DE2545664A1

DE2545664A1 - Impulsverteilungsverfahren fuer eine numerisch gesteuerte maschine

Info

Publication number: DE2545664A1
Application number: DE19752545664
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Hashimoto; Shinichi Isobe
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1974-10-12
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1976-05-20
Also published as: JPS5144780A; JPS5621162B2; DE2545664C3; DE2545664B2; US4042812A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestra8e 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Fujitsu Fanuc Limited 75/8729

3-5-1, Asahigaoka, Hino-shi
Tokyo, Japan

Impulsverteilungsverfahren für eine numerisch gesteuerte Maschine

Die Erfindung betrifft ein Impulsverteilungsverfahren für eine numerisch gesteuerte Maschine, die eine erste und eine zweite Steuerachse aufweist, deren Auflösungen voneinander verschieden sind, bei welchem ein Impuls zu der ersten oder zweiten Steuerachse gesendet wird, und zwar in Abhängigkeit davon, ob ein Verteilungspunkt der Impulsverteilungsoperation oberhalb oder unterhalb eines zu folgenden Ortes liegt, so daß der Verteilungspunkt zu einem neuen Punkt verschoben wird, und bei welchem dann in Abhängigkeit davon, ob der neue Verteilungspunkt oberhalb oder unterhalb des Ortes liegt, bestimmt wird, ob ein Impuls an die erste oder die zweite Steuerachse geliefert worden ist·

München: Kramer · Dr. Weser •Brwd-WiAsbfccenMIWnMcrf- Dr. Bergen - Zwirner

Bei einer herkömmlichen numerischen Steuervorrichtung zum kontinuierlichen Steuern einer Werkzeugmaschine mit mehreren Steuerachsen haben die Auflösungen einer jeden Steuerächse, d.h. die durch einen Impuls verursachten Beträge der Bewegung des beweglichen Teils in jeder axialen Richtung, denselben Wert. Wenn beispielsweise das Fassen einer Werkzeugmaschine gesteuert wird, wird die Auflösung, d.h., der Bewegungsbetrag pro Steuerimpuls, für beide Steuerachsen zu 0,01 mm gewählt.

Bei manchen Werkzeugmaschinen, z.B. einer Drehbank, ist es vorzuziehen, für zwei Steuerachsen verschiedene Auflösungen vorzusehen. Das heißt, zum Zweck der Verwirklichung einer sehr schnellen Oberflächenbearbeitung mit hoher Präzision ist für die Auflösung für diejenige Steuerachse, welche das Schneidwerkzeug in radialer Richtung führt, eine hohe Genauigkeit erforderlich, beispielsweise 0,005 mm/Impuls, und für die Auflösung für diejenige Steuerachse, welche eine Längsbewegung des Schneidwerkzeugs bewirkt, ist ein größerer Wert erforderlich, beispielsweise 0,01 mm/Impuls.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren verfügbar zu machen zur Verteilung von Steuerimpulsen, die der Werkzeugmaschine mit verschiedenen Auflösungen bezüglich zweier Steuerachsen zugeführt werden, und die numerische Steuerung der Vorrichtung zu vereinfachen.

609821/0628 ~³"

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Impulsverteilungsverfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Steuerdaten für die zweite Steuerachse umgewandelt werden in einen Wert entsprechend der Auflösung für die erste Steuerachse, die eine kleinere Auflösung als die zweite Achse hat, daß der Verteilungspunkt in der Richtung der ersten Steuerachse um einen Wert entsprechend der kleineren Auflösung verschoben wird, wenn der ersten Steuerachse ein Impuls zugeführt worden ist, und daß der Verteilungspunkt in der Richtung der zweiten Steuerachse verschoben wird, wenn der zweiten Steuerachse ein Impuls zugeführt worden ist, und zwar entsprechend einer Auflösung, die ein Vielfaches der kleineren Auflösung ist, wobei das Vielfache dem Verhältnis der Auflösung der ersten Achse zur Auflösung der zweiten Achse entspricht.

Die Erfindung und deren Vorteile werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung, welche eine Beziehung zwischen den Auflösungen zeigt, d.h., welche die Längsbewegung des Schneidwerkzeuges und die Querbewegung des Schneidwerkzeugs bezüglich eines Werkstücks zeigt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, die zur Verwirklichung einer herkömmlichen Impulsverteilungsmethode ver-

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wendet wird;

Fig. 3 ein Diagramm, das einen Startpunkt und einen Endpunkt und zwischen diesen einen Ort der Impulsverteilungsmethode gemäß Fig. 2 zeigt;

Fig. k ein Diagramm, das ein Prinzip einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Impulsverteilungsverfahrens zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Verwirklichung des in Fig. k gezeigten Verfahrens;

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung eines Prinzips eines herkömmlichen Impulsverteilungsverfahrens;

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung eines Prinzips einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Impulsverteilungsverfahrens;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Verwirklichung des in Fig. 7 gezeigten Verfahrens;

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, mit welcher sich das in Fig. 1+ gezeigte Verfahren durchführen läßt; und

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, mit welcher sich das in denFig. k und 7 dargestellte Verfahren durchführen läßt,

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Es wird zunächst Fig, Ί "betrachtet. Eine Werkzeugmaschine führt die Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks 2 durch, injdem ein Schneidwerkzeug 1 in den Pfeilrichtungen geführt und das Werkstück 2 gedreht wird, so daß schließlich eine gewünschte Form 3 erhalten wird. Für ein hochgenaues Schneiden ist es nun erforderlich, daß der Vorschubbetrag des Schneidwerkzeugs pro Impuls in einer radialen Richtung (X-Achsenrichtung) kleiner als der Vorschubbetrag des Schneidwerkzeugs pro Impuls in horizontaler Richtung (Y-Achsenrichtung) ist. Wenn der Schneidvorgang mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden soll, sollte die horizontale Vorschubgeschwindigkeit andererseits erhöht werden. Wenn der Vorschubbetrag des Schneidwerkzeugs in radialer Richtung ein kleiner Wert ist, beispielsweise 0,0005 mm/Impuls, beträgt der Vorschubbetrag des Schneidwerkzeugs in axialer Richtung deshalb beispielsweise 0,01 mm/Impuls.

Um dem zuvor erwähnten Erfordernis zu genügen, ist hier^ zuvor folgendes Impulsverteilungsverfahren zur numerischen Steuerung der Werkzeugmaschine vorgeschlagen worden. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zur Durchführung des zuvor erwähnten Impulsverteilungsverfahrens. In Fig. 2 ist if ein Bandleser, 5 ein Datenwandler für die Eingangsdaten, 6 ein Register zum Speichern der numerischen Werte der Eingangsdaten, 7 eine Impulsverteilungsschaltung, 8 ein Ausgangsimpulszahlteiler, 9 eine Y-Achsen-Servotreiberschaltung, 10 eine X-Achsen-

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ORIGINAL INSPECTED

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Servotreiberschaltung, 11 eine Y-Achsen-Servoeinrichtung, 12 eine X-Achsen-Servoeinrichtung, 13 die Werkzeugmaschine und TX, TY sind Ausgangsanschlüsse der Impulsverteilungsschaltung 7·

In dem in Fig. 2 gezeigten Blockdiagramm vervielfacht die Datenwandlerschaltung 5 die vom Lochstreifen im Bandleser k abgenommenen Daten mit einem konstanten Verhältnis und sendet die vervielfachten numerischen Daten zum Register 6. Die Impulsverteilungsschaltung 7 erzeugt an den Anschlüssen TX und TY die gewünschten Verteilungsimpulse, die entsprechend den numerischen Daten im numerischen Register 6 verteilt werden. Der Ausgangsimpulszahlteiler 8 teilt die Anzahl der Ausgangsimpulse, die am Ausgangsanschluß TY erscheinen, durch ein Verhältnis, bei welchem es sich um das Verhältnis von X-Auflösung zu Y-Auflösung handelt, und sendet die herabgeteilten Impulse zur Y-Achsen-Servotreiberschaltung 9.

Als nächstes wird die Zirkularinterpolation erläutert, bei welcher die Impulse entlang eimsm Kreisprofilverteilt sind (RLg. 3)· Die numerischen Daten, die vom Bandleser 1 aus dem Lochstreifen ausgelesen werden, sind die Startpunktdaten (Xs = 10,00 mm, Ys = 0) und die Endpunktdaten (Xe = 0, Ye s 10,00 mm). Diese Daten werden im numerischen Register 6 entsprechend den Auflösungen der beiden Achsen gespeichert. Wenn die Auflösung der X-Achse gleich der Auflösung Y-Achse ist,

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"7- 7 b 4 b 6 6 4

beispielsweise 0,01 mm/Impuls, werden die Eingangsdaten im numerischen Register 6 gespeichert und die Impulsverteilungsschaltung 7 sendet Impulse, die auf den gespeicherten numerischen Werten beruhen, zu der X- und der Y-Achsen-Servotreiberschaltung 10 bzw· 9· Dieses Merkmal ist in Tabelle I unter A dargestellt.

Wenn die beiden Auflösungen nicht gleich sind, wenn beispielsweise die Auflösung der X-Achse 0,005 mm/Impuls und die Auflösung der Y-Achse 0,01 mm/Impuls beträgt, wandelt der Datenwandler 5 die Eingangsdaten in die auf der kleineren Auflösung beruhende Anzahl von Impulsen um, und das Register 6 speichert diese umgewandelten Werte. Als nächstes wird die Impulsverteilung in der Impulsverteilungsschaltung 7 unter Verwendung des Inhalts des numerischen Registers 6 durchgeführt. Die in der Y-Achsenrichtung erzeugten Impulse werden mit Hilfe der Impulszahlteilerschaltung 8 herabgeteilt und zur Servotreiberschaltung 9 gesendet. In diesem Beispiel handelt es sich bei der Impulszahlteilerschaltung 8 um eine sog. Halbfrequenzteilerschaltung, welche die Anzahl der Eingangsimpulse halbiert, Dieses Merkmal ist in Tabelle J. unter B dargestellt.

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ORIGINAL INSPECTED

Tabelle I

A.

Die Auflösung der X-Achse ist gleich derjenigen der Y-Achse

B.

Die Auflösung der X-Achse ist nicht gleich derjenigen der Y-Achse

X-Achse

Y-Achse

X-Achse

Eingangsdaten
(Numerischer Wert)

Eingangsdaten-Wandlerschaltung
(Numerischer Wert)

1000

mal 2

Y-Achse

1000

mal 2

Numerisches Register (Numerischer V/ert)	1000	1000	2000	2000
Impulsverteileraus gang (Impulszahl)	1000	1000	2000	2000
Impulszahlteiler (Funktion)			mal 1/1	mal 1/2
Impulsausgang (Impulszahl)	1000	1000	2000	1000
Verschiebung (mm)	1000	1000	1000	1000

Wenn die Werkzeugmaschine entsprechend dem zuvor erwähnten Verfahren gesteuert wird, kann die Schneidgeschwindigkeit mit mancherlei vorteilhaften Wirkungen erhöht werden, ohne daß die

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ORIGINAL INSPECTED

-9- 2 b 4 b 6 B 4

Oberflächenbearbeitungsgenauigkeit sich verringert. Bei der Vorrichtung zur Durchführung des erwähnten Verfahrens müssen jedoch die Eingangsdatenwandlerschaltung 5 und die Ausgangsimpulszahl teilerschal tung 8 verwendet werden, sodaß die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung sehr kompliziert wird. Außerdem ist eine große Anzahl von Impulsen erforderlich und die Berechnungsgeschwindigkeit kann nicht erhöht werden.

Gemäß vorliegender Erfindung ist das Problem des Unterschiedes zwischen der X-Achsen-Auflösung und der Y-Achsen-Auflösung dadurch gelöst, daß eine Unterscheidungsgleichung bei der Impulsverteilungsoperation, die in der US-Patentschrift 3 416 056 angegeben ist, modifiziert wird, so daß die in Fig. 2 gezeigte Ausgangsimpulszahlteilerschaltung 8 weggelassen werden kann. Ferner kann auch der in Fig· 2 gezeigte Eingangsdatenwandler 2 weggelassen werden, da die Unterscheidungsgleichung auf dem Gewicht der Eingangsdaten basierend modifiziert ist. Zusätzlich wird die Geschwindigkeit der Impulsverteilung erhöht, da die Anzahl der zu Verteiltenden Impulse verringert werden kann.

Als nächstes folgt eine Erläuterung betreffend das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es wird angenommen, daß das Verhältnis von X-Achsenauflösung zu Y-Achsenauflösung 1:2 ist. In diesem Fall wird das Gewicht das numerischen X-Achsen-Wertes im Register der Impulsverteilungsschaltung als Bezugs-

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- 10 -

ORIGINAL INSPECTED

-¹⁰- 2b4b664

größe genommen»
(A)lineare Interpolation

Wenn der Endpunkt Pe als (Xe, Ye) und der gegenwärtige Punkt P als (x., y.) dargestellt ist, lautet die Unterscheidungsgleichung zur algebraischen Berechnung dafür, ob der gegenwärtige Punkt in einem oberen Teil (Zone I; Fig. k) oder einem unteren Teil (Zone II) liegt, folgendermaßen:

Für H.. 4 0 liegt der Verteilungspunkt P (X₁, y.) in der Zone I und es wird folgende algebraische Operation durchgeführt:

² = ^yj+1 ^{(mit y}o = ⁰⁾

^2Xe t"¹* ^Hoo = ⁰⁾

Und wenn y.^y ist, wird ein Impuls an die Y-Achse ausgesendet.

Wenn H. .>" 0 ist, d.h., wenn der Verteilungspunkt P (x., y. ) in der Zone II liegt, die unterhalb der geraden Linie ^₃ - Pg liegt, wird folgende Berechnung durchgeführt:

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ORiGfNAL INSPECTED

1 = x_i+1 (mit X₀ = O)

Und wenn x. H=X- ist, wird ein Impuls zur X-Achse ausgesendet,

i β

Wenn x. den Wert X , und y., den Wert Y erreicht, ist die Impulsverteilung beendet. Wenn H. ., "0" oder positiv ist, wird die Berechnung bezüglich der Y-Achse durchgeführt, und wenn H. ₄ negativ ist, wird die Berechnung bezüglich X-Achse durchgeführt. Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zur Durchführung der Interpolation der geraden Linie. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann das Schneidwerkzeug die Position P₆ durch fünfzehn Berechnungen für die Impulsverteilung erreichen. Fig. 6 zeigt eine Verschiebung des Schneidwerkzeugs entsprechend demStand der Technik, wofür Zh Operationen für die Verteilung der Impulse erforderlich sind.

(B) Zirkulare Interpolation

Es wird angenommen, daß der Verteilungspunkt P (x., y.) in einem ersten Quadranten angeordnet ist und die Impulse entlang dem kreisförmigen Profil in Richtung des an diesem angebrachten Pfeils verteilt werden. In diesem Fall lautet die Unterscheidungsgleichung für die algebraische Operation folgendermaßen:

d ⁼ 4 ⁺ A - ^ß2

609821/0628 . ₁₂ -

ORIGINAL INSPECTED

Wenn H..>0 ist, d.h., wenn der Verteilungspunkt P in der Zone III liegt (Fig. 7), findet folgende algebraische Operation statt.

y. - 2 = y_J+1 (Wobei y eine Koordinate des ^{J J} ' StartpuRktes P ist)

^Hoo -

Und wenn y,±y ist, wird ein Impuls zur Y-Achsentreiberj^e

schaltung gesendet.

Wenn IL. "^ 0 ist, d.h., wenn der Verteilungspunkt P in der Zone IV liegt, findet folgende algebraische Operation statt:

+ 1 s ^xi+i (^wobei Xq eine Koordinate des J ^{+ 2x}i ⁺

Startpunktes P ist).

Und wenn X₁^X_e ist, wird ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet.

Wenn x^ den Wert X_e und y. den Wert Y_e erreicht, ist die Verteilung der Impulse beendet.

Wenn H. j ¹¹O¹¹ oder negativ ist, wird die Operation bezüglich der X-Achse durchgeführt, und wenn H. . positiv ist, wird die

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ORlGlMAL INSPECTED

Operation bezüglich der Y-Achse durchgeführt. Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm zur Ausführung der beschriebenen Interpolation entlang eines kreisförmigen Profils.

Aus vorstehender Erläuterung ergibt sich klar: Wenn das Auflösungsverhältnis für die Achsen m:n ist, wird die generelle algebraische Operation in folgender Weise ausgeführt:

(i) Bezüglich der X-Achse:

(a) Wenn es sich um die lineare Interpolation handelt:

J -^mV ^dann

(b) Wenn es sich um die kreisförmige Interpolation handelt: H₄ .« . = H. . + 2 m X_Ä + m , dann

(ü) Bezüglich der Y-Achse:

(a) Wenn es sich um die lineare Interpolation handelt:

^{+ n#X}e» ^dann

(b) Wenn es sich um die zirkuläre Interpolation handelt:

609821/0628 - ¹^ -

2bAb664

^dann

Wie zuvor erwähnt, führt die Impulsverteilungsschaltung die algebraische Operation der Unterscheidunssgleichung aus, die basierend auf der Differenz zwischen den Auflösungen gebildet ist, so daß die numerische Steuerung durchgeführt werden kann, ohne daß die Ausgangsimpulszahlteilerschaltung vorgesehen ist.

Fig. 9 stellt ein Beispiel der Impulsverteilungsschaltung dar, welche die algebraische Operation der Unterscheidungsgleichung bezüglich der linearen Interpolation durchführt. In der Schaltung nach Fig. 9 ist das Verhältnis zwischen der X-Achse nauf lösung und der Y-Achse nauf lösung als 1:2 angenommen. In Fig. 9 sind mit 16 bis 20 numerische Register bezeichnet, welche die Koordinaten-Werte der gegenwärtigen Position x. y.

die Koordinaten der Endposition X , Y bzw. den Wert der Unterscheidungsgleichung H. . speichern. 21 ist eine Komplement schaltung, 22 und 23 sind um ein Bit verzögernde Schaltungen, die einen numerischen JSingangswert verdoppeln, Zl\ ist ein Addierer, 25 ist ein FLipflop, das die Information speichert, ob die Polarität der Unterscheidungsgleichung EL , positiv oder negativ ist, 26 ist ein Flipflop , das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes x. - X positiv oder negativ ist, 27 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes x. - Y

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positiv oder negativ ist, 28 und 29 sind ODER-Verknüpfungsschaltungen, G- bis Gg sind Verknüpfungssteuersignale, welche die Schaltung schließen und öffnen, und Leitungen A und B sind Signalsammelleitungen. Das heißt, wenn das Verknüpfungssignal G^ eine logische "1" ist, wird der Inhalt des Registers 16· zur Sammelleitung A gesendet und über die ODER-Verknüpfungsschaltung 28 auf den Addierer 2k gegeben. Die binare Ziffer der Steuerdaten (X , Y ) die von einem in der

6 6

Zeichnung nicht dargestellten Bandleser stammt, ist in den numerischen Registern 18 bzw. 19 gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt beinhalten die Register 16, 17 und 20 einen Wert Null. Danach werden die Impulse in folgender Reihenfolge verteilt:

(1) Der Wert von Xj - X wird algebraisch berechnet und Information darüber, ob dieser Wert positiv oder negativ ist, wird im Flipflop 26 gespeichert. (Das Verknüpfungssignal G₂ ist eine logische "1").

(2) Wenn der zuvor erwähnte Wert negativ ist, wird ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet.

(3) Die algebraische Operation(Rj) + 1-^R₁, d.h. x,₊₁ = 3C, + wird ausgeführt. (Das Verknüpfungssignal G^ ist eine logische "1").

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Die algebraische Operation (R₁-) - (,)->Rr, das heißt, ^Hi+1 3 ^=Hi» 1 " ^Ye» ^{wlrd aus}Seführt, und im Flipflop 25 wird die Information gespeichert, ob das Ergebnis dieser Operation positiv oder negativ ist· (Das Verknüpfungssignal Gg ist eine logische "1").

(5)Wenn H₁₊₁ , ^ 0 ist, wird die Operation mit Schritt (1) fortgeführt und wenn H.₊₁ ^O ist, wird die Operation gemäß Schritt (6) weitergeführt.

(6) Der Wert von (R₂) - (R. ), das heißt, y - Y_e wird algebraisch berechnet, und im Flipflop 27 wird die Information gespeichert, ob dieser Wert positiv oder negativ ist, (Das Verknüpfungssignal G, ist eine logische "1")·

(7) Wenn der zuvor erwähnte Wert negativ ist, wird ein Impuls zum Y-Achsentreiber gesendet·

(8) Die Operation (R-,) + 2-*R₂, das heißt y_J+1 = y. + 2, wird ausgeführt, (Das Verknüpfungssignal G-, ist eine logische "1").

(9) Die Operation (R₁-) + 2·(R_x)-^R_x, das heißt H. ... =

S JJ J-t J"¹"'

^Hi»ö + 2X₃, wird ausgeführt, und im Flipflop 25 wird die

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Information gespeichert, ob das Resultat dieser Operation positiv oder negativ ist. (Das Verknüpfungssignal G,- ist eine logische "1").

(10) Wenn H. ., ₄ > 0 ist, wird die Operation mit Schritt (1) weitergeführt, und wenn H- , , <*£. 0 ist, wird die Information mit Schritt (6) weitergeführt.

Die beschriebene Operationsfolge wird so lange weitergeführt, bis x. den Wert X_g und y^ den Wert Y₆ erreicht, wo die Impulsverteilungsfolge beendet ist.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel der Impulsverteilungsschaltungj diese führt die algebraische Operation der Unterscheidungsgleichung hinsichtlich der Impulsverteilung sowohl längs einer geraden Linie als auch längs einer kreisförmigen Linie durch. In der Schaltung nach Fig. 10 ist das Verhältnis zwischen der X-Achsenauflösung und der Y-Achsenauflösung als 1:2 angenommen. In Fig. 10 sind 31 und 33 Register, welche die Werte von X_ und Y_ des Endpunktes speichern, 32 und 3h Register, welche die Werte von x. und y. des gegenwärtigen Verteilungspunktes speichern, 35 ist ein Register, das die ünterscheidungsgleichung H. _Λ der kreisförmigen Interpolation speichert, und 36 ist ein Register, welches die Unterscheidungsgleichung H₁,. der linearen Interpolation speichert. 37 bis sind Multiplexer und 41 und 42 sind Operationsschaltungen.

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Bei den Multiplexern 37 und 39 handelt es sich um die integrierten Schaltungen LA 26, die von der Fujitsu Company Ltd. hergestellt werden, die Multiplexer 36 und ZfO sind inte grierte Schaltungen 9322, die von Fairchild hergestellt werden, und die Operationsschaltungen ZfI und Zf2 sind integrierte Schaltungen 9341, die ebenfalls von Fairchild hergestellt werden.

Der Multiplexer 37 wird durch die Verknüpfungssignale GA1 und GA2 gesteuert. Wenn diese Verknüpfungssignale GAl und GA2 beide ¹¹O" sind, wird ein Signal S^ auf einer Signalleitung 1. zu einer Signalleitung 1, durchgelassen. Wenn das Signal GAl eine "1 "und das Signal GA2 eine ¹¹O" ist, gelangt ein Signal S₂ auf einer Signalleitung I₂ auf die Signalleitung Lj. Wenn das Signal GAl eine ¹¹O" und das Signal GA2 eine "1", wird das Signal S₁ verdoppelt und auf die Signalleitung 1, geführt. Wenn die Signale GA1 und GA2 beide eine ¹¹I" sind, wird das Signal Sp verdoppelt und auf die Signalleitung 1, gegeben.

Der Multiplexer 36 wird durch ein Verknüpfungssignal GA3 gesteuert. Wenn dieses Signal GA3 eine "0" ist, wird das auf der Signalleitung I^ erscheinende Signal S, auf eine Signalleitung 1, geführt. Wenn das Signal GA3 eine "Π" ist, wird das auf der Signalleitung I₂ erscheinende Signal S₂

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auf die Signalleitung 1, gegeben.

Der Multiplexer 39 wird durch Verknüpfungssignale GA7 und GA8 gesteuert. Wenn die Verknüpfungssignale GA7 und GA8 beide "O" sind, gelangt ein Signal S, auf einer Leitung 1 zu einer Signalleitung I₇. Wenn das Signal GA? "1" und das Signal GA8 "0" ist, wird das Signal S, auf einer Signalleitung 1, verdoppelt und auf eine Signalleitung 1„ geführt. Wenn das Signal GA7 "0" und das Signal GA8 "1" ist, wird das Signal S, mit vier multipliziert und auf die Signalleitung I₁₇ geführt.

Der Multiplexer ifO wird durch ein Verknüpfungssignal GA10 gesteuert, und die Funktion dieses Multiplexers ^O ist die selbe, wie diejenige des Multiplexers 38.

Die Operationsschaltung ij-1 wird durch Verknüpfungssignale GA5 und GA6 gesteuert. Wenn die Verknüpfungssignale GA5 und GA6 beide "0" sind, wird mit den Signalen S, und S₅, die auf den Signalleitungen 1, bzw. 1,- erscheinen, die Operation S^+Sc durchgeführt, und das Ergebnis dieser Operation wird auf eine Signalleitung L·- gegeben. Wenn das Signal GA5 "1" und das Signal GA6 "0" ist, wird die Operation S, Se ausgeführt, und wenn das Signal GA6 "1" ist, ist das Ausgangssignal der Operationsschaltung ZfI ¹¹O", und zwar unabhängig vom Wert des Verknüpfungssignals GA6.

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Die Operationsschaltung kZ wird durch Verknüpfungssignale GA9 und GA10 gesteuert. Wenn das Verknüpfungssignal GA9 "O" und das Signal 10 "1" ist, wird mit den Signalen Sg und S„, die auf den Signalleitungen 1,- bzw. 1 erscheinen, die Operation S^ + S„ durchgeführt und das Ergebnis dieser Operation wird auf eine Signalleitung 1_Q gegeben. Wenn das

Signal GA9 "3" und das Signal GA10 «1«' ist, wird die Operation S^ - S„ ausgeführt.

Verknüpfungssignale GW₁ bis GW, sind Schreibsteuersignale. Wenn das Verknüpfungssignal GW₁ "1" ist, wird ein Signal S_n, das auf einer Signalleitung l_o erscheint, im Register gespeichert. Wenn das Verknüpfungssignal GW2 "1" ist, wird ein Signal Sq, das auf der Signalleitung l_g erscheint, im Register 32 gespeichert. Wenn das Verknüpfungssignal GW3 "1" ist, wird das auf der Signalleitung Ig erscheinende Signal Sg im Register 3k gespeichert. Wenn das Verknüpfungssignal GWi+ "1" ist, wird das auf der Signalleitung l_g erscheinende Signal Sg im Register 36 gespeichert.

Verknüpfungssignale GR1 bis GE6 sind Lesesteuersignale. Die Inhalte der Register 31 bis 36 werden auf die Signalleitung I₁ oder I₂ gegeben, wenn der logische Wert des Lesesteuersignals eine ¹M" ist.

Verknüpfungssignale GC1 bis GC3 sind Verknüpfungssteuer-

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signale, und ein Eingangssignal "+1", "+2" oder "+Zf" wird über eine ODEB-Schaltung auf eine Signalleitung I₅ gegeben, wenn eines der Verknüpfungssignale GCI, GC2 bzw. GC3 eine logische "1" ist, k3 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität der Unterscheidungsgleichung H,,. positiv oder negativ ist; ZfZf ißt ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes x. - X_g positiv oder negativ ist; und if 5 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes y. - Y_Q positiv oder negativ ist.

Als nächstes wird die Funktion der in Fig. 10 dargestellten Schaltung erläutert.

(oc) Wenn der Impuls entlang der in Fig.4 gezeigten geraden Linie verteilt wird, werden zuerst Befehls- oder Steuerdaten, welche die numerischen Werte sind, und die Vorzeichen des Endpunktes X , Y von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Bandleser zu den Registern 31 und 33 gegeben, wo diese Werte gespeichert werden. Dann werden die Inhalte der Register 32, 3Zf, 35 und 36 und die Flipflops 43 bis Zf5 auf "O" zurückgesetzt. Die Ausgänge der Flipflops Zf3, ZfZf und Zf5 werden mit PN, XD bzw. YD bezeichnet.

(I) Der logische Wert von XD«YD wird festgestellt. Wenn dieser Wert "1" ist, ist die Impulsverteilung beendet.

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- 22 -

-ZZ-

(II) Wenn PN=¹¹O" ist, wird die Operational -

das heißt H. . - Y— IL. _Ί . ausgeführt. (GR2, GR6, GA1, GA10, ij β !"•■J-iJ»

GA9 und GWif sind "1"). Wenn PN=¹H" ist, wird auf den Schritt (6) übergesprungen.

(III) Wenn das Ergebnis vorstehender Operation eine negative Polarität aufweist, wird das Flipflop 43 auf "1" gesetzt. (PN="!").

(IV) Die Operation[R-l +O)-*[R₂I» ^das heißt, die Operation X.+ 1 ~*Χϊ₊ί wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GA1, GC1 und GW2 sind "1").

(V) Die algebraische Operation [Rj -1.R₁I , das heißt, 2L-Xj wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop L& auf "1" gesetzt (XD=¹¹I"), und es wird ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR1, GRif, GA1, GA9 und GA10 sind "1".)

Als nächstes wird auf den Schritt (I) übergesprungen.

(VI) Die algebraische Operation [Rg] + 2[R₁I₀-^[Rg], das heißt, die Operation IL .+2·Χ_e-*H., .₊₁, wird durchgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Positiv ist, wird das Flipflop 43 auf "O" zurückgesetzt (PN=¹¹O").

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(Die Verknüpfungssignale GW/f, GR6, GR1, GAI, GA7, und GAIO sind "1".)

(VII) Die algebraische Operation M +2-*-[r,] , das heißt, die Operation y^+2—»y.₊₁ wird ausgeführt· (Die Verknüpfungssignale GR5, GA1, GC2 und GW3 sind "1".)

(VIII) Die algebraische Operation 4*3» ^{das neißt} y^-Yg wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop l\3 auf "1" gesetzt (YD=¹¹I") und es wird ein Impuls zum Y-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR2, GRfj, GA1, GA9 und GA10 sind "1".)

Es wird auf den Schnitt (I) übergesprungen.

(^3 ) Wenn der Impuls entlang einem Zirkularprofil verteilt wird, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, werden zunächst die Koordinaten des Endpunktes (X , Y_) und des Startpunktes (i, k) von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Bandleser auf die Register 31, 33_:1 32 und 3k gegeben, wo die Werte dieser Koordinaten gespeichert werden. Die Inhalte der Register 35 und 36 und die Flipflops 43 bis k5 werden auf "O" zurückgesetzt.

(I) Der logische Wert von XD»YD wird festgestellt. Wenn dieser Wert "1" ist, ist die Impulsverteilung beendet·

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(II) Wenn PN=¹M" ist, wird die Operation [R₅I +2 [r^I +1 — [rJ , das heißt, %ι^+2Χι⁺¹~-%+ι j» ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GWl, GR3, GRif, GA3, GA7, GA1O und GC1 sind "1".) Wenn PN=¹¹O" ist, wird auf den Schritt (VII) übergesprungen.

(III) Wenn das Ergebnis vorstehender Operation Null oder Positiv ist, wird das Flipflop k3 auf ¹¹O" zurückgesetzt. (PN=¹¹O").

(IV) Die Operation [R^ +1-*[r^ , das heißt die Operation X.+1-*X_i+1 wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GR^, GAI, GC1 und GW2 sind ¹M".)

(V) Die algebraische Operation [Rp]-[R₁I , das heißt, Xj-X wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop Mf auf "1" gesetzt (XD=¹M"), und es wird ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GRl, GR^, GAl, GA9 und GAlO sind "1".)

Als nächstes wird auf den Schnitt (I) übergesprungen.

(VI) Die algebraische Operation [Rc] - if[fij + 1-*[Rc] , das heißt, die Operation IL .-ifY.j+Jf -»Hj. , ^₊*, wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Negativ ist, wird das Flipflop if3 auf "1" gesetzt (PN=¹M"). (Die Verknüpfungssignale

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GW1, GR3, GR5, GC3, GA3, GA8, GA9, GA10 sind »1».)

(VII) Die algebraische Operation \&Λ-2-+[βΛ , das heißt die Operation y .,-2-^y₁₊J , wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GR5, GAI, GC2, GW3 und GA5 sind "1".)

(VIII) Die algebraische Operation [Rj -[rJ , das heißt, y.-y_ wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop W? auf "1" gesetzt (YDi=¹¹I¹¹), und ein Impuls wird zum Y-Achse nt reiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR2, GR5, GA1, GA9 und GA1O sind "1").

Es wird auf den Schritt (I) übergesprungen.

Aus vorstehender Erläuterung wird klar, daß die Ausgangsimpulszahlteilerschaltung 8, die in Fig. 2 gezeigt ist, weg gelassen werden kann. Wenn die Operationsgleichung durch Berücksichtigung des Gewichts der Eingangsauflösung modifiziert wird, kann auch die in Fig. 2 gezeigte Eingangsdatenwandlerschaltung 5 weg gelassen werden.

Wenn die Auflösungen verschiedener Steuerachsen unterschiedlich sind, können, wie bereits erwähnt, die unterschiedlichen Auflösungen durch Modifizieren der Unterscheidungsgleichung behandelt werden, und die Ausgangsimpulszahlteilerschaltung und die Eingangsdatenwandlerschaltung, die

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üblicherweise verwendet werden, können weggelassen werdeni Zusätzlich wird der Aufbau der Vorrichtung sehr einfach und die Impulsverteilung kann leicht realisiert werden·

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

ZWIRNER · HIRSCH 2 b 4 5 6 6

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Tetefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

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Patentanspruch

Impulsverteilungsverfahren für eine numerisch gesteuerte Maschine, die eine erste und eine zweite Steuerachse aufweist, deren Auflösungen voneinander verschieden sind, bei welchem ein Impuls zu der ersten oder zweiten Steuerachse gesendet wird, und zwar in Abhängigkeit davon, ob ein Verteilungspunkt der Impulsverteilungsoperation oberhalb oder unterhalb eines zu folgenden Ortes liegt, so daß der Verteilungspunkt zu einem neuen Punkt verschoben wird, und bei welchem dann in Abhängigkeit davon, ob der neue Verteilungspunkt oberhalb oder unterhalb des Ortes liegt, bestimmt wird, ob ein Impuls an die erste oder die zweite Steuerachse geliefert worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerdaten für die zweite Steuerachse umgewandelt werden in einen Wert entsprechend der Auflösung für die erste Steuerachse, die eine kleinere Auflösung als die zweite Achse hat, daß der Verteilungspunkt in der Richtung der erstensteuerachse um einen Wert entsprechend der kleineren Auflösung verschoben wird,

München: Kramer. Dr. Weser ■ Hirsch — Wiesbaden: Blumbadi · Dr. Bergen · Zwirner ~

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wenn der ersten Steuerachse ein Impuls zugeführt worden ist, und daß der Verteilungspunkt in der Richtung der zweiten Steuerachse verschoben wird, wenn der zweiten Steuerachse ein Impuls zugeführt worden ist, und zwar entsprechend einer Auflösung, die ein Vielfaches der kleineren Auflösung ist, wobei das Vielfache dem Verhältnis der Auflösung der ersten Achse zur Auflösung der zweiten Achse entspricht·

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