DE2637631A1

DE2637631A1 - Control circuit for copy milling machine - has vector analysers which correct deviation from true position

Info

Publication number: DE2637631A1
Application number: DE19762637631
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing Floeter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1978-02-23

Abstract

The electric circuit is for controlling a copying milling machine and includes a first vector analyser. This generates from the three output voltages of the sensing system a voltage proportional to the cosine component of the angular direction of each spatial displacement vector. A second vector analyser generates signals proportional to the velocity of the sensing probe. A computer circuit is used in the second analyser which arranges that the required value is the tangent of the angle of displacement and this is compared with the actual value. The actual value is calculated by dividing the velocity along the 'y' axis by the velocity along the 'x' axis.

Description

Elektrische Kopiersteuervorrichtung, insbesondere für Kopier-Electric copy control device, especially for copier

fräsmaschinen (Zusatz zur Patentanmeldung P 25 43 629.7-14, VPA 75 P 3185) Das Hauptpatent bezieht sich auf eine elektrische Kopiersteuervorrichtung, insbesondere für Kopierfräsmaschinen, mit folgenden Merkmalen: a) Ein ein Modell mechanisch abtastender FUhler, der einen Fühlstift und drei rechtwinklig zueinander arbeitende Spulensysteme als FUhlsysteme aufweist, von deren Ausgangsspannungen Geschwindigkeitssteuersignale für die Vorschubantriebe in den Maschinenachsen abgeleitet sind, b) eine Einrichtung, welche zur Einhaltung eines vorgegebenen Betrags der ?Uhlstiftauslenkung den Vorschubantrieben entsprechende Korrektursignale zuführt, c) ein erster Vektoranalysator, der aus den drei Ausgangsspannungen der FUhlsysteme Spannungen bildet, die Jeweils den Cosinuskomponenten der Richtungswinkel des räumlichen Auslenkungsvektors bezüglich dreier rechtwinklig zueinander stehender Maschinenachsen sowie dem Betrag des räumlichen Auslenkungsvektors proportional sind, d) ein Auslenkungsregler, dem der Betrag des räumlichen Auslenkungsvektors als Istwert und ein entsprechender Sollwert zugeführt werden, und dessen Ausgangsspannung den Eingängen von Multiplizierern zur Bildung von Korrekturgrößen zugeführt sind, deren andere Eingänge an die Ausgänge des ersten Vektoranalysators angeschlossen sind, - -e ) ein zweiter Vektoranalysator, dem die Ausgangsspannungen der FUhlsysteme zugeführt sind und dessen Ausgangsspannungen zur Bildung von Geschwindigkeitssteuersignalen mit einer dem Betrag der vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit proportionalen Größe multipliziert werden, f) die Geschwindigkeitssteuersignale und die entsprechenden Korrektursignale sind Vorschubgeschwindigkeitsreglern als Sollwerte zugeführt.milling machines (addendum to patent application P 25 43 629.7-14, VPA 75 P 3185) The main patent relates to an electric copy control device, especially for copy milling machines, with the following features: a) One model mechanically scanning sensor, one feeler pin and three at right angles to each other having working coil systems as FUhlsysteme, of their output voltages Speed control signals for the feed drives in the machine axes are derived are, b) a device which ensures compliance with a specified amount of the ? Uhl pin deflection supplies the feed drives with corresponding correction signals, c) a first vector analyzer, which is derived from the three output voltages of the sensing systems Forms stresses, each of which is the cosine component of the directional angle of the spatial Deflection vector with respect to three machine axes at right angles to one another and are proportional to the amount of the spatial displacement vector, d) a displacement controller, which is the amount of the spatial deflection vector as the actual value and a corresponding one Setpoint are fed, and its output voltage to the inputs of multipliers for the formation of correction variables are supplied, the other inputs to the outputs of the first vector analyzer are connected, - -e ) a second Vector analyzer to which the output voltages of the sensor systems are fed and its output voltages for the formation of speed control signals with a multiplied by the amount of the specified feed rate proportional size f) the speed control signals and the corresponding correction signals feed rate controllers are supplied as setpoints.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die elektrische Kopiersteuervorrichtung nach Patentanmeldung P 25 43 629.7-14 so weiterzubilden, daß auch beim Kopieren in der Kopierebene, die einen Drehwinkel zu der durch Jeweils zwei achsparallele Vorschubrichtungen gebildetenEbene einschließt, mit vorgegebener konstanter resultierender Vorschubgeschwindigkeit verfahren werden kann.It is the object of the present invention to provide the electric copy control device to develop according to patent application P 25 43 629.7-14 so that even when copying in the copy plane, which has an angle of rotation to that by two axially parallel Includes the plane formed, with a given constant resulting Feed rate can be moved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem zweiten Vektoranalysator eine mit einer den gewtinschten Drehwinkel angebenden Spannung beaufschlagte Rechenschaltung zugeordnet ist, und daß zur Korrektur der Richtungswinkel des Geschwindigkeitsvektors ein Drehwinkelregler vorgesehen ist, dem als Sollwert eine den Tangens des gewünschten Drehwinkels angebende Spannung und als Istwert der in einem Dividierer gebildete Quotient zweier Vorschubgeschwindigkeiten zugeführt ist und dessen Ausgangsspannung auf einen der beiden Geschwindigkeitsregler zusätzlich aufgeschaltet ist.According to the invention this object is achieved in that the second Vector analyzer a voltage indicating the desired angle of rotation applied computing circuit is assigned, and that for correcting the direction angle of the speed vector, a rotation angle controller is provided as a setpoint a voltage indicating the tangent of the desired angle of rotation and as an actual value the quotient of two feed speeds formed in a divider is supplied and its output voltage on one of the two speed controllers is activated.

Die bei der erfindungsgemäßen Kopiersteuervorrichtung vorgesehene Koordinatendrehung durch die Rechenschaltung gewährleistet, daß auch beim Kopieren in einer um einen vorgegebenen Drehwinkel gedrehten Kopierebene der Auslenkungsvektor rechtwinklig auf dem Geschwindigkeitsvektor steht. Um auch bei Ungenauigkeiten der Rechenschaltung zu gewährleisten, daß die Richtung des Geschwindigkeitsvektors eingehalten wird, nimmt der Drehwinkelregler entsprechende Korrektureingriffe vor.The one provided in the copy control device according to the invention Coordinate rotation by the computing circuit ensures that even when copying the deflection vector in a copying plane rotated by a predetermined angle of rotation is at right angles to the velocity vector. In order to avoid inaccuracies in the Computing circuit to ensure that the direction of the speed vector is observed the angle of rotation controller takes appropriate corrective actions.

Eine Rechenschaltung, die eine mathematisch exakte Lösung der erforderlichen Koordinatendrehung durchführt, ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: a) Ein Funktionsgeber und ein weiterer Funktionsgeber, die aus der Spannung für den gewünschten Drehwinkel Spannungen für dessen Cosinuskomponente und dessen Sinuskomponente bilden, b) zwei Multiplizierer, denen die Spannungen für die Cosinuskomponente bzw. die Sinuskomponente des gewünschten Drehwinkels sowie jeweils eine der Ausgangsspannungen zweier FUhlsysteme zugeführt sind, c) zwei Multiplizierer zur Bildung jeweils einer Winkelkomponente von Richtungswinkeln des Geschwindigkeitsvektors gegen die beiden übrigen Maschinenachsen, denen eingangsseitig die andere Ausgangsspannung des zweiten Vektoranalysators und jeweils eine der Spannungen für die Winkelkomponenten des gewünschten Drehwinkels zugeführt sind.A computing circuit that provides a mathematically exact solution of the required Performs coordinate rotation is characterized by the following features: a) A function generator and another function generator that result from the voltage for the desired angle of rotation voltages for its cosine component and its sine component form, b) two multipliers to which the voltages for the cosine component resp. the sine component of the desired angle of rotation and one of the output voltages two FUhlsysteme are fed, c) two multipliers to form one each Angular component of direction angles of the velocity vector against the two other machine axes, which have the other output voltage of the second on the input side Vector analyzer and one of the voltages for each of the angular components of the desired angle of rotation are supplied.

Bei Anwendung dieser Rechenschaltung ist der Eingriff des Drehwinkelreglers sehr klein. Der Drehwinkelregler korrigiert nur die durch die Toleranzen der Bauelemente der Rechenschaltung verursachten Ungenauigkeiten.When using this arithmetic circuit, the intervention of the angle of rotation controller is tiny. The angle of rotation controller only corrects those caused by the tolerances of the components the computing circuit caused inaccuracies.

Eine wesentlich einfacher aufgebaute Rechenschaltung enthält zwei Multiplizierer, denen eine der Ausgangsspannungen des zweiten Vektoranalysators und jeweils eine der Spannungen für die Winkelkomponenten des gewünschten Drehwinkels zugeführt sind. Diese Rechenschaltung ermöglicht eine Näherungslösung.A much simpler arithmetic circuit contains two Multipliers to which one of the output voltages of the second vector analyzer and one of the voltages for each of the angular components of the desired angle of rotation are supplied. This arithmetic circuit enables an approximate solution.

Der Drehwinkelregler korrigiert den Näherungsfehler des Drehwinkels.The angle of rotation controller corrects the approximation error of the angle of rotation.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine vektorielle Darstellung zur Erläuterung der Erfindung, Figur 2 einen Signalflußplan einer Vorschubsteuerung, Figur 3 ein Schaltbild einer Rechenschaltung für eine Näherungslösung.The invention is illustrated by way of example with reference to the accompanying drawings explained. The figures show: FIG. 1 a vector illustration to explain the invention, FIG. 2 shows a signal flow diagram of a feed control; FIG. 3 shows a circuit diagram of a Calculation circuit for an approximate solution.

In der vektoriellen Darstellung der Figur 1 ist der Schnittpunkt von drei rechtwinklig aufeinanderstehenden Koordinatenachsen x, y, z mit 0 bezeichnet. Der Koordinatenursprung 0 stimmt, wie bereits in der Hauptanmeldung erläutert wurde, mit dem Mittelpunkt des halbkugelförmigen Fühlstiftkopfes bei dessen nicht ausgelenkter Stellung überein. Der Fräsvorgang soll Jedoch im Gegensatz zur Hauptanmeldung nicht in einer Ebene stattfinden, die zwei Vorschubachsen enthält, sondern in einer zg-Ebene, welche die -Achse und die z-Achse enthält. Die zS-Ebene schließt mit der xz-Ebene einen Drehwinkel YA ein. Der Auslenkungsvektor d schließt mit der x-Achse einen WinkelorA, mit der y-Achae einen Winkel ßA und mit der z-Achse einen Winkel γA ein. Die Auslenkungskomponente in x-Richtung ist mit dx, die Auslenkungskomponente in y-Richtung mit dy, die Auslenkungskomponente in z-Richtung mit dz und die Auslenkungskomponente in y-Richtung mit d# bezeichnet. Die Geschwindigkeitskomponente in x-Richtung ist mit vx, die Geschwindigkeitskomponente in y-Richtung mit Yyw die Geschwindigkeitskomponente in z-Richtung mit vz bezeichnet und die in g-Richtung mit v# . Der Geschwindigkeitsvektor v schließt mit der x-Richtung einen WinkelαG, mit der y-Richtung einen Winkel ßG und mit der z-Richtung einen Winkel γG ein. Der Geschwindigkeitsvektor v steht rechtwinklig auf dem Auslenkungsvektor d. Somit gelten folgende Beziehungen: dx = d . cosαA = d . sinγA cos#A (1) dy = d cos4A = d sind sin4 (2) dz = d . cosγA (3) vx = v . cosαG = v . sinγG . cos#g (4) vy = v . cosßG = v . sinγG . sind#G (5) vz = v . cosγG (6) d9 = d sintA (7) v# = v . sinγG vx = v . cosγA . cos#A vy = v . cosγA . sin#A vz = -v . sinγA = -v . cosαA/cos#A = - V . cosγAo (11) # = #A = #G (d. h. keine Querauslenkung) (12) Bei einem entgegengesetzt gerichteten Geschwindigkeitsvektor ergibt sich, daß sich bei den Gleichungen (9), (10) und (11) lediglich das Vorzeichen ändert.In the vector illustration of FIG. 1, the intersection is from three mutually perpendicular coordinate axes x, y, z denoted by 0. The coordinate origin 0 is correct, as already explained in the main application, with the center of the hemispherical feeler pin head at its not deflected Position. However, in contrast to the main application, the milling process should not take place in a plane that contains two feed axes, but in a zg plane, which contains the -axis and the z-axis. The zS level closes with the xz level a rotation angle YA. The deflection vector d closes with the x-axis WinkelorA, with the y-achae an angle βA and with the z-axis an angle γA a. The deflection component in the x-direction is with dx, the deflection component in the y-direction with dy, the deflection component in the z-direction with dz and the deflection component denoted by d # in the y-direction. The speed component in the x-direction is with vx, the speed component in the y-direction with Yyw the speed component in the z-direction with vz and those in the g-direction with v #. The speed vector v forms an angle αG with the x-direction and an angle with the y-direction ßG and an angle γG with the z-direction. The speed vector v stands at right angles to the deflection vector d. The following relationships therefore apply: dx = d. cosαA = d. sinγA cos # A (1) dy = d cos4A = d are sin4 (2) dz = d. cosγA (3) vx = v. cosαG = v. sinγG. cos # g (4) vy = v. cosßG = v. sinγG. are # G (5) vz = v. cosγG (6) d9 = d sintA (7) v # = v. sinγG vx = v. cosγA. cos # A vy = v. cosγA. sin # A vz = -v. sinγA = -v. cosαA / cos # A = - V. cosγAo (11) # = #A = #G (i.e. no transverse deflection) (12) With an oppositely directed velocity vector it follows that in equations (9), (10) and (11) only the sign changes.

Fig. 2 zeigt einen Signalflußplan einer Vorschubsteuerung für die z?-Ebene. Auf den das Werkzeug tragenden, schematisch dargestell--ten Schlitten 18 wirken die Vorschubmotoren 19, 20, 21, welche von ihnen zugeordneten Geschwindigkeitsreglern 22, 23 und 24 über Stellglieder 22a, 23a, 24a gesteuert werden. Die Vorschubgeschwindigkeits-Istwerte vx, vy und vz in den einzelnen Maschinenachsen werden von Meßgebern 25, 26 und 27 geliefert, welche beispielsweise mit den Vorschubmotoren gekuppelte Tachodynamos sein können.Fig. 2 shows a signal flow diagram of a feed control for the z? level. On the schematically shown slide carrying the tool 18 the feed motors 19, 20, 21 act, which of them are assigned speed controllers 22, 23 and 24 are controlled via actuators 22a, 23a, 24a. The actual feed rate values vx, vy and vz in the individual machine axes are measured by encoders 25, 26 and 27 supplied, which for example with the feed motors coupled tacho dynamos could be.

Mit dem Werkzeugschlitten ist ein Fühlergehäuse 4 starr gekuppelt, das die Fühlsysteme 13, 14 und 15 enthält. An ihren Ausgängen werden die den Auslenkungskomponenten des FUhlstiftes in den einzelnen Achsen proportionalen Spannungen dx, dy und dz abgegriffen.A sensor housing 4 is rigidly coupled to the tool slide, which contains the sensing systems 13, 14 and 15. The deflection components are at their outputs of the feeler pin in the individual axes proportional voltages dx, dy and dz tapped.

Damit als Voraussetzung für exakte Konturtreue der Betrag des räumlichen Auslenkungsvektors dkonstant gehalten wird, ist ein Auslenkungsregler 34 vorgesehen, dem als Sollwert eine Spannung für den gewünschten Auslenkungsbetrag d* vorgegeben wird. Der Istwert d für den Betrag des Auslenkungsvektors wird in einem ersten Vektoranalysator 35 gebildet, der den Istwert daus den Komponenten dx dy und dz errechnet. An den drei weiteren Ausgängen des Vektoranalysators 35 stehen Spannungen an, welche den Cosinusfunktionen der Winkel g A, ß A undg A zwischen dem Auslenkungsvektor d und den Koordinatenachsen x, y, z entsprechen. Die Cosinusfunktionen cosorA, cos A und cosy2A an den Ausgängen des Vektoranalysators 35 werden Jeweils einem der Eingänge von Multiplizierern 37, 36 und 101 zugeführt, deren zweitenEingänge vom Korrektursignal K des Auslenkungsreglers 34 beaufschlagt sind.Thus the amount of the spatial as a prerequisite for exact contour fidelity Deflection vector d is kept constant, a deflection controller 34 is provided, to which a voltage for the desired amount of deflection d * is specified as a setpoint will. The actual value d for the amount of the deflection vector is measured in a first vector analyzer 35 is formed, which calculates the actual value d from the components dx, dy and dz. To the three other outputs of the vector analyzer 35 are voltages which the Cosine functions of the angles g A, β A and g A between the deflection vector d and correspond to the coordinate axes x, y, z. The cosine functions cosorA, cos A and cosy2A at the outputs of the vector analyzer 35 are each one of the inputs from multipliers 37, 36 and 101, the second inputs of which are from the correction signal K of the deflection controller 34 are acted upon.

Der Auslenkungsregler 34, der ein integrales Verhalten aufweist, ändert seine als Korrekturgröße K wirkende Ausgangsspannung solange, bis der tatsächlich auftretende Betrag des Auslenkungsvektors d mit dem vorgegebenen Sollwert d* übereinstimmt. Die Ausgangsspannungen der Multiplizierer 37, 36 und 101 werden den Geschwindigkeitsreglern 22, 23, 24 über die Summationsstellen 114, 115 und 116 eingangsseitig aufgeschaltet. Die an den Ausgängen der Multiplizierer 37, 36 und 101 anstehenden Korrekturwerte sind wesentlich kleiner als die eigentlichen Geschwindigkeitssollwerte und haben deshalb keinen merkbaren Einfluß auf die resultierende Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs.The deflection controller 34, which has an integral behavior, changes its output voltage acting as correction variable K until the actually occurring amount of the deflection vector d coincides with the specified target value d *. The output voltages of multipliers 37, 36 and 101 are the speed controllers 22, 23, 24 connected on the input side via the summation points 114, 115 and 116. The correction values present at the outputs of the multipliers 37, 36 and 101 are significantly smaller than the actual speed setpoints and have therefore no noticeable influence on the resulting feed rate of the Tool.

Der Vektoranalysator 35 könnte grundsätzlich in einer Einrichtung bestehen, welche durch Radizieren der Summe der Quadrate der drei Auslenkungskomponenten dx dy und dz den Betrag des Auslenkungsvektors bildet und mit dieser Größe dann die einzelnen Winkelkomponenten durch Division errechnet. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen derartigen Vektoranalysator 35 ist in Fig. 7 der Hauptanmeldung dargestellt.The vector analyzer 35 could in principle be in one device which are obtained by rooting the sum of the squares of the three displacement components dx dy and dz form the amount of the deflection vector and then with this value the individual angular components are calculated by division. Another embodiment for such a vector analyzer 35 is shown in FIG. 7 of the parent application.

Die Auslenkungskomponenten dxS dy und dz werden in einem zweiten Vektoranalysator 31 und in einer Rechenschaltung 106 - 112 in die Cosinuskomponenten der Richtungswinkel für den Geschwindigkeitsvektor umgeformt. Mit Funktionsbildnern 106 und 107 werden aus der Spannung für den gewünschten Drehwinkel * Spannungen für die Cosinuskomponente bzw. die Sinuskomponente des gewünschten Drehwinkels gebildet. Die der Cosinuskomponente des gewünschten Drehwinkels * proportionale Spannung wird in einem Multiplizierer 108 mit der Auslenkungskomponente dx multipliziert. Die der Sinuskomponente des gewünschten Drehwinkels proportionale Spannung wird in einem weiteren Multiplizierer 109 mit der Auslenkungskomponente dy multipliziert. Die Ausgangsspannungen der beiden Multiplizierer 108 und 109 werden addiert und die Summenspannung wird dem zweiten Vektoranalysator 31 eingangsseitig zugeführt. Die genannte Summenspannung stellt die Auslenkungskomponente dg in Q-Richtung dar. Die Auslenkungskomponente dz wird dem zweiten Vektoranalysator 31 ebenfalls eingangsseitig zugeführt.The deflection components dxS, dy and dz are analyzed in a second vector analyzer 31 and in a computing circuit 106-112 into the cosine components of the direction angle transformed for the velocity vector. With function builders 106 and 107 from the voltage for the desired angle of rotation * voltages for the cosine component or the sine component of the desired angle of rotation is formed. That of the cosine component The voltage proportional to the desired angle of rotation * is used in a multiplier 108 multiplied by the deflection component dx. The sine component of the The voltage proportional to the desired angle of rotation is added to a further multiplier 109 multiplied by the deflection component dy. The output voltages of the two Multipliers 108 and 109 are added and the sum voltage becomes the second Vector analyzer 31 supplied on the input side. The aforementioned total voltage represents the deflection component dg in the Q direction. The deflection component dz becomes the second vector analyzer 31 is also supplied on the input side.

Die Ausgangsspannung am unteren Ausgang des zweiten Vektoranalysators 31 stellt nach Umkehr ihres Vorzeichens in einer Vorzeichen-Umkehrstufe 111 einen Sollwert für die Cosinuskomponente des Richtungswinkels tG des Geschwindigkeitsvektors gegen die z-Achse dar. Sie wird in einem Multiplizierer 102 mit dem vorgegebenen Betrag v* für die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit multipliziert und dem Summierpunkt 116 am Eingang des Geschwindigkeitsreglers 24 für die z-Achse zugeführt. Der Sollwert vz* für die Geschwindigkeitskomponente in z-Richtung wird somit durch die Summe der Ausgangsspannungen der Multiplizierer 101 und 102 gebildet.The output voltage at the lower output of the second vector analyzer 31, after reversing its sign in a sign reversal stage 111, represents a Setpoint for the cosine component of the direction angle tG of the speed vector against the z-axis. It is given in a multiplier 102 with the Amount v * multiplied for the desired feed rate and the summing point 116 at the input of the speed controller 24 for the z-axis. The setpoint vz * for the speed component in the z-direction is therefore given by the sum of the output voltages of the multipliers 101 and 102 are formed.

Die Ausgangsspannung am oberen Ausgang des zweiten Vektoranalysators 31 wird in zwei Multiplizierern 110 und 112 mit der Sinuskomponente sin#* bzw. der Cosinuskomponente cos* des gewünschten Drehwinkels #* multipliziert. Die Ausgangsspannungen der Multiplizierer 110 bzw. 112 stellen die Sollwerte für die Cosinuskomponenten der Richtungswinkel ßG G bzw.oC0 des Geschwindigkeitsvektors gegen die y-Achse bzw. gegen die x-Achse dar. Die Ausgangsspannungen der Multiplizierer 110 bzw. 112 werden in den Multiplizierern 33 und 32 mit dem vorgegebenen Betrag v* für die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit multipliziert und in den Summierpunkten 115 bzw. 114 zu den Ausgangsspannungen der Multiplizierer 36 bzw.The output voltage at the upper output of the second vector analyzer 31 is in two multipliers 110 and 112 with the sine component sin # * and the Cosine component cos * of the required angle of rotation # * multiplied. The output voltages the multipliers 110 and 112 provide the setpoint values for the cosine components the direction angle ßG G or oC0 of the speed vector against the y-axis or against the x-axis. The output voltages of the multipliers 110 and 112 are in the multipliers 33 and 32 with the predetermined amount v * for the desired Feed rate is multiplied and added at summing points 115 and 114, respectively the output voltages of the multipliers 36 and

37 addiert. Die Jeweiligen Summenspannungen bilden die Sollwerte vy* und vx* für die Geschwindigkeitskomponenten in der y-Achse und der x-Achse. Sie werden den Geschwindigkeitsreglern 23 bzw.37 added. The respective total voltages form the setpoint values vy * and vx * for the speed components in the y-axis and the x-axis. she the speed controllers 23 resp.

22 der Antriebe in der y-Achse bzw. der x-Achse zugeführt.22 of the drives in the y-axis and the x-axis.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Sollwert vx* für den Geschwindigkeitsregler 22 für den Vorschubantrieb in der x-Achse somit durch die Summe der Ausgangsspannungen der beiden Multiplizierer 32 und 37 gebildet. Der Sollwert vy* für den Geschwindigkeitsregler 23 des Vorschubantriebs 20 für die y-Achse wird durch die Summe der Ausgangsspannungen der beiden Multiplizierer 33 und 36 unter Berücksichtigung der Ausgangsspannung eines Drehwinkelreglers 100 gebildet.In the illustrated embodiment, the setpoint value vx * for the Speed controller 22 for the feed drive in the x-axis thus by the Sum of the output voltages of the two multipliers 32 and 37 is formed. The setpoint vy * for the speed controller 23 of the feed drive 20 for the y-axis by the sum of the output voltages of the two multipliers 33 and 36 below Taking into account the output voltage of a rotation angle controller 100 is formed.

Zur Korrektur von Ungenauigkeiten der Rechenschaltung ist ein Drehwinkelregler 100 vorgesehen, an dessen Vergleichspunkt 113 eine Regeldifferenz aus einer die Tangens funktion des gewünschten Drehwinkels * angebenden Spannung und der Ausgangsspannung eines Dividierers 104 gebildet wird. Die Tangensfunktion des gewünschten Drehwinkels #* wird in einem Funktionsbildner 105 aus einer Spannung gebildet, die dem vorgegebenen gewünschten Drehwinkel#* * proportional ist. Dem Dividierer 104 werden die von den Geschwindigkeitsmeßgebern 25 und 26 erfaßten Vorschubgeschwindigkeiten vx in der x-Achse und vy in der y-Achse Dividieren 104 bildet somit den Tangens des Drehwinkels # als Quotienten aus vy und vx. die Ausgangsspannung des Drehwinkelreglers 100 wird dem Geschwindigkeitsregler 23 für den Vorschubantrieb in der y-Achse eingangsseitig aufgeschaltet.A rotation angle controller is used to correct inaccuracies in the arithmetic circuit 100 provided, at whose comparison point 113 a control difference from a die Tangent function of the desired angle of rotation * indicating the voltage and the output voltage a divider 104 is formed. The tangent function of the desired angle of rotation # * is formed in a function generator 105 from a voltage that corresponds to the predetermined desired angle of rotation # * * is proportional. The divider 104 receives from the Speed sensors 25 and 26 detected feed speeds vx in the Dividing x-axis and vy in the y-axis 104 thus forms the tangent of the angle of rotation # as the quotient of vy and vx. the output voltage of the rotation angle controller 100 becomes the speed controller 23 for the feed drive in the y-axis on the input side activated.

Die mit den Geschwindigkeitsmeßgebern 25 und 26 verbundenen Eingänge des Dividierers 104 und der Ausgang des Drehwinkelreglers 100 sind über die Umschaltkontakte eines Koordinatenwahlschalters 103 geführt. Im zeichnerisch dargestellten Beispiel ist angenommen, daß der gewünschte Drehwinkel y* kleiner als 450 ist. Dem Dividierer 104 wird die Vorschubgeschwindigkeit vy in y-Richtung als Dividend und die Vorschubgeschwindigkeit VX in x-Richtung als Divisor zugeführt. Dementsprechend wird die Ausgangsspannung des Drehwinkelreglers 100 dem Vergleichspunkt des Geschwindigkeitsreglers 23 für den Antrieb 20 in der y-Achse aufgeschaltet. Bei einem gewünschten Drehwinkel y *, der größer als 450 ist, wird der Koordinatenwahlschalter 103 umgesteuert. Dem Dividierer 104 wird dann die Vorschubgeschwindigkeit vx in x-Richtung als Dividend und die Vorschubgeschwindigkeit Vy in y-Richtung als Divisor zugeführt. Die Ausgangsspannung des Drehwinkelreglers 100 wird dem Vergleichspunkt des Geschwindigkeitsreglers 22 für den Antrieb 19 in der x-Achse aufgeschaltet. Bei einer derartigen Koordinatenumschaltung können noch weitere Umschaltungen in der übrigen Steuerung erforderlich werden. The inputs connected to the speed sensors 25 and 26 of the divider 104 and the output of the rotation angle controller 100 are via the changeover contacts a coordinate selector switch 103 out. In the example shown in the drawing it is assumed that the desired angle of rotation y * is less than 450. The divider 104 becomes the feed rate vy in the y direction as a dividend and the feed rate VX supplied as a divisor in the x direction. Accordingly, the output voltage becomes of the rotation angle controller 100 the comparison point of the speed controller 23 for switched on the drive 20 in the y-axis. At a desired angle of rotation y *, which is greater than 450, the coordinate selection switch 103 is reversed. To the Divider 104 then becomes the feed rate vx in the x direction as a dividend and the feed rate Vy in the y direction is supplied as a divisor. The output voltage of the rotation angle controller 100 is the comparison point of the speed controller 22 switched on for the drive 19 in the x-axis. With such a coordinate switch Further switchings in the rest of the control system may be necessary.

Anstelle der Rechenschaltung mit den Elementen 106 - 112, die eine mathematisch exakte Lösung ermöglicht, kann für viele Anwendungsfälle eine Näherungslösung ausreichen. Fig. 3 zeigt schematisch eine vereinfachte Rechenschaltung für eine derartige Näherungslösung. Instead of the arithmetic circuit with the elements 106-112, the one enables a mathematically exact solution, an approximate solution can be used for many applications sufficient. Fig. 3 shows schematically a simplified computing circuit for a such approximate solution.

Die den Drehwinkelf * angebende Spannung wird wiederum in Funktionsgebern 106 bzw. 107 in Spannungen für die Cosinuskomponente cosf* bzw. die Sinuskomponente sinS* des gewünschten Drehwinkels ' umgeformt. Dem zweiten Vektoranalysator 31 werden die Auslenkungskomponenten dx und dz unmittelbar zugeführt. Die Ausgangsspannung am unteren Ausgang des zweiten Vektoranalysators 31 wird als Sollwert für die Cosinuskomponente eines angenäherten Richtungswinkelsy»G des Geschwindigkeitsvektors gegen die z-Achse angesehen und dem Multiplizierer 102rzugeführt. Die Ausgangsspannung am oberen Ausgang des zweiten Vektoranalysators 31 wird in Multiplizierern 117 bzw. 118 mit den Spannungen für die Cosinuskomponente bzw. die Sinuskomponente des gewünschten Drehwinkels * multipliziert. Die Ausgangsspannungen der beiden Multiplizierer 117 ( ftiber die Vorzeichen-Umkehrstufe 111 bzw. 118 werden als Sollwerte für die Gosinuskomponenten von angenäherten Richtungswinkeln $ bzw. rG des Geschwindigkeitsvek--tors gegen die x-Achse bzw. gegen die y-Achse angesehen und den Multiplizierern 32 bzw. 33 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Multiplizierers 32 wird dem Summierpunkt 114, die Ausgangsspannung des Multiplizierers 33 wird dem Summierpunkt 115 und die Ausgangsspannung des Multiplizierers 102 wird dem Summierpunkt 116 zugeführt. The voltage indicating the angle of rotation el * is in turn used in function encoders 106 or 107 in voltages for the cosine component cosf * or the sine component sinS * of the desired angle of rotation 'transformed. The second vector analyzer 31 will be the deflection components dx and dz are supplied directly. The output voltage at the lower output of the second vector analyzer 31 is used as the setpoint for the cosine component an approximate direction angle y »G of the velocity vector against the z-axis and fed to the multiplier 102r. The output voltage at the upper output of the second vector analyzer 31 is in multipliers 117 and 118 with the voltages for the cosine component or the sine component of the desired angle of rotation * multiplied. The output voltages of the two multipliers 117 (via the Sign inversion stage 111 and 118 are used as setpoints for the Gosine components of approximate direction angles $ or rG of the velocity vector viewed against the x-axis or against the y-axis and the multipliers 32 and 33 supplied. The output voltage of the multiplier 32 becomes the summing point 114, the output voltage of the multiplier 33 becomes the summing point 115 and the The output voltage of the multiplier 102 is fed to the summing point 116.

Der durch die in Fig. 3 dargestellte vereinfachte Rechenschaltung verursachte Näherungsfehler der Koordinatendrehung wird vom Drehwinkelregler 100 ausgeglichen. Der Eingriff des Drehwinkelreglers 100 ist daher größer als bei der in Fig. 2 dargestellten Rechenschaltung für eine mathematisch exakte Lösung der Koordinatendrehung.The simplified computing circuit shown in FIG. 3 The approximation error caused by the coordinate rotation is detected by the rotation angle controller 100 balanced. The intervention of the rotation angle controller 100 is therefore greater than in the Computing circuit shown in Fig. 2 for a mathematically exact solution of the Coordinate rotation.

4 Patentansprüche 3 Figuren4 claims 3 figures

Claims

Claims 1. Electric copy control device, in particular for copy milling machines, with the following features: a) A mechanical model Scanning sensor, which has a feeler pin and three working at right angles to one another Has coil systems as Fuhisysteme, from their output voltage speed control signals for the feed drives in the machine axes are derived, b) a device, which to maintain a predetermined amount of the Fühlstifeauslulkung the feed drives supplies corresponding correction signals, c) a first vector analyzer, which from the three output voltages of the Ftihlsysteme forms voltages, each of the Cosine components of the directional angle of the spatial displacement vector with respect to three machine axes at right angles to each other and the amount of the spatial Deflection vector are proportional, d) a deflection controller to which the magnitude of the spatial deflection vector supplied as an actual value and a corresponding setpoint who «en, and its output voltage to the inputs of multipliers for formation of correction variables are supplied, the other inputs of which are connected to the outputs of the first Vector analyzer are connected, e) a second vector analyzer to which the output voltages are fed to the FUhlsysteme and its output voltages for the formation of speed control signals with a size proportional to the amount of the specified feed rate are multiplied, f) the speed control signals and the corresponding Correction signals are fed to feed rate controllers as setpoints, according to Patent application P 25 43 629.7-14, characterized in that the second vector analyzer (31) applied a voltage indicating the desired angle of rotation (f *) Arithmetic circuit (106-112; 106, 1O7, .117, 118) is assigned, and that for correction the direction angle of the speed vector (v) a rotation angle controller (100) is provided is, the setpoint is the tangent of the desired angle of rotation (f *) indicating voltage and the actual value that is formed in a divider (104) The quotient of two feed speeds (sys vx) is supplied and its output voltage switched to one of the two speed regulators (22 or 23) is.

2. Electric copy control device according to claim 1, characterized by a computing circuit with the following features: a) A function generator (106) and a further function generator (107), which from the voltage for the desired angle of rotation (9 *) Voltages for its cosine component (cos Y *) and its sine component (sin W *), b) two multipliers (108 and 109) to which the voltages for the cosine component or the sine component of the desired angle of rotation (y *) as well as one of the output voltages of two sensing systems (13 or 14) are, c) two multipliers (110 or 112) for forming an angle component each of direction angles of the speed vector (v) against the other two machine axes (x-axis, y-axis) to which the other output voltage of the second on the input side Vector analyzer (31) and each one of the voltages for the angle components (sin § *, cos f *) of the desired angle of rotation (*) are supplied.

3. Electrical coping control device according to claim 1, characterized by a computing circuit with two multipliers (117 and 118), which one of the Output voltages of the second vector analyzer (31) and one of the voltages in each case for the angle components (sin *, cos Y *) of the desired angle of rotation (f *) are.

4. Electric copy jam device according to claim 1, characterized in that that the inputs of the Dltidieres (104) and the output of the angle of rotation controller (100) via a coordinate selector switch (103) are performed.