DE2545664C3

DE2545664C3 - Verfahren zur numerischen Steuerung von Maschinen, wie Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2545664C3
Application number: DE2545664A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Tachikawa Tokyo Isobe
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1974-10-12
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1983-02-10
Also published as: DE2545664B2; DE2545664A1; US4042812A; JPS5621162B2; JPS5144780A

Description

-Xe- Yg- Ye
tion bzw;

i bei linearer Interpola

Hg - xß + yß - (XJ + Ye¹) bei zirkularer Interpolation

wobei i, j die Indizes für die laufende Koordinate in Richtung der X- bzw. der V-Achse sind, während e der Index für den Endpunkt ist, ermittelt,

(b) einen den Impulsmotor für den Vorschub in der ,Y-Achse beaufschlagenden Steuerimpuls erzeugt, wenn die Determinante Wj,-£ 0 ist bzw. einen Impuls für die andere Vorschubrichtung Y erzeugt, wenn die Heterminante Hij < 0 ist, dann

(c) entsprechend (a) aus der Determinante ///+ι./ bzw. ffij+t die Lage des neuen Koordinaten· punktes Pi₊\.j bzw. Pq₊\ bestimmt und entsprechend (b) abhängig vom Ergebnis einen den einen oder den anderen der beiden Impulsmotoren beaufschlagenden Steuerimpuls erzeugt, dadurchgekennzeichnet, daß die Eingangsdaten unverändert dem Interpolator zugeführt werden, daß der Interpolator die Determinante M+i.y bzw, Hij₊\ des neuen Koordinatenpunktes Ρ,+ ijbzw. Λ/+1 aufgrund der Gleichungen

"fi+iy " Hy- m · Yt und

" Hy+ η ■ Xe bei linearer Interpolation bzw.

p w -* Hijγ + 2 · m · Xi + nf und ^

Hi/j+\) " Hy — 2 ■ η · Yj + ti² bei zirkularer Interpolation

ermittelt, und daß alle vom Interpolator erzeugten Impulse als Steuerimpulse für den jeweiligen Impulsmotor dienen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur numerischen w Steuerung von Maschinen wie Werkzeugmaschinen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer herkömmlichen numerischen Steuervorrichtung zum kontinuierlichen S'euern einer Werkzeugmaschine mil mehreren Steuerachsen haben die Aullösungen einer jeden Steuerachse, 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, dh, 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 schneHen 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.

Ein solcher Fall ist in F i g. 1 dargestellt Eine Werkzeugmaschine führt die Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks 2 durch, indem 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 Schneidwerkzeuges pro Impuls in einer radialen Richtung pf-Achsenrichtung) kleiner als der Vorschubbetrag des Schneidwerkzeugs pro Impuls in horizontaler Richtung fy-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.

Eine numerische Steuervorrichtung zur Durchführung eines solchen Impulsverteilungsverfahrens ist aus der CH-PS 5 04 046 bekannt und in F i g. 2 in Form eines Blockdiagramms dargestellt In Fig.2 ist 4 ein Bandleser, 5 ein Datenwandler für die Eingangsdaten, 6 ein Register zum Speichern der numerischen Werte der Eingangsdaten, 7 ein Interpolator, 8 ein Ausgangsimpi&zahlteiler, 9 ein K-Achsen-Verstärker, 10 ein A"-Aehsen-Verstärker, Il eine y-Achsen-Servoeinrichtung, 12 eine A'-Achsen-Servoeinrichtung, 13 die Werkzeugmaschine und TX, TY sind Ausgangsanschlüsse des Interpolators 7.

In dem in F i g. 2 gezeigten Blockdiagramm vervielfacht der Datenwandler 5 die vom Lochstreifen im Bandleser 4 abgenommenen Daten mit einem konstanten Verhältnis und sendet die vervielfachten numerischen Daten zum Register 6. Der Interpolator 7 erzeugt an den Anschlüssen TX und TY die gewünschten Verteilungsimpulse, die entsprechend den numerischen Daten im numerischen Register 6 verteilt werden. Der Aiisgangsimpulszahlteiler 8 teilt die Anzahl der Ausgangsimpulse, die am Ausgangsanschluß TY erscheinen, durch ein Verhältnis, bei welchem es sich um das Verhältnis von ^-Auflösung zu V-Auflösung handelt, und sendet die herabgeteilten Impulse zum Y- Achsen- Verstärker 9,

Als nächstes wird an Hand von Fig.3 eine Zirkularinterpolation erläutert, bei welcher die Impulse entlang einem Kreisprofil verteilt sind. Die numerischen Daten, die vom Bandleser 1 aus dem Lochstreifen ausgelesen werden, sind die Startpunktdaten (Xs = 10,00 mm, Ks = O) und die Endpunktdaten ^Ae = O. Ye = 10,00 mm). Diese Daten werden im numerischen Register 6 entsprechend den Auflösungen

der beiden Achsen gespeichert Wenn die Auflösung der ^-Achse gleich der Auflösung V-Achse ist, beispielsweise 0,01 mm/Impuls, werden die Eingangsdaten im numerischen Register 6 gespeichert und der Interpolator 7 sendet Impulse, die auf den gespeicherten numerischen Werten beruhen, zu der X- und der ^Achsen-Verstärker 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 V-Achse 0,01 mm/Impuls beträgt, wandelt der Da'.enwandler 5 die Eingangsdaten

Tabelle I

10 in die auf der kleineren Auflösung beruhende Anzahl von Impulsen um, und das Register 6 speichert diese umgewandelten Werte, Als nächstes wird die Impulsverteilung im Interpolator 7 unter Verwendung des Inhalts des numerischen Registers 6 durchgeführt Die in der V-Achsenrichtung erzeugten Impulse werden mit Hilfe des Impulszahlteilers 8 herabgeteilt und zum Verstärker 9 gesendet In diesem Beispiel handelt es sich beim Impulszahlteiler 8 um eine sog. Halbfrequenzteilerschaltung, welche die Anzahl der Eingangsimpulse halbiert Dieses Merkmal ist in Tabelle I unter B dargestellt

	A.	y-Achse	B.	r-Achse
		1000		1000
	Die Auflösung der JT-Achse ist		Die Auflösung der Ji-Achse	mal 2
	gleich derjenigen der X-Achse		ist nicht gleich derjenigen
		1000	der X-Achse	2000
Eingangsdaten (Numerischer Wert)	*-Achse	1000	X-Achse.	2000
Eingangsdaten-Wandlerschaltung	1000		• 1000	mal 1/2
(Numerischer Wert)		1000	mal 2	1000
Numerisches Register (Numerischer Wert)		1000		1000
Impulsverteilerausgang (Impulszahl)	1000	2000
Impulszahlteiler (Funktion)	1000	2000
Impulsausgang (Impulszahl)		mal I/l
Verschiebung (mm)	1000	2000
1000	1000

Wenn die Werkzeugmaschine entsprechend dem zuvor erwähnten Verfahren gesteuert wird, kann die Schneidgeschwindigkeit mit mancherlei vorteilhaften Wirkungen erhöht werden, ohne daß die Oberflächenbearbeitung'geschwindigkeit sich verringert Bei der «o Vorrichtung zur Durchführung des erwähnten Verfahrens müssen jedoch der Eingangsdatenwandler S und der Ausgangsimpulszahlteiler 8 verwendet werden, so daß die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung sehr kompliziert ist Außerdem ist eine große Anzahl von Impulsen erfordernd! und die Berechnungsgeichwindigkeit kann nicht erhöht werden.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Impulsverteilungsverfahren verfügbar zu machen, bei dem ;:ian ohne den beim Stand der so Technik gemäß F i g. 2 vorhandenen Ausgangsimpulszahlteiler 8 auskommt

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch gekennzeichnet.

Dabei ist das Problem des Unterschiedes zwischen der .Y-Achsen-Auflösung und der K-Achsen-Auflösung dadurch gelöst, daß eine aus der DE-PS 17 63126 bekannte Determinantengleichung im Sinne des neuen Verfahrens modifiziert wird, so daß der in Fig.2 gezeigte Ausgangsimpulszahlteiler 8 weggelassen wer- eo den kann. Ferner kann auch der in Fig.2 gezeigte Eingangsdatenwandler 2 weggelassen werden, da die Determinantengleichung auf dem Gewicht der Eingangsdaten basierend modifiziert ist Zusätzlich wird die Geschwindigkeit d^r Impulsverteilung erhöht, da die es Anzahl der zu verteilenden Impulse verringert werden kann.

Die Erfindung und deren Vorteile werden im

folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung zeigt

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

F i g. 2 ein Blockschaltbild der bekannten Vorrichtung zur Durchführung der herkömmlichen Impulsverteilungsmethode,

F i g. 3 ein Diagramm, das einen Startpunkt und einen Endpunkt und zwischen diesen einen Ort der Impulsverteilungsmethode gemäß F i g. 2 zeigt

F i g. 4 ein Diagramm zur Darstellung einer linearen Interpolation nach dem neuen Impulsverteiiungsverfahren.

Fig.5 ein Flußdiagramm zur Verwirklichung der in F i g. 4 gezeigten Interpolation,

Tig.6 ein Diagramm zur Darstellung einer linearen Interpolation nach ejnem herkömmlichen Impulsverteilungsverfahren,

F i g. 7 ein Diagramm zur Darstellung einer zirkulären Interpolation nach dem neuen Impulsverteilungsverfahren,

Fig.8 ein Flußdiagramm zur Verwirklichung des in F i g. 7 gezeigten Verfahrens,

Fig.9 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, mit welcher sich das in Fig. 4 gezeigte Verfahren durchführen läßt, und

Fig. IO ein Blockuiagratr.m einer Vorrichtung, mit welcher sich das in Fig.4 und 7 dargestellte Verfahren durchführen läßt.

Als nächstes folet eine Erläuierune betreffend das

Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es wird angenommen, daß das Verhältnis von X-Achsenauflösung zu V-Achsenauflösung 1 :2 ist. In diesem Fall wird das Gewicht des numerischen X-Achsenwertes im Register der Impulsverteilungsschaltung als Bezugsgröße genommen.
Das Prinzip der Interpolation ist folgendermaßen:

(A) lineare Interpolation

Wenn der Endpunkt Pe als (Xe, Ye) und der gegenwärtige Punkt PaIs (x*yi) dargestellt ist, lautet die Determinantengleichung zur algebraischen Berechnung dafür, ob der gegenwärtige Punkt in einem oberen Teil (Zone I; F i g. 4) oder einem unteren Teil (Zone II) liegt, folgendermaßen:

Hij — Xt ■ yi - Y_e ■ χι

Für HijSO liegt der Verteilungspunkt Ρ(χ» yi) in der Zone I und es wird folgende algebraische Operation durchgeführt:

i, j_+]

2 -Jj₊1 (mitjo- O)
Hij:+ 2 X_e (mit H₀₀ -

0)

+ 1 = Jr₁₊I (mit Xo - 0)

Hi+tj — Hij — ye

30

Und wenn χ, Φ X_e ist, wird ein Impuls zur X-Achse ausgesendet.

Wenn χ,-den Wert X« und jjden Wert Y_e erreicht, ist die Impulsverteilung beendet. Wenn f/y»0« oder positiv ist, wird die Berechnung bezüglich der V-Achse durchgeführt, und wenn H^ negativ ist, wird die Berechnung bezüglich X-Achse durchgeführt Fig.5 zeigt ein Flußdiagramm zur Durchführung der Interpo- <o lation der geraden Linie.

F i g. 6 zeigt eine Verschiebung des Schneidwerkzeuges entsprechend dem Stand der Technik, wofür 24 Operationen für die Verteilung der Impulse erforderlich sind.

(B) Zirkulare Interpolation

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

- xl + yJ -

55

Wenn Hg>0 ist, d. h., wenn der Verteilungspunkt Pm der Zcne HI liegt (F i g. 7), findet folgende algebraische Operation statt.

yj— 2 = //+ι (wobei y eine Koordinate des ςο

Startpunktes ftist)
Ha₊I = Hij- 4J₅ +4(mitH₀₀ = O)

Und wenn yj¥*y_e ist wird ein Impuls zur y-Achsentreiberschaltung gesendet

Wenn HgSO ist, &h. wenn der Verteilungspunkt Pin der Zone IV liegt, findet folgende algebraische Operation statt:

Und wenn yj¥-y_e ist, wird ein Impuls an die Y-Achse ausgesendet.

Wenn H,>>0 ist, d. h., wenn der Verteilungspunkt P(Xi, y) in der Zone Il liegt, die unterhalb der geraden Linie P₅ — P_e liegt, wird folgende Berechnung durchgeführt:

Xi + 1 - *,+ i (wobei x_a eine Koordinate des

Startpunktes/', ist).
W₁₊I₁/ - Hij + 2 Xi+ 1

Und wenn χ,Φ X_e ist, wird-ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet.

Wenn ^,den Wert X, und »den Wert Y_e erreicht, ist die Verteilung der Impulse beendet.

Wenn Hij »0« oder negativ ist, wird die Operation bezüglich der X-Achse durchgeführt, und wenn H,j positiv ist, wird die Operation bezüglich der V-Achse durchgeführt. Fig.8 /''igt ein Flußdiagramm zur Ausführung der beschriebenen Interpolation entlang eines kreisförmigen Profils.

Wenn das Auflösungsverhältnis für die Achsen m : η ist, wird die generelle algebraische Operation in folgender Weise ausgeführt:

(i) Bezüglich der X-Achse:

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

Hi+tj - Hij- m Yc dann
*,₊ i - x,+ m

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

W₁₊-J = Hij: + 2 /77 X, + msdann
Xi₊ I = X,+ m.

(ii) Bezüglich der V-Achse:

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

Hy+i - Hij + η ■ Xftdann
JO+1 -Λ+ "■

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

Hij+1 = Hy — 2 ■ η ■ yj + ri², dann

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

Fig. 4 zeigt, daß bei Anwendung des neuen Verfahrens für eine lineare Interpolation das Schneidwerkzeug die Position Pe durch fünfzehn Berechnungen für die Impulsverteilung erreichen kann, wohingegen bei Anwendung des bekannten Verfahrens 24 Berechnungen erforderlich sind (F i g. 6).

Fig.9 stellt ein Beispiel der Impulsverteilungsschaltung dar, welche die algebraische Operation der Determinantengleichung bezüglich der linearen Interpolation durchführt In der Schaltung nach F i g. 9 ist das Verhältnis zwischen der X-Achsenauflösung und der y-Achsenauflösung als 1 -.2 angenommen. In Fig.9 sind mit 16 bis 20 numerische Register bezeichnet welche die Koordinaten-Werte der gegenwärtigen Position x» yi die Koordinaten der Endposition X„ Y_c bzw. den Wert der Determinantengleichung Hjj speichern. 21 ist eine Komplementschaltung, 22 und 23 sind um ein Bit verzögernde Schaltungen, die einen numerischen Eingangswert verdoppeln, 24 ist ein Addierer, 25 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität der Determinantengleichung

H,j positiv oder negativ ist, 26 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes Xj - Y_e positiv oder negativ ist, 28 und 29 sind ODER-Verknüpfungsschaltungen. Gi bis G₆ sind Verknüpfungssteuersignale, welche die Schaltung schließen und öffnen, und Leitungen A und B sind Signalsammelleitup^en. Das heißt, wenn das Verknüpfungssignal Gi eine logische »I« ist, wird der Inhalt des Registers 16 zur Sammelleitung A gesendet und über die ODER-Verknüpfungsschaltung 28 auf den Addierer 24 gegeben. Die binäre Ziffer der Steuerdaten (Xe, Ye) die von einem in der 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 x, - X_e wird algebraisch berechnet und Information darüber, ob dieser Wert positiv oder negativ ist, wird im Flipflop 26 gespeichert. (Das Verknüpfungssignal Gi ist eine logische »1«).

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

(3) Die algebraische Operation

das heißt

+ I-Äl.

Xi₊ 1 = X₁ + 1

wird ausgeführt. (Das Verknüpfungssignal G\ ist eine logir'rhe »1«).
(4) Die algebraische Operation

das heißt,

(Rs) -

"/+Iι/ ™ Hi, j — Ye,

wird ausgeführt, und im Flipflop 25 wird die Information gespeichert, ob das Ergebnis dieser Operation positiv oder negativ ist. (Das Verknüpfvngssignal Gt ist eine logische»!«).

(5) Wenn M₊1/ Z. 0 ist, wird die Operation mit Schritt (1) fortgeführt und wenn W,₊ i,y<0 ist, wird die Operation gemäß Schritt (6) weitergeführt.

(6) Der Wert von (R₂) - (IU), das heißt, yj - Ye wird algebraisch berechnet, und im Flipflop 27 wird die Information gespeichert, ob dieser Wert positiv oder negativ ist. (Das Verknüpfungssignal Gt ist eine logische »1«).

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

(8) Die Operation

(R₂) + 2- R₇,

das heißt

JJ+1 - JJ + 2,

wird ausgeführt. (Das Verknüpfungssignal G₃ ist eine logische »1«).
(9) Die Operation

das heißt

(R₅) + 2 ■ (R₃h

= Hij + 2 X_a

wird ausgeführt, und im Flipflop 23 wird die Information gespeichert, ob das Resultat dieser Operation positiv oder negativ ist (Das Verknüpfungssignal Gj ist eine logische»]«). ^

(10) Wenn W₁₊IjSO ist, wird die Operation mit Schritt (I) weitergeführt, und wenn Hu\j < 0 ist, wird die Information mit Schritt (6) weitergeführt.

Die beschriebene Operationsfolge wird so lange weitergeführt, bis x, den Wert X_e und » den Wert Y_e erreicht, wo die Impulsverteilungsfolge beendet ist.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel der Impulsverteilungsschaltung; diese führt die algebraische Operation der Determinantengleichung 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 K-Achsenauflösung als 1 :2 angenommen. In Fig. 10 sind 31 und 33 Register, welche die Werte von Xe und Y_t des Endpunktes speichern, 32 und 34 Register, welche die Werte von Xj und yj des gegenwärtigen Verteilungspunktes speichern, 35 ist ein Register, das die DeterminantengleichunE Hu der kreisförmigen Interpolation speichert, und 36 ist ein

Μ Register, welches die Determinantengleichung H/j der linearen Interpolation speichert. 37 bis 40 sind Multiplexer und 41 und 42 sind Operationsschaltungen.

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 38 und 40 sind integrierte Schaltungen 9322, die von Fairchild hergestellt werden, und die Operationsschaltungen 41 und 42 sind integrierte Schaltungen 9341, die ebenfalls von Fairchild hergestellt werden.

; Der Multiplexer 37 wird durch die Verknüpfungssignale GA 1 und GA 2 gesteuert. Wenn diese Verknüpfungssignale GA 1 und GA 2 beide »0« sind, wird ein Signal Si auf einer Signalleitung /| zu einer Signalleitung h durchgelassen. Wenn das Signal GA 1 eine »1« und das Signal GA 2 eine »0« ist, gelangt ein Signal S? auf einer Signalleitung h auf die Signalleitung /j. Wenn das Signal GA 1 eine »0« und das Signal GA 2 eine »1«, wird das Signal 51 verdoppelt und auf die Signalleitung h geführt Wenn die Signale GA 1 und GA 2 beide eine »1« sind, wird das Signal 52 verdoppelt und auf die Signalleitung /3 gegeben.

Der Multiplexer 38 wird durch ein Verknüpfungssignal GA 3 gesteuert Wenn dieses Signal GA 3 eine »0« ist wird das auf der Signalleitung I₁ erscheinende Signal Si auf eine Signalleitung /4 geführt. Wenn das Signal GAZ eine »1« ist wird das auf der Signalleitung h erscheinende Signal Sj auf die Signalleitung /4 gegeben.

Der Multiplexer 39 wird durch Verknüpfungssignale GA 7 und GA 8 gesteuert. Wenn die Verknüpfungssignale GA 7 und GA 8 beide »0« sind, gelangt ein Signal St auf einer Leitung U zu einer Signalleitung /7. Wenn das Signal GA 7 »1« und das Signal GA 8 »0« ist, wird das Signal 54 auf einer Signaileitung A verdoppelt und auf eine Signalleitung h geführt Wenn das Signal GA 7 »0« utnf das Signal GA 8 »1« ist wird das Signal & mit vier multipliziert und auf die Signalleitung h geführt

Der Multiplexer 40 wird durch ein Verknüpfungssignal GA10 gesteuert und die Funktion dieses Multiplexers 40 ist die selbe, wie diejenige des

Multiplexers 38.

Die Operationsschaltung 41 wird durch Verknüpfungssignale GAS und GA6 gesteuert Wenn die Verknüpfungssignale GA 5 und GA 6 beide »0« sind, wird mit den Signalen 53 und S₅, die auf den Signaiieitungen h bzw. /5 erscheinen, die Operation 53 + 5s durchgeführt, und das Ergebnis dieser Operation wird auf eine Signaileitung k gegeben. Wenn das Signal GA 5 »1« und das Signal GA 6 »0« is£ wircTcS?

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Operation S₃ - S₅ ausgeführt, und wenn das Signal GA6 »I« ist, ist das Ausgangssignal der Operationsschaltung 41 »0«, und zwar unabhängig vom Wert des Verknüpfungssignals GA 6.

Die Operationsschaltiing 42 wird durch Verknüpfungssignale GA 9 und GA 10 gesteuert. Wenn das Verknüpfungssignal GA 9 »0« und das Signal 10 »1« ist, wird mit den Signalen Ss und S?, die auf den Signalleitungen k bzw. h erscheinen, die Operation Se, + S₇ durchgeführt und das Ergebnis dieser Operation wird auf eine Signalleitung k gegeben. Wenn das Signal GA 9 »1« und das Signal GA 10 »1«' ist, wird die Operation Ss - Si ausgeführt.

Verknüpfungssignale GW, bis GW^ sind Schreibsteuersignale. Wenn das Verknüpfungssignal GWi »1« ist, wird ein Signal Sj, das auf einer Signalleitung k erscheint, im Register 35 gespeichert. Wenn das Verknüpfungssignal GW2 »1« ist, wird ein Signal S). das auf der Signalleitung h erscheint, im Register 32 gespeichert. Wenn das Verknüpfungssignal GW3 »1« ist, wird das auf der Signalleitung /»erscheinende Signal Sj im Register 34 gespeichert. Wenn das Verknüpfungssignal GW4 »1« ist, wird das auf der Signalleitung h erscheinende Signal Sj im Register 36 gespeichert.

Verknüpfungssignale GR 1 bis GR 6 sind Lesesteuersignale. Die Inhalte der Register 31 bis 36 werden auf die Signalleitung A oder k gegeben, wenn der logische Wert des Lesesteuersignals eine »1« ist.

Verknüpfungssignale GCl bis GC3 sind Verknüpfungssteuersignale, und ein Eingangssignal» +1«,» + 2« oder » + 4« wird über eine ODER-Schaltung auf eine Signalleitung k gegeben, wenn eines der Verknüpfungssignale GCl, GC2 bzw. GC3 eine logische »1« ist. 43 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität der Determinantengleichung H₁J positiv oder negativ ist; 44 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes x,- — X₍ positiv oder negativ ist; und 45 ist ein Flipflop, das die Information speichert, ob die Polarität des Wertes JV — Y_e positiv oder negativ ist.

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

(ei) Wenn der Impuls entlang der in F i g. 4 gezeigten geraden Linie verteilt wird, werden zuerst Befehls- oder Steuerdaten, welche die numerischen Werte sind, und die Vorzeichen des Endpunktes X« X_f 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 32,34,35 und 36 und die Flipflops 43 bis 45 auf »0« zurückgesetzt. Die Ausgänge der Flipflops 43, 44 und 45 werden mit PN, XDbzw. YDbezeichnet.

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

(II) Wenn PN = »0« ist wird die Operation

[Re]-[R₃]-[R4

das heißt

Hij — Ye

ausgeführt. (GR 2, GR 6, GA 1, GA 10, GA 9 und G W4 sind »Ι«), Wenn PN = »1« ist, wird auf den Schritt (6) übergesprungen.

(UI) Wenn das Ergebnis vorstehender Operation eine negative Polarität aufweist, wird das Flipflop 43 auf »1« RCStXZV(PN = »1«).

ίο

(IV) Die Operation

das heißt, die Operation

X/ + I - Xi₊I

wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GR 4, GA 1, GCI und CW2sind»!«).
(V) Die algebraische Operation

das heißt.

Xi —

wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop 44 auf »1« gesetzt (XD =■ »1«), und es wird ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR\,GR4, GA ί, CA 9isr.d GA 10sind »!■.'..)

Als nächstes wird auf den Schritt (I) übergesprungen. (Vl) Die algebraische Operation

[Rt]
das heißt,die Operation

Hij + 2 · Xe~* Wy₊I,

wird durchgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Positiv ist, wird das Flipflop 43 auf »0« zurückgesetzt (PN - »0«).

(Die Verknüpfungssignale GW4, GR 6, GR 1, GA 1, GA 7 und GA 10 sind »1«.)

(VII) Die algebraische Operation

[R₄] + 2~ [R₄].
das heißt, die Operation

JK/+ 2- Jj₊1

wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GR 5, GA 1, GC2undGW3sind»l«.)
(VIII) Die algebraische Operation

[R₄] - [R₃].

^_{35 ne}jß_t

Vi -

wird ausgeführt Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop 45 auf »1« gesetzt (YD — »1«) und es wird ein Impuls zum V-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR 2, GR 5, GA 1, GA 9 und GA 10 sind »1«.)

Es wird auf den Schritt (I) übergesprungen.

(J3) Wenn der Impuls entlang einem Zirkularprofil verteilt wird, wie es in F i g. 7 gezeigt ist werden zunächst die Koordinaten des Endpunktes (X* Y_e) und des Startpunktes (I k) von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Bandleser auf die Register 31, 33, 32 und 34 gegeben, wo die Werte dieser Koordinaten gespeichert werden. Die Inhalte der Register 35 und 36 und die Flipflops 43 bis 45 werden auf »0« zurückgesetzt

(I) Der logische Wert von XD ■ YD wird festgestellt Wenn dieser Wert »1« ist, ist die Impulsvertejiung beendet
(H) Wenn PN — »1« ist wird die Operation

das heißt

[R₅] + 2[R₂] +1-[R₅],

2Xi+ 1

ausgeführt (Die Verknüpfungssignale GWi, GR 3.

GR4, GAX GAT, GA 10 und GCi sind »1«.) Wenn PN = »0« ist, wird auf den Schritt (VII) übergesprungen.

(III) Wenn das Ergebnis vorstehender Operation Null oder Positiv ist, wird das Flipflop 43 auf »0« zurückgesetzt. (PN = »0«).

(IV) Die Operation

] + 1 - [Ri\

das heißt die Operation

wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale CR 4, GA 1, GClundGlV2sind»1«.)
(V) Die algebraische Operation

das heißt.

wird ausgetuhrt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop 44 auf »1« gesetzt (XD «= »1«), und es wird ein Impuls zum X-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR\,GR4,GA\,GA9und GA 10sind»1«.)

Als nächstes wird auf den Schritt (I) übergesprungen.

(VI) Die algebraische Operation

Jas heißt, die Operation

HiJ:- 4 Yj + 4- Hy₊₁,

wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Negativ ist, wird das Flipflop 43 auf »1« gesetzt (PN = »1«). (Die Verknüpfungssignale GW\, GRZ, GR 5, CC3, GA 3, GA 8, GA 9, GA 10 sind »1«.)

(VII) Die algebraische Operation

[ΡΛ-7-* [ff,],
das heißt die Operation

wird ausgeführt. (Die Verknüpfungssignale GR 5, GA 1, GCZGW3 und GA 5 sind »1«.)
(VIII) Die algebraische Operation

das heißt,

- y«

wird ausgeführt. Wenn das Ergebnis dieser Operation Null oder Negativ ist, wird das Flipflop 45 auf »1« gesetzt (YD = »1«), und ein Impuls wird zum y-Achsentreiber gesendet. (Die Verknüpfungssignale GR 2, GRS, GA i, GA 9 und GA iösind»!«.)

Es wird auf den Schritt (I) übergesprungen.

Aus vorstehender Erläuterung wird klar, daß der Ausgangsimpulszahlteiler 8, der in Fig.2 gezeigt ist, weggelassen werden kann. Wenn die Operationsgltichung durch Berücksichtigung des Gewichts der Eingangsauflösung modifiziert wird, kann auch der in Fig. 2 gezeigte Eingangsdatenwandler 5 weggelassen werden.

Wenn die Auflösungen verschiedener Steuerachsen unterschiedlich sind, können, wie bereits erwähnt, die unterschiedlichen Auflösungen durch Modifizieren der Determinantengleichung behandelt werden, und der Ausgangsimpulszahlteiler und der Eingangsdatenwandler, die üblicherweise verwendet werden, können weggelassen werden. Zusätzlich wird der Aufbau der Vorrichtung sehr einfach und die Impulsverteilung kann leicht realisiert werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur numerischen Steuerung von Maschinen, wie Werkzeugmaschinen, die ein in zwei Koordinatenachsrichtungen X, Y mittels zweier Impulsmotoren entlang einer gewünschten Vorschubbahn bewegbares Teil aufweisen, wobei das Verhältnis der Vorschublängen pro einem dem jeweiligen Impulsmotor zugeführten Steuerimpuls in Richtung der Λ-Achse und in Richtung der K-Achse m:n mit m<nist,

bei dem von einem Programm stammende Eingangsdaten über die Vorschubbahn einem Interpolator zugeführt werden, welcher, (a) die Lage des momentanen Koordinatenpunktes Py des bewegbaren Teils relativ zur Vorschubbahn aus der Determinante