DE2610573A1 - Stellungsmessgeber - Google Patents

Stellungsmessgeber

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DE2610573A1
DE2610573A1 DE19762610573 DE2610573A DE2610573A1 DE 2610573 A1 DE2610573 A1 DE 2610573A1 DE 19762610573 DE19762610573 DE 19762610573 DE 2610573 A DE2610573 A DE 2610573A DE 2610573 A1 DE2610573 A1 DE 2610573A1
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DE19762610573
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James Lyle Winget
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US Industries Inc
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US Industries Inc
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/33Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device
    • G05B19/35Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for point-to-point control
    • G05B19/351Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude

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Description

  • Stellungsmeßgeber Die Erfindung betrifft Stellungsmeßeinrichtungen, insbesondere eine elektronische Steuerschaltung, welche einen gegebenen Bereich von Maschinenstellungen in eine beliebige Anzahl von einzelnen Stellungsschritten oder Folgestellungen unterteilt.
  • Eine elektronische Steuerschaltung zur Erzeugung einer Digitalzahl für eine physische Relativstellung wurde von Fertig u.a.: "A High-Speed General Purpose Input-Output Mechanism with Real-Time Computing Capability" (Eine Allzweckeingabe-Ausgabevorrichtung mit Echtzeitrechenmöglichkeit) in: Computer Design Magazine, April 1968, S. 72-78 bekannt gemacht. Die dort beschriebene Steuerschaltung verwendet einen herkömmlichen elektromagnetischen Wandler oder Meßwertgeber zur Erzeugung eines Signals in Abhängig keit von einer überwachten oder kontrollierten Stellung. Solch ein Wandler, meist Funktionsdrehmelder genannt, umfaßt ein mit der Vorrichtung, deren Stellung überwacht werden soll, in Wirkverbindung stehendes beweglIches Teil wIe einen Rundteiltisch sowie ein zweites gegenüber der Vorrichtung feststehendes Teil.
  • Eeide Teile sind an eine oder mehrere elektrische Wicklungen angeschlossen und zueinander so montiert, daß sich zwischen den Wicklungsgruppen eine elektromagnetische Kopplung ergibt. Das in die Spulen oder Wicklungen des einen Teils durch ein an den Wicklungen des anderen Teils anliegendes Wechselspannungsbezugssignal induzierte elektrische Signal wird in Abhängigkeit von der; relativen Winkelstellung der beiden Teile phasenmoduliert. Solch ein Funktionsdrehmelder oder Resolver ist beispielsweise in den US-Patentschriften 2 650 352, 2 671 892 (.S. Childs) sowie in der Patentschrift 2 799 853 (Tripp et al) bekannt gemacht worden.
  • Bei der Fertig-Schaltung wird das phasenmodulierte Resolversignal in einem Phasendetektor mit dem Ausgangssignal eines digitalen Schnellzählers verglichen, um ein die Frequenz eines als Zählerantrieb arbeitenden Oszillators steuerndes Phasenfehlersignal zu erzeugen. Der so gebildete phasensynchronisierte oder Phasenregelkreis stellt einen elektronischen Servo dar, dessen Eingangssignal das phasenmodulierte Resolversignal und dessen Ausgangssignal das Ausgangssignal des Zählers ist, wobei der Phasendetektor die "Differenzeinrichtung" ist, welche das Ausgangs signal des Zählers in genauer Phasenbeziehung zum Resolversignal hält. Somit durchläuft der Zähler seinen vorgewählten numerischen Bereich synchron zum phasenmodulierten Signal, so daß die Schaltzustände des Zählers konphas entsprechend den Phasenverschiebungen des Resolversignals versetzt werden. Ganzzahlige Digitaldaten werden durch Abtasten des Zählers mit einem Abtastimpuls gewonnen, desse Phase gegenüber dem Eingangssignal des Resolvers feststeht, worau diese Digitaldaten in ein Register eingegeben werden. Die so gewonnenen Digitaldaten ändern sich direkt in Abhängigkeit von einer durch die Bewegung des Resolverankers bewirkten Phasenverschiebung und entsprechen außerdem der physischen Augenblickstellung des Resolverankers, wobei sie jedoch nicht von früheren Bewegungen des Funktonsdrehmelders abhängen.
  • Die Steuerschaltung von Fertig u.a. wurde bisher in der gewerblichen Regeltechnik zur Unterteilung eines vorgegebenen Bereichs von Maschinenstellung in eine Anzahl von einzelnen Stellungsschritten oder Folgestellungen verwendet. Bei dieser Anwendung einer Maschinensteuerung wird der digitale Schaltzustand des Regelkreiszählers zum Abtast- oder Bezugs zeitpunkt mit einer vorgegebenen Digitalzahl verglichen, wobei die Maschinen- und daher auch die Resolverstellung entsprechend einem sich daraus ergebenden Fehlersignal korrigiert wird. Wenn somit der Schnellzähler auf einer Basis von 10.000 arbeitet, d.h., wenn er währen einer jeden Periode des Resolverausgangssignals von Eins bis 10.000 zählt, und wenn der Funktionsdrehmelder oder Resolver ein 720-poliges Gerät ist, dessen Ausgangssignal eine Periode, oder anders ausgedrückt, eine 3600-Phasenverschiebung für jeden Grad seiner Ankerdrehung durchläuft, kann der Phasenregelkreis von Fertig u.a. zur Unterteilung eines Vollkreises oder einer Ankerdrehung von 3600 in 3,6 Millionen (360 x 10.000) Einzelabstände oder Einzelschritte verwendet werden.
  • Gewerblich verwendete Regelkreise dieser Art weisen jedoch eine erhebliche Beschränkung dadurch auf, daß die Bewegung des Resolverankers nur in eine Zahl von Einzelschritten unterteilt werden kann, welche ein Faktor der Zählerbasis, in diesem Falle 10.000 ist. Wenn beispielsweise ein Grad der Ankerdrehung in 201 Einzeljabstände unterteilt werden soll, kann dies nicht mit einem Regelkreis nach Fertig durchgeführt werden, sondern nur durch Schätzung der einem der gewünschten Einzelschritte entsprechenden Winkeldrehung des Ankers und durch anschließende spezielle Programmie-;rung der Regelschaltung in einer Weise, in welcherder sich ergebende Fehler weitgehend herabgesetzt wird.
  • Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine vielseitige elektronische Regeleinrichtung zu schaffen, welche einen vorge-'gebenen Stellungsbereich in eine Anzahl von Einzelabschnitten unterteilt und besonders in der gewerblichen Regeltechnik angewandt werden kann. Erfindungsgemäß ist ein gewerblich zu verwendende Regelschaltung vorgesehen, welche wirtschaftlich und wirksam eine einzige Periode eines phasenmodulierten Resolverausgangssignals in eine beliebige Anzahl von Einzelabschnitten oder Einzelschritten unterteilt.
  • Erfindungsgemäß ist eine besonders für gewerbliche Steueranwendungen geeignete elektronische Schaltung vorgesehen, bei welcher die Zählerbasis des Phasenregelkreises auf eine beliebige vorgewählte Basis zahl B eingestellt werden kann, und ein vorgegebener Teil P der programmierten Zählerbasis gewählt werden kann, so daß jede einer 3600-Phasenverschiebung des Resolverausgangssignals entsprechende Periode in eine Anzahl von Abschnitten unter teilt werden können, welche gleich sind B/P.
  • Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die einzige Zeichnung ist ein Blockschaltbild eines gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.
  • Die Zeichnung zeigt einen Bezugssignalgeber 10, der vorzugsweise einen Oszillator sowie einen iiauptverstärker mit entsprechenden und bekannten wellenformenden Kreisen, widerstandsanpassenden Bauteilen und Spannungskonstanthaltern umfaßt, und dessen Ausgangsfrequenz vorzugsweise bei 1,2 kHzliegt, und der mit einem nach den vorstehend erwähnten Patentschriften von Childs und Tripp ausgeführten Funktionsdrehmelder oder Resolver 12 verbunden ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Resolver 12 mit einem 720-poligen Anker bestückt und besitzt zwei Ausgänge 14, 16, die sich entsprechend den Sinus-und Kosinusfunktionen der Winkelstellung des Ankers verändern, und die jeweils eine 3600-Phasenverschiebung in Abhängigkeit von einem Grad der Ankerdrehung durchlaufen. Der Anker des Funktionsdrehmelders 12 kann beispielsweise mit einem Rundteiltisch verbunden sein, so daß die in der Zeichnung gezeigte Steuerungsanlage praktisch eine Kreisteilvorrichtung wird, welche die Kreisbewegung des Tisches in eine vorgewählte Anzahl von Abschnitten unterteilt. Ein Phasensignalgeber 18, dessen Eingänge an die Ausganse ; . de r rs angeschlossen sind, gibt ein Ausgangs signal von konstanter Amplitude an einen Phasendetektor 20 ab, dessen Ausgangssignal in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen 14, 16 phasenmoduliert wird und daher eine direkte und vorzugsweise tinearfunktion der Winkelstellung des Resolverankers darstellt.
  • Der Bezugssignalgeber 10 ist auch an einen Abtastbezugssignalgeber 22 geführt, der ein Abtastsignal 24 abgibt, das zum Ausgangssignal des Bezugssignalgebers 10 in einem festen Phasenverhältnis steht. Der Abtastbezugssignalgeber 22 kann beispielsweise einen dem Resolver 12 identischen Resolver umfassen, dessen Anker jedoch mit einer geeigneten mechanischen Stellvorrichtung verbunden ist, ferner einen dem Phasensignalgeber 18 identischen Phasensignalgeber sowie einen an den Ausgang des Phasensignalgebers geführten Nulldurchgangsdetektor. Der Abtastbezugs signalgeber 22 ist regelbar, um ein Abtastsignal 24 abzugeben, dessen Phasenbeziehung zum Ausgangs signal des Bezugssignalgebers 10 beliebig einstellbar ist.
  • Ein spannungsgeregelter Oszillator 26, dessen Eingangsbezugsspannung am Ausgang des Phasendetektors 23 anliegt, gibt ein periodisches Ausgangssignal von einer Frequenz ab, welche sich als eine Umkehrfunktion des Phasendetektorausgangssignals ändert d.h. als eine Umkehrfunktion des Phasenfehlersignals. Vorzugswese arbeitet der phasengeregelte Oszillator 26 bei null Phasenfehler mit einer Nennfrequenz von 1,2 MHz (das 10.000-fache der Frequenz des Generators iö von 22 kHz)! und diese Frequenz ändert sich nach Plus oder Minus in A.nängigkeit vom Phasenfehler signal. Der Ausgang des Oszillators 26 ist an die Eingangsstufe eines Regelkreis zählers 28 geführt, der vorzugsweise ein serielles Schieberegister umfaßt. Der Zähler 28 arbeitet vorzugsweise mit BCD (binär kodierten Dezimalziffern), obwohl jeder beliebige andere zweckmäßige Code verwendet werden kann, wobei die einzige Beschränkung darin liegt, daß der Zählcode des Zählers 22 mit den verschiedenen anderen nachstehend beschriebenen Zählern und Registern vereinbar sein muß.
  • Ein erstes bitparalleles Ausgangssignal 30 des Regelkreiszählers 28 ist an die verschiedenen Stufen eines Speicherregisters 32 geführt, welches vorzugsweise eine Anzahl von Flip-Flops zur Aufnahme, Eingabe und Speicherung des Ausgangssignals 230 zum Bezugszeitpunkt des Ausgangssignals 24 des Abtastsignalgebers enthält. Der Ausgang des Registers 32 ist mit einer Anzeige 34 verbunden, die beispielsweise eine digitale Leuchtdiode oder eine Siebensegmentanzeige sein kann. Die bisher anhand der Zeichnung beschriebene Schaltungsauslegung enthält im allgemeinen den Phasenregelkreis von gewerblichen Steueranlagen des früheren Standes der Technik gemäß dem vorstehend erwähnten Artikel von Fertig u.a.. Bei diesen früheren Einrichtungen ist die Ausgangsstufe des Zählers 28 zum Phasenvergleich mit dem Ausgangssignal des Gebers 18 bitseriell mit dem Phasendetektor 20 verbunden.
  • Erfindungsgemäß liegt an einer mehrstufigen Digitalvergleichsschaltung 36 ein erstes Eingangs signal vom bitparallelen Zählerausgang 30 sowie ein zweites bitparalleles Eingangssignal von einem digitalen Eingabekreis 38 an. Der Eingabekreis 38 kann eine beliebige herkömmliche Dateneingabequelle wie eine Reihe von Rändelradschaltern sein, die, falls erforderlich, eine Codeumsetzerschaltung zur Umwandlung des gewählten Eingabecodes in den Code des Zählers 28 sein kann. Die Vergleichsschaltung 26 gibt ein Ausgangssignal an den Phasendetektor 20 sowie an einen Lösch-oder Rückstelleingang des Zählers 28 ab, wenn dessen Schaltzustand gleich der gewählten Zählerbasis B ist, die der Eingabeschaltung 38 eingespeist worden ist. Vorzugsweise wird die Basis B so nahe wie möglich an 10.000 gehalten, da die Nennbetriebsfrequenz des Oszillators 26 im Gegensatz zur Sollfrequenz 1,2 B kHz beträgt. Solange B nahe 10.000 bleibt, können Arbeitsbereich und damit auch die Kosten des Oszillators 26 so niedrig wie möglich gehalten werden, während seine Linearität und Betriebssicherheit erhöht werden. Daher umfaßt der erfindungsgemäße elektronische Phasenregelkreis 40 einen Zähler 28, der synchron zum Ausgangssignal des Phasensignalgebers 18 periodisch von Null bis zu einer vorgegebenen Basis B zähb wobei die Zählfrequenz durch den Phasen detektor 20 und den spannungsgeregelten Oszillator 26 korrigiert wird, um den gewünschten Phasen- und Frequenzgleichlauf zu erzielen.
  • Die voreingestellten Eingänge 44 eines seriellen Plus-Minuszählers 42 sind über voreingestellte Mehrfachtore 46 an den digitalen Eingangskreis 38 geführt. Die Tore 46 sind auch mit einem Übertragsausgang 48 des Zählers 42 verbunden und arbeiten in Abhängigkeit von einem Handschalter 50 des Plus-Minuszählers zur Voreinstellung der Stufen des Zählers 42 auf den im Eingabekreis 38 38 gespeicherten Wert, d.h. auf die Basis B, wenn der Zähler 42 über Null hinaus zählt, d.h., wenn er in der Betriebsart Subtrahieren ein übertragsignal erzeugt. Wenn sich der Schalter 50 in der Addierstellung befindet, sind die Tore 46 gelöscht.
  • An einer digitalen Vergleichsschaltung 52 liegt ein erstes Eingangssignal von einem bitparallelen Ausgang 54 des Zählers 42 sowie ein zweites Eingangs signal vom digitalen Eingabekreis 38 an, und ein Ausgang der digitalen Vergleichsschaltung 52 ist an einen Lösch- oder Rückstelleingang 56 des Zählers 42 geführt, um dessen Stufen auf Null rückzustellen, wenn der Zähler in der Betriebsart Addieren den Wert der Basis B erreicht. Wenn der Schalter 50 auf Subtraktionsstellung steht, ist die Vergleichsschaltung 52 gelöscht. Der Zählerausgang 54 ist auch mit einer Anzeige 58 verbunden, die vorzugsweise gleich der Anzeige 34 ausgelegt ist.
  • Ein zweiter bitparalleler Ausgang 60 des Zählers 42 ist an einen Eingang einer digitalen Vergleichsschaltung 62 geführt, deren zweiter Eingang mit einem zweiten bitparallelen Ausgang 64 des Zählers 28 verbunden ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 62 ist an einen Phasendetektor 66 angeschlossen, an dem ein zweites Eingangssignal vom Ausgang 24 des Abtastbezugssignalgebers 22 anliegt. Der Ausgang des Phasendetektors 66 ist an einen entsprechenden elektromechanischen Servo oder Regler 68 geführt, der seinerseits mit einem geeigneten nicht gezeigten Maschinenantrieb verbunden ist, um eine Maschinenbewegung oder Stellungsänderung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Detektors 66 zu bewirken.
  • Ein bitparalleler Ausgang eines z-F:e-te^ gitalen Eingabekreises 70, der vorzugsweise mit dem Kreis 38 identisch ist, ist an einer.
  • Eingang einer Digitalvergleichsschaltung 72 geführt, deren zweiter Eingang mit einem bitparallelen Ausgang eines Schieberegisterzählers 74 verbunden ist. An einem Steuertor 76 liegt ein verein gestelltes Eingangs signal 78 von einer Startsteuerschaltung 80 an, die vorzugsweise ein Drucktastenschalter mit den entsprechenden Wellenformungs- und Rauschunterdrückungskreisen ist, sowie ein Löscheingangssignal 82 vom Ausgang der Vergleichsschaltung 72.
  • Wenn das Steuertor 76 durchsteuert, d.h. während des Zeitraums zwischen dem Anliegen des Starteingangssignals 78 und des Vergleichseingangssignals 82, leitet es das Ausgangssignal eines Oszillators 84 zur ersten Stufe oder zum Zähleingang 86 des Zählers 74 sowie zum gemeinsamen Kontaktpunkt des Plus-Minuszählers 50. Die Frequenz des Oszillators 84 kann zwischen 10 und 100 kHz liegen und beträgt vorzugsweise ca. 10 kHz, welche bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel etwa 10 mechanischer Servobewegung pro Sekunde ergIbt.
  • Der Ruhekontakt des Schalters 50 ist mit dem Additionseingang 88 des Zählers 42 verbunden, während der Arbeitskontakt des Schalters 50 an den Subtraktionseingang 90 des Zählers geführt ist.
  • Aus der nachstehenden Erläuterung folgt, daß der Servo 68 eine Maschinenantriebssteuerung in einer Richtung, d.h. nach rechts bewirkt, wenn der Schalter 50 auf Additionsstellung steht, und in der anderen Richtung, wenn der Schalter in der Subtraktionsstellung steht. Die Startsteuerung 80 ist auch an einen Lösch- oder Rückstelleingang 92 des Z<hlars 74 geführt. Wenn daher die Startsteuerung 80 zuerst betätigt wird, steuert das Tor 76 durch, und der Zähler 74 wird auf Null rückgestellt. Dann liegen an den Zählers 42 und 74 Impulse vom Oszillator 84 an, bis die Zählung im Zähler 74 den in der Schaltung 70 gespeicherten vorgegebenen Wert erreicht, zu welchem Zeitpunkt das Tor 76 gelöscht und das Ausgangs signal des Oszillators 84 gesperrt wird.
  • Im Betrieb teilt die vorstehend anhand der Zeichnung beschriebene 0 Steuerschaltung eine Ausgangsperiode (360° Phasenverschiehung) des Resolvers 12 in eine Anzahl von beliebigen Teilen bis zur höchsten Zahl, welche durch die Zähler 42 und 28, die Vergleichsschaltung 62 und 36 sowie den Eingabekreis 38 verarbeitet werden kann. In der Praxis ergab es sich, daß eine maximale Zählung von 10.000 für die Feinstbearbeitung ausreicht, da eine solche Anlage in Verbindung mit einem 720-poligen Resolver jeden Grad der Resolverdrehung in 10.000 Teile unterteilen wurde. Für die meisten industriellen mittleren und Grobbearbeitungsgänge reicht eine maximale Zählung von 1.000 aus. Zur Bestimmung der in die Eingabekreise 38 und 70 einzuspeisenden Digitaldaten wird die maximale Basiszahl, in diesem Falle 10.000 zuerst durch die Anzahl N 1 der gewünschten Teilungen eines Resolverumlaufs geteilt. Diese Teilung ergibt einen ganzzahligen Quotienten P und meist auch einen Rest. Der Rest entfällt, und die ganze Zahl P wird mit N multipliziert, um die neue Basiszahl B zu erhalten. Die Basis zahl B wird dem Eingabekreis 38 und die ganze Zahl B dem Eingabekreis 70 eingespeist. Wenn die Startsteuerung 80 betätigt wird, bewirkt die Servosteuerung 68 P Schritte der Servobewegung, wobei jeder Schritt 1/B Teilungen eines einzigen Resolverumlaufs darstellt, so daß ein zusammengesetzter Weg oder Schritt von P/B oder 1/N Teilungen eines einzigen Resolverumlaufs bewegt wird.
  • Somit wird jeder Pesolverumlauf in N Wegteile oder Schritte unterst teilt.
  • Als Beispiel sei angenommen, daß eine einzige Periode des Resolverausgangssianals (oder ein Grad der Winkeldrehung) in 201 Teile unterteilt werden soll. Zehntausend geteilt durch 201 ist gleich 49 plus ein Bruch. Der digitale Eingabekreis 38 wird auf 9.849 (49 mal 201), und der digitale Eingabekreis 70 auf 49 eingestellt.: Bei einer Betätigung der Startsteuerung 80 verbindet das Tor 76 den Oszillator 84 mit dem Zähler 74 sowie mit dem Plus-Minuszähler 42. Wenn der Zähler 74 von 1 bis 49 zählt, bewirkt die Servosteuerung 68 für jeden Ausgangsimpuls des Oszillators 84 einen einzigen Schritt der Servobewegung, die gleich ist 1/9,849 der Sollteilung. Nach 49 Impulsen des Oszillators 84 ist die Summe der verschiedenen Servobewegungen gleich 49/9,849 oder 1/201 eine einzigen Umlaufs oder einer einzigen Periode.
  • Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eignet sich auch für andere als die vorstehend beschriebene Arten von dynamischen Teilungen. Beispielsweise kann anstelle der Teilung eines einzige Grades leicht auch eine Kreisteilung durch Multiplikation von P mit 360 sowie durch Eingabe dieses Produktes in den Kreis 70 durchgeführt werden. Außerdem kann das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel zur Teilung eines Kreises in eine Zahl von Teilungsintervallen verwendet werden, die größer ist als 10.000, vorausgesetzt, daß die Zahl keine Primzahl ist. Wenn beispielsweise ein Kreis in 15.000 Teilungsabschnitte unterteilt werden soll, können P und B auf der Grundlage von 750 Nennschritten berechnet werden, worauf P anstatt mit 360 mit 180 multipliziert wird. Wo Primzahlen verwendet werden sollen, die voraussicht-Ich größer als 10.000 sind, kann die maximale Grundzahl der Zähler usw. leicht erhöht werden, beispielsweise auf 20.000.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung erhellt, daß erfindungsgemäß ein Stellungsmeßgeber geschaffen worden ist, der sich besonders gut für industrielle Steuerungsanlagen eignet und der die vorstehend beschriebene Aufgabe der Erfindung, ihre Ziele und Vorteile voll erfüllt. Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Während die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit einem bestimmten, von Hand programmierten und betätigten Ausführungsbeispiel erläutert worden ist, sei bemerkt, daß die digitalen Eingabekreise 38, 70 sowie die Startsteuerung 80 durch einen entsprechend programmierten Digitalrechner oder eine industrielle Steuerungsanlage beaufschlagt und betätigt werden können. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel können das Register 32 und der Zähler 42 anstatt mit den Anzeigen 34 und 58 mit einer programmierten Steuerung dieser Art verbunden sein, um der Steuerung für den Betrieb der Schaltungen eine Anzeige zu liefern. Obwohl die Erfindung anhand eines Kreisteilungsgerätes beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß sie Fenso vorteilaft angewandt werden kann, wo lineare, bogenförmige, willkürliche oder beliebige andere Bewegungsarten in eine vorgegebene Anzahl von Teilungen oder Schritten unterteilt werden sollten,.

Claims (12)

  1. Patentansprüche
    Stellungsmeßgeber in einer industriellen Steuerungsanlage zur Teilung eines vorgegebenen Bereichs von Maschinenstellungen in eine bestimmte Anzahl von Abstands- oder Folgestellungen, dadurch gekennzeichnet, daß er einen elektronischen Servoregelkreis (40) mit einer Vorrichtung (12) umfaßt, welche mit der Maschine in Wirkverbindung steht, um ein Ausgangs signal (14,16) in Abhängigkeit von der Maschinenstellung abzugeben, ferner dadurch, daß Zähler (28,42) zur synchronen Zählung mit dem Ausgangssignal (14,16) über einen Zählbereich (otB) sowie eine Vorrichtung zur wahlweisen Festlegung (50) des Zählbereiches (O-B) einschließlich einer, eine vorgegebene Basiszahl (B) speichernde Vorrichtung (32) vorgesehen sind, sowie dadurch, daß eine Vorrichtung (26) mit dem ersten Zähler (28) verbunden ist, um ein erstes Signal abzugeben, wenn der erste Zähler (28) eine vorgegebene Zählung erreicht und schließlich dadurch, daß Einrichtungen (66,68) in Abhängigkeit vom ersten Signal die Bewegung der Maschine über diesen Stellungsabschnitt (P/B) steuern, so daß die Maschine in diesem Abschnitt (P/B) eine der vorgegebenen Zählung (70) entsprechende Stellung einnimmt.
  2. 2. Stellungsmeßgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (12) zur Erzeugung des ersten Signals eine Vorrichtung (38) zur Speicherung einer Zählung umfaßt, welche der vorgegebenen Zählung gleich ist sowie eine Einrichtung (36b zum Vergleich der Zählung in dem Speicher (38) mit der Zählung in den Zählern (28,42), um das erste Signal zu erzeugen.
  3. 3. Stellungsmeßgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (74,76) die Zählung im Speicher (38) um eine Größe (P) ändern, so daß die Maschine eine neue Stellung einnimmt, die gegenüber ihrer früheren Stellung um einen Abstand versetzt ist, der gleich ist (P/B x Stellungsbereich).
  4. 4. Stellungsmeßgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähländerungsvorrichtung (74,76) die Zählung um (P) positive Zuwachs schritte von Eins ändert, wodurch die Maschine eine neue Stellung in Abhängigkeit von jedem Zuwachsschritt einnimmt.
  5. 5. Stellungsmeßgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähländerungsvorrichtung (74,76) die Zählung um um(P) negative Verringerungsschritte von Eins ändert, wodurch die Maschine eine neue Stellung in Abhängigkeit von jedem Verringerungsschritt einnimmt.
  6. 6. Stellungsmeßgeber nach Anspruch 3, zur Teilung des Bereiches in N getrennte Einzelabschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Basiszahl des ersten Zählers (28) Bm ist, da BmS N = P, wobei P eine ganze Zahl plus einen Rest darstellt, sowie dadurch, daß B = P x N, wodurch der Abschnitt gleich ist (1/N x Stellungsbereich).
  7. 7. Industrielle Steuerungsanlage zur Teilung eines vorgegebenen Bereichs von Maschinenstellungen in eine vorgegebene Anzahl von Stellungsabschnitten N, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenregelkreis (40) eine, ein periodisches Signal von feste Frequenz erzeugende Bezugsschaltung (10) besitzt, daß eine Vorrichtung (12) an die Bezugsschaltung (10) zur Abgabe eines in Abhängigkeit von der Maschinenstellung phasenmodulierten Ausgangssignals (14,16) angeschlossen ist, daß das Ausgangssignal (14,16) beim Durchfahren des Stellungsbereiches eine 3600-Phasenverschiebung durchläuft, ferner dadurch, daß ein erster Zähler (28) während jeder elektrischen Periode des Ausgangssignals (14,16) einen Zählbereich (0-B) abzählt, daß en Phasenfehlerdetektor (20) in Abhängigkeit von einer Phasen differenz zwischen dem ersten Zähler (28) und dem phasenmodulierten Ausgangssignal (14,16) die Zählfrequenz des ersten Zählers (28) steuert, so daß dieser den Zählbereich (0-B) synchron mit dem phasenmodulierten Signal (14,16) abzählt, weiter dadurch, daß eine Einrichtung (50) wahlweise den Zähler bereich (0-B) bestimmt und einen Speicher (38) für eine vorgegebene Zählergrundzahl (B) umfaßt, daß eine erste Vergleichsschaltung (36) die vorgegebene Grundzhhl (B) mit dem Ausgangssignal des ersten Zählers (28) vergleicht, daß eine Vorrichtung (20) in Abhängigkeit von der ersten Vergleichsschaltung (36) den ersten Zähler (28) löscht, wenn dessen Zählung die vorgegebene Grundzahl (B) erreicht, sodann dadurch, daß ein zweiter Zähler (42) eine Vorrichtung (70) zur Speicherung einer gewählten ganzen Zahl (P = BZ umfaßt, daß eine weitere Vorrichtung (80) ein Befehissignal (78) abgibt, weiter dadurch, daß eine Vorrichtung (74) in Abhängigkeit vom Befehls; sigaal (78) P Zählschritte zählt, daß eine zweite Vergleichssdaltung (62) ein Ausgangssignal des ersten Zählers (28) mit einem Ausgangssignal des zweiten Zählers (42) vergleicht, daß eine Bezugsschaltung (22) ein Signal (24) abgibt, das gegenüber dem periodischen Signal von unveränderlicher Frequenz phasenstarr ist, ferner dadurch, daß eine Einrichtung (66) in Abhängigkeit von einer Phasendifferenz zwischen der zweiten Vergleichsschaltung (62) und der Bezugsschaltung t22) ein dieser Differenz proportionales Phasenfehlersignal erzeugt, sowie dadurch, daß eine Vorrichtung (68) die Maschinenstellung in Abhängigkeit vom Phasenfehlersignal in einer Richtung ändert, in welcher das Phasenfehlersignal weitgehend herabgesetzt wird, und schließlich dadurch, daß jeder Zählschritt des zweiten Zählers (42) eine Stellungsänderung bewirkt, die gleich ist (1/B x vorgegebener Stellungsbereich}.
  8. 8. Industrielle Steuerungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn-; zechnet, daß die Zähländerungseinriclitung (74,76) einen Zähiungssignalgeber (74) umfaßt, der in Abhängigkeit von einem Befehlssignal (86) ein Zählsignal erzeugt, daß ein erster Zähler (28) in Abhängigkeit von dem Zählsignal von Null bis P zählt, sowie dadurch, daß eine Vorrichtung (92) das Zählsignal löscht, wenn der erste Zähler (28) eine Zählung von P erreicht und schließlich dadurch, daß ein Speicher (38) einen zweiten Zähler (42) umfaßt, der in Abhängigkeit vom Zählsignal P Zählschritte durchführt.
  9. 9. Industrielle Steuerungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zähler (42) ein Additionszähler (88) mit einem Löscheingang (56> ist sowie dadurch, daß die Zähländerungseinrichtung (74,76) auch eine an den Löscheingang (56) und an den Grundzahlspeicher (38) angeschlossene Vergleichsschaltung (52) umfaßt, welche die Zählung im zweiten Zähler (42) mit der vorgegebenen Grundzahl (B) vergleicht und den zweiten Zähler (42) löscht, wenn dessen Zählung die vorgegebene Grundzahl (B) erreicht.
  10. 10. Industrielle Steuerungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zahler (42) ein Subtraktionszahler (90) mit voreingestellten Eingängen (44) und einem Übertragsausgang (48) ist, sowie dadurch, daß die Zähländei rungseinrichtung auch Torschaltungen (46) umfaßt, welche in Abhängigkeit vom Übertragsausgangssignal (48) dem zweiten Zähler (42) auf die gewählte Zählergrundzahl (B) einstellen.
  11. 11. Industrielle Steuerungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung für das Zählsignal (84) eine Verriegelungsschaltung mit ersten Toren (46) umfaßt, welche in Abhangigkeit vom Befehlssignal (86) den Zahler Zählsignalgeber (74) mit dem ersten (28) und zweiten (42) / verbinden sowie mit einem zweiten Tor (76), welches in Abhängigkeit von einem Löschsignal den Geber (74) von dem Zähler (28, 42) trennt und ferner dadurch, daß eine Vorrichtung (84) in Abhängigkeit von der Zählung des ersten Zählers (28) ein Löschsignal an das zweite Tor (76) abgibt, wenn die Zählung im zweiten Zähler (42) die Größe(P)erreicht.
  12. 12. Industrielle Steuerungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Löschsignals (84) auch den ersten Zähler (28) auf Null zurückstellt.
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