längenmessung mit
einem inkrementalen Maßstab, der kürzer als der Eichmaßstab ist, wobei der Anfangspunkt
in der Mitte oder an einer anderen beliebigen Stelle des Maßstabes liegt.
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Fig. 5 ein Korrekturdiagramm des Fehlers bei der Längenmessung mit
einem inkrementalen Maßstab, wobei der Anfangspunkt an einem Ende des Maßstabes
liegt, der längere bzw. kürzere Bereiche als die entsprechenden Bereiche eines Eichmaßstabes
aufweist.
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Fig. 6 ein Blockschaltbild der Korrekturvorrichtung.
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Fig. 7 die Schaltung eines Teiles der Vorrichtung der für das Erreichen
eines festen einzigen Anfangspunktes des Meßgebers ausgelegt ist.
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Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Teiles der Vorrichtung, der für die
Anpassung der korrektur in Abhängig keit von der Temperat ausgelegt ist.
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Aus dem dargestellten Diagramm der Fig. 1 ergibt sich, daß, falls
ein inkrementaler Maßstab länger als ein Eichmaßstab ist, der Fehlern, der bei der
Längenmessung des beweglichen Elementes auftritt, positives und steigendes Verhalten
aufweist, und zwar: # = linker - let > 0 da linkr > let wobei linker die Länge
des auf dem Gestell der Werkseugmaschine eingebauten inkrementalen Maßstabes, let
die Länge eines ideellen Maßstabes (ohne Fehler) und E der absolute Fehler ist,
der bei der Längenmessung des beweglichen Elementes auftritt.
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In ähnlicher Weise ergibt sich aus dem Diagramm der
Fig.
3 und dem Verhältnis t linkr let < (), da in diesem Fall: 1inkr 1et daß, falls
der inkrementale Maßstab kürzer als der Eichmaßstab ist, der Fehler, der bei Längenmessung
des beweglichen Elementes auftritt, einen negativen und steigenden Verlauf, als
absoluten Wert ausgedrückt, aufweist.
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In der Wirklichkeit weist die Kennlinie, die den absoluten Wert abhängig
von der gemessenen Länge mit einem inkrementalen Maßstab darstellt, der länger oder
kurzer als der Eichmaßstab ist, im allgemeinen den Verlauf einer welligen Kennlinie
auf. Diese wellige Kennlinie kann ohne Gefahr einer geraden Linie angenähert werden.
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Die Tatsache, daß der inkrementale Maßstab länger oder kürzer als
ein ideeller Eichmaßstab ist, erklärt sich dadurch, daß bei der Durchführung einer
Längenmessung des beweglichen Elementes auf einem gegebenen Abstand die Anzahl der
vom Meßgeber erzeugten Impulse kleiner oder größer als die Anzahl der Impulse ist,
die bei der Verwendung eines ideellen Eichmaßstabes erzeugt würden.
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Aus diesem Grund müssen, um die Korrektur der gemessenen Längenmessung
durchführen zu können, in das Zähl- oder Rechenwerk des laufenden Wegmaßes eine
Anzahl von entsprechenden Fehlerimpulsen eingeführt oder vermieden werden. Wenn
z.B. bei der Eichung ein Fehler von 0,01 mm festgestellt wird und der verwendete
Maßstab kürzer als der ideelle Maßstab ist, dann muß die Einführung von zwei Impulsen
je abgelaufenen Zentimeter vermieden werden. Die
Zeitpunkte, zu
denen die Einführung oder das Vermeiden der Einführung je eines Impulses erfolgen
soll, wird nach der Kennlinie des absoluten Wertes des auf der Werkzeugmaschine
eingebauten inkrementalen Maßstabes gewahlt, so daß das Einführen oder das Vermeiden
des Einführens nach der Längenmessung erfolgen muß, wenn der absolute Fehler gleich
mit dem Arbeitsinkrement des Meßgebers ist. Wenn z.B. der Maßstab ein Arbeitsinkrement
des Meßgebers von 0,01 mm aufweist, dann erfolgt die Einführung oder das Vermeiden
der Einführung je eines Impulses nach jeder Längenmessung, wenn der Fehler 0,01
mm beträgt.
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Das Korrektur-Blockschaltbild und die Meßvorrichtung der Erfindung
ist in der Fig. 6 dargestellt.
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Ein Meßgeber 1 liest die Licht- und Dunkelbereiche (es ist der Fall
eines Licht-Lesegebers) oder Weiß-und Schwarzbereiche (der Fall eines Reflexionslesegebers).
Dieses sind Bereiche, die sich auf einem inkrementalen Maßstab 2, der auf dem Gestell
der Werkzeugmaschine eingebaut ist, befinden. Das vom Geber erzeugte Signal ist
ein rechteckiger ImpuLszug, der in dem im Geber befindlichen Erzeuger erzeugt wird.
Dieses Signal durchläuft einen Richtungsdiskriminator 3, der die Eingangsimpulse,
deren Länge von der Verschiebungsgeschwindigkeit des beweglichen Elementes abhängig
ist, in Impulse mit geeichter Länge, die synchron mit den Flanken der Eingangsimpulse
sind, umformt und über einen der zwei Eingänge, abhängig von der Verschiebungsric
tung des beweglichen Elementes, überträgt. Die Ausgangsimpulse
des
Richtungsdiskriminators durchlaufen eine sogenannte elektronische Weiche 4, die
zur Gewahrleistung einer richtigen Zählung bei Nulldurchgang dient. Am Ausgang der
elektronischen Weiche 4 werden Nullimpulse mit einer geeichten Länge erhalten. Diese
Impulse werden abhängig von der Zählrichtung von einem der zwei Eingänge geliefert.
Diese Impulse werden für jede Zählrichtung mittels je zweier NAND-Ereise mit zwei
Eingängen P2 2 bzw. P3, P4 an den Eingang eines Zählers N mit mehreren Dekaden,
entsprechend der maximalen Verschiebung des beweglichen Elementes, angelegt.
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Die Zahlen, die die Wegmaße, an denen die Korrektur durchgeführt wird,
darstellen, werden mit einem Dekodierer D dekodiert. Die zugehörigen Wegmaße werden,
wie oben angeführt, nach Erstellung der Fehlerkennlinie des auf der Werkzeugmaschine
eingebauten inkrementalen Maßstabes durchgeführt. Die Bestimmung der Wegmaße, an
denen die Korrekturen durchgeführt werden sollen, erfolgt wie oben angeführt unter
der Annahme, daß, wenn ein Fehler gleich dem Arbeitsinkrement des Meßgebers erreicht
wurde, ein Impuls eingeführt oder ausgelassen werden muß.
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Der Dekodierer besteht für jedes dekodierte Korrektur-Wegmaß aus einem
WAND-Kreis mit mehreren Eingängen, die an den entsprechenden Schienen mit Potenzen
von Zwei einer Dekade eingeschaltet sind, die die Zahl des Wegmaßes, an dem die
Korrektur durchgeführt wurde, darstellt. Diese Kreise sind in der Fig. 6 mit P5,
P6...P9 für die Stellen, an denen eine positive Korrektur durchgeführt werden soll,
d.h. wo ein zusätzliches Impuls im Zähler N eingeführt werden muß, und mit P10,
P11...P14
für die Stellen bezeichnet, an denen eine negative Korrektur
durchgeführt werden soll, d.h. die Einführung eines Impulses in den Zahler N nicht
erfolgen darf.
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In Folgendem wird zuerst derjenige Teil des Blockschaltbildes, der
die positive Korrektur, und dann derjenige Teil des Blockschaltbildes, der die negative
Korrektur der gemessenen Verschiebung gewährleistet, beschrieben.
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Die Ausgänge der NAND-Kreise P5...P9 sind an de einen Eingang eines
anderen NAND-Kreises P15 geschaltet, der mit einer Anzahl von Eingängen entsprechend
der maximalen Anzahl von Stellen, an denen die Korrektur durchgeführt wird, versehen
ist. Der Ausgang des NAND-Kreises P15 ist mit einem der zwei Eingänge eines NAND-Kreises
P16 verbunden, dessen zweiter Eingang an eine Schiene geschaltet ist, die ein Signal
erhält, wenn alle unter gelagerten Dekaden Null aufweisen. Der Impuls aus dem Ausgang
des NAND-Kreises P16 durchläuft zwei von einem NAND-Kreis P17 getrennte Verzögerungskreise
R1O1 und R2C2. Das Ausgangssignal des zweiten Verzogerungskreises R2C2 durchläuft
zwei Umkehrstufen P18 und P19, die NAND-Kreise mit zwei parallel geschalteten Eingängen
verwenden, nachdem es einem Impulserzeuger angelegt wurde, der aus zwei Umkehrstufen
P20 und P21 besteht, die in Kaskaden mittels eines Verzögerungskreises RDC3 geschaltet
sind. Die Kreise F 7 und P1 dienen zur Wiederherstellung der Flanken, während der
Kreis P19 die richtige Polarität gewährleistet. Am Ausgang des Impulserzeugers
P20R3C3P21
wird ein Impuls kleiner Länge (gleich der Länge derEingangsimpulse des Zählers z.B.
200 nS) und negativer Polarität erhalten, der dann in einer Umkehrstufe P22, die
ebenfalls aus einem NAND-Kreis mit zwei parallelgeschalteten Eingängen besteht,
umgekehrt wird.
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Der mit CT bezeichnete Verzögerungskreis, der die mit R101,P17,R2O2P18,P19
bezeichneten Kreise sowie auch die mit FI bezeichnete Impulserzeugungseinheit, die
aus den Kreisen P20 ,R3C3P21 ,P22 besteht, enthält, dient zur Erzeugung von Impulsen
mit einer Länge und Amplitude, die gleich denjenigen Impulsen ist, die am Zähler
angelegt sind, die jedoch mit einer so gewählten Zeitspanne verzögert sind, die
ihre Einführung zwischen zwei nacheinanderfolgenden Impulsen am Eingang des Zählers
N mit höchster ArbeitsSrequenz und ihre Zählung mit dem Zähler gewährleistet. Ein
solcher Impuls wird an je einen Eingang von zwei Torkreisen P23 und P24 mit je drei
Eingängen angelegt, die ebenfalls NAND-Kreise verwenden.
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Die anderen Eingänge der Torkreise P23 und P24 sind an den Ausgang
eines bistabilen Kreises der zwei NAND-Kreise mit je zwei Eingängen P25 und P26
angeschlossen und an Masse mittels eines Umschalters K1 anlegbar, der sich nur dann
öffnet, wenn die Verschiebungsmessung des beweglichen Elementes mit Korrektur erfolgt.
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Die Ausgänge der Torkreise P23 und P24 sind an einem zweiten Eingang
der Torkreise P1 und P2 geschaltet. Die Eingänge des bistabilen Kreises P25 und
P26 sind an den Ausgang der elektronischen Weiche 4 angeschlossen.
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Die Ausgänge der NAND-Kreise P10...P14 sind einzeln an je einen Eingang
des NAND-Kreises P27 geschaltet, der mit einer Anzahl von Eingängen entsprechend
der maximalen Anzahl der Stellen, an denen die negative Korrektur durchgeführt wird,
versehen ist. Der Ausgang des NAND-Kreises P27 ist an einen der zwei Eingänge eines
anderen NAND-Kreises P28 angeschlossen, dessen zweiter Eingang an einer Schiene
doe das Signal erhält, wenn alle untergeordneten Dekaden Null aufweisen. Das Signal
am Ausgang des WAND-Kreises P28 durchläuft einen Verzögerungskreis R4C4, nachdem
es gleichzeitig an einer Umkehrstufe P29 und an einem Impulserzeuger BI2 angelegt
wurde. Das Signal am Ausgang der Umkehrstufe P29 wird an einem der Eingänge der
drei NAND-2orkreise mit je drei Eingängen P30,P31,P32 angelegt. Bei dem Torkreis
P30 sind die anderen zwei Eingänge an die Ausgänge der elektronischen Weiche 4 geschaltet.
Bei den Torkreisen P31 und P32 sind die anderen Eingänge an die Ausgänge eines bistabilen
Kreises Master-Slave jk CB und an Masse mittels des Umschalters K1, der bei der
Verschiebungsmessung des beweglichen Elementes mit Korrektur öffnet, eingeschaltet.
Der Ausgang des Torkreises P30 ist an den dynamischen Eingang zusammen mit den Vorbereitungseingängen
des bistabilen Kreises jk OB angeschlossen. Die Ausgänge der Torkreise P31 und P32
sind an einen zweiten Eingang der Torkreise P3 und P4 geschaltet. Die statischen
Eingänge des bistabilen Kreises jk CB sind an die Ausgänge von zwei Torkreisen mit
je zwei Eingängen P33 und P34 angeschlossen. Die Eingänge der Torkreise P33 und
P34 sind an den Ausgang des Impulserzeugers SI2 und an die Ausgänge des bistabilen
Kreises, der aus zwei NAND-Kreisen P25 und P26 besteht1 angeschlossen.
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Die Arbeitsweise desjenigen Vorrichtungsteiles, der die positive Korrektur
durch Einführung von Impulsen im Falle eines längeren Maßstabes als des Eichmaßstabes
gewährleistet, wird im Folgenden beschrieben: Während der Verschiebung des beweglichen
Elementes werden Null-Impulse mit geeichter Länge an einem der Ausgänge der elektronischen
Weiche 4 in Abhängigkeit von der Verschiebungsrichtung des beweglichen Elementes
erhalten. Wenn sich z.B. das bewegliche Element in der direkten Richtung bewegt,
werden die Impulse von dem ersten Ausgang der elektronischen Weiche - mit m in Fig.
3 bezeichnet - geliefert. Der Zustand des bistabilen Kreises P25,P26 ist von den
Null-Impulsen am Ausgang der elektronischen Weiche 4 bestimmt. Dieser ist abhängig
vom Ausgang, der diese Impulse liefert. Wenn z.B. die Impulse vom Ausgang m geliefert
sind, wird der bistabile Kreis P25,P26 zum Signal am Ausgang P25 gekippt. Wenn der
Umschalter K1 geöffnet wird, dann wird der vom Impulsgenerator erzeugte Impuls FI1
bei Erreichung des Maßes einer Korrekturstelle wieder als Impuls am Ausgang des
Torkreises P24 erhalten, dessen einer Eingang an den Ausgang von P26 geschaltet
ist.
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Dieser Impuls wird an den zweiten Eingang des Torkreises Pl angelegt,
der ein NAND-Kreis ist, so daß er die logische Funktion ODER für die O-Signale ausführt.
Am Ausgang ergibt sich also ein Impuls gleicher Länge und praktisch synchron mit
de§zweiten Eingang des Torkreises Pl angelegten Impuls. Dieser Impuls wird nach
seiner Umkehrung im NAND-Kreis P3 vom Zähler N gezählt, wodurch die Korrektur durchgeführt
wird.
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Die Arbeitsweise des Vorrichtungsteiles, der die negative Korrektur
(durch die Vermeidung der Einführung einer Anzahl von Impulsen entsprechend dem
Fehler im Zähler N - dies ist der Fall eines inkrementalen Maßstabes, der kürzer
als der Eichmaßstab ist) gewährleistet, ist ähnlich dem Teil, der die positive Korrektur
bis an den Ausgang des Impulserzeugers FI gewährleistet. Wenn der Umschalter K1
geöffnet wird, so ruftr vom Impulsgenerator FI erzeugte Impuls bei Erreichen des
beweglichen Elementes des Wegmaßes einer Korrekturstelle einen Impuls hervor, der
in der Übergangszeit O-L des Signals am Eingang des Impulægenerators erzeugt ist.
Dieser Impuls veranlaßt das Auftreten eines Signals am Ausgang des Torkreises P34,
da beide Eingänge ein Signal L aufweisen. Das O-Signal, das am Ausgang des Torkreises
P34 am statischen Eingang k des bistabilen jk CB-Kreises angelegt ist, ruft das
Kippen desselben hervor, unabhängig von seinem vorherigen Zustand, so daß am Ausgang
j das Signal L und am Ausgang k das Signal 0 erscheint. Das Signal L am Ausgang
j des CB-Kreises, das an einem der Eingänge des Kreises P31 angelegt wird, ruft
das Auftreten eines Signals am Ausgang desselben hervor, das den Torkreis P3 unter
Vermeidung der Zahlung des folgenden Impulses vom Zähler N sperrt, wobei die Korrektur
durchgeführt werden kann. Gleichzeitig wird dieses letzte Signal an den einen der
Eingänge des NAND-Kreises P30 angelegt, wobei das AuStreten eines Signals L am Ausgang
hervorgerufen wird. Dieses Signal ruft das Kippen des Kreises während des O-Signals
am Ausgang j und während des L-Signals am Ausgang k hervor, da es am dynamischen
Eingang des bistabilen Kreises angelegt wurde. So wird der Torkreis P3 wieder geöffnet,
wobei die Zählung des
nächsten Impulses vom Zähler gewährleistet
wird.
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Es ist also zu ersehen, daß das dekodierte Signal den Torkreis P3
schließt und der nächstfolgende Impuls, der nicht gezählt wurde, seine Wiederöffnung
hervorruft. Es ist noch zu erwähnen, daß eine unrichtige Funktionierung der Vorrichtung
nicht möglich ist, wenn das bewegliche Element die Verschiebungsrichtung an der
Korrekturstelle oder in seiner Nähe ändert.
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Falls der Geber kein drehbarer, sondern ein linearer Geber ist, liefert
der letztgenannte je einen O-Impuls bei jeder Drehung. Für die Erreichung eines
festen Anfangspunktes.des Gebers ist die Vorrichtung mit einem NAND-Kreis mit zwei
Eingängen P35 versehen. An dessen Eingängen wird das O-Signal des Drehgebers und
ein Mikroschaltersignal angelegt. Dieses Signal wird von einem Mikroschalter Km
geliefert, der auf einem festen Teil der Werkzeugmaschine befindlich ist und von
einem am beweglichen Element angebauten Nocken angetrieben wird.
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Die oben beschriebene Anordnung ist absolut notwendig, um eine fehlerlose
Korrektur durchführen zu können, da sie den festen und einzigen Anfangspunkt des
Gebers feststellt, was die Eichung und Eintragung der Fehlerkennlinie möglich macht.
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Um eine adaptive Korrektur abhängig von der Umgebungstemperatur zu
ermöglichen, wird eine Temperaturmeßvorrichtung Tm, die ein Kontaktthermometer,
eine Bimetalleinheit usw. sein kann, verwendet.
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In Fig. 8 wurden nur einige Kontakte dieser Vorrichtung, die mit K2,K3,K4
bezeichnet sind, dargestellt. Diese Kontakte können vorgesehen werden, um bei Erreichen
der voreingestellten Temperatur zu schließen oder zu öffnen. Durch Schließen eines
Kontaktes werden ein oder mehrere Torkreise mit zwei Eingängen vorbereitet, deren
zweite Eingänge über je einen Umkehrkreis an den Ausgang je eines den Korrekturstellen
entsprechenden Torkreises eingeschaltet sind. Die Torkreise mit zwei Eingängen wurden
mit P36...P40 und die Umkehrkreise mit P4100.P45 bezeichnet. So wird an der Korrekturstelle
ein Impuls eingeführt oder ausgelassen nur dann, wenn die Umgebungstemperatur zwischen
bestimmten Grenzen liegt. Selbstverständlich ist es, daß, falls die adaptive Korrektur
eingesetzt wird, vorher mehrere Fehlerkennlinien bei verschiedenen Temperaturen
eingetragen werden müssen, um die Korrekturstellen bei jeder Temperatur feststellen
zu können.
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Das Verfahren und die Vorrichtung der adaptiven Korrektur der Längenmessung
für inkrementale oder quasiinkrementale Geber nach der Erfindung, weisen folgende
Vorteile auf: - Die Erhaltung einer erhöhten Verarbeitungsgenatigkeit der Werkstücke
ist gewährleistet, - die Verwendung von inkrementalen Maßstäben größter Genauigkeit,
die kostbar und teuer sind, ist vermieden, - die Möglichkeit der Verwendung und
Kompensierung der Drehgeber mit oder ohne Ritzel, die viel billiger als die linearen
Geber sind, ist gegeben,
- eine große Zuverlässigkeit ist dank
der Einfachheit der Montage und der Vermeidung von Steuerungen über galvanische
Kontakte gesichert, - eine einfachere Montage und Regelung gegenüber anderen bekannten
Vorrichtungen ist gewährleistet.