DE2812187B1 - Einrichtung zur Positionserfassung bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen - Google Patents

Einrichtung zur Positionserfassung bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen

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DE2812187B1 DE19782812187 DE2812187A DE2812187B1 DE 2812187 B1 DE2812187 B1 DE 2812187B1 DE 19782812187 DE19782812187 DE 19782812187 DE 2812187 A DE2812187 A DE 2812187A DE 2812187 B1 DE2812187 B1 DE 2812187B1
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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Description

  • Die um 90" elektrisch gegeneinander verschobenen Rechteckspannungen an den Ausgängen der Verstärker 25, deren zeitlicher Verlauf an den mit 31 und 32 bezeichneten Zeilen in Fig.3 ersichtlich ist, speisen jeweils die primärseitigen Statorwicklungen 31 und 32 des Drehmelders 3. Die an der Rotorwicklung 33 abnehmbare Spannung wird einer Auswertestufe 8 zugeführt, die aus Filter 81 und nachgeschalteten Komparator 82 besteht Der Komparator 82 schaltet jeweils beim Nulldurchgang der Rotorspannung. Der Verlauf der Spannungen hinter dem Filter 81 und hinter dem Komparator 82 ist in Zeilen 81 und 82 von Fig. 3 dargestellt. Wie ersichtlich, ist das Auftreten der Nulldurchgänge zu den Zeiten t 1 und t2 (F i g. 3) von der Phasenlage der Rotorspannung zu den Statorspannungen abhängig. Eine Veränderung der zeitlichen Lage der Nulldurchgänge in bezug auf die Einspeisung der Statorwicklungen ist also ein Indiz für eine Verdrehung des Rotors und damit ein Indiz für die Verschiebung des Maschinenteils. Um ein dem Stand des Rotors entsprechendes Signal zu bekommen, kann jeweils der in dem betreffenden Zeitpunkt vorliegende Signalzustand des Sinus-Kosinus-Generators 2 betrachtet werden, d. h. sein augenblicklicher Teil- bzw. Zählzustand, da dieser ein Maß für die Phasenlage der Statorspannungen zur Rotorspannung ist. Da die Teilung im Sinus-Kosinus-Generator dezimal vorgenommen wird, jedoch für weitere Verarbeitungszwecke ein Signal in Dualdarstellung vorzuziehen ist, wird die Taktfrequenz Tgleichzeitig auf drei in Reihe geschaltete, dual arbeitende Teilerstufen 26 mit jeweils dem Teilerverhältnis 1:16 gegeben. Die jeweils bei einem Durchlauf einer Periode des Sinus-Kosinus-Generators 2 von 4000 Wechseln am Ausgang Qdes Teilers 23 über eine Löschstufe 27 auf Null gesetzten Teilerstufen 26 geben dann beim Nulldurchgang der Rotorspannung ein duales Abbild des Standes des Sinus-Kosinus-Generators 2. Dieser Wert wird daher beim Nulldurchgang, d. h.
  • Schalten des Komparators 82 über Leitungen 28 in das Register 5 eingegeben und von hier aus über eine Datenleitung 51 in definierten Zeitabständen in von z. B.
  • 4 Millisekunden von der Steuerung 1 abgerufen.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich, können dabei der gleiche Generator 2 und die gleichen Stufen 26 auch für einen weiteren Drehmelder 4 benutzt werden, und zwar wie gestrichelt angedeutet, in der Weise, daß die gleichen Rechteckspannungen auch zur Versorgung der Statorwicklungen des Drehmelders 4 benutzt werden.
  • Die hier vom Rotor des Drehmelders 4 abgenommene Spannung wird dann über eine ebenfalls aus Filter 71 und Komparator 72 bestehende Auswertestufe erfaßt, und zwar so, daß beim Nulldurchgang der Rotorspannung der betreffende Stand der Teilerstufen 26 über Leitungen 29 in das Register 6 übernommen wird.
  • Dieser Wert wird dann ebenfalls über Datenleitungen 61 zu gegebenem Zeitpunkt der Steuerung 1 zugeführt.
  • Wie leicht erkennbar, kann das gleiche System auch noch für weitere Drehmelder oder für ähnlich aufgebaute lineare Meßsysteme benutzt werden.
  • Wie nicht näher dargestellt, ist es auch möglich, zur Sicherheitsüberwachung die Zahl der Nulldurchgänge der Rotorspannung jeweils zwischen zwei Abfragen des Registers im Abstand von z. B. vier Millisekunden zu erfassen. Wird hier ein vorgegebener Wert unter- oder überschritten, so ist dies als Indiz für eine Störung zu werten. Ebenso kann auch das Springen des Istwertes in den Registern über einen vorgegebenen Betrag hinaus zwischen einer oder mehreren Abfragen als Indiz für einen Fehler herangezogen werden.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Positionserfassung bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, bei der mit dem zu bewegenden Maschinenteil ein Drehmelder sekundärseitig gekuppelt ist, der primärseitig mit zwei 90" elektrisch gegeneinander versetzten Spannungen gespeist wird, die mittels eines aus Teilerstufen aufgebauten digitalen Sinus-Kosinus-Generators aus einer Taktfrequenz erzeugbar sind und bei der die Phasenlage der sekundärseitigen Spannung zur primärseitigen Spannung ein Maß für den Positionsistwert ist, d a durch g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine beim Nulldurchgang der sekundärseitigen Spannung ansprechende Auswertestufe (7, 8) vorgesehen ist, die die Erfassung eines dem gerade anstehenden Ausgangssignal des Sinus-Kosinus-Generators (2) proportionalen Werts als Maß für die Istposition veranlaßt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dezimal arbeitenden Teilerstufen (21) des Sinus-Kosinus-Generators (2) parallel zu diesen Stufen eine aus dualen Teilern (26) aufgebaute Kette an die Taktfrequenz angeschlossen ist, deren Signalzustand jeweils beim Nulldurchgang in ein Register (5) übertragbar ist
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Sinus-Kosinus-Generators (2) für mehrere Drehmelder (3, 4) auch die Dualteilerkette (26) für alle Drehmelder (3, 4) gemeinsam ist.
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Positionserfassung bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
    Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus der US-PS 31 73 001 bekannt ist. Bei dieser Lösung werden die sekundärseitigen Spannungen in Rechteckspannungen umgewandelt und in der Phasenlage mit ebenfalls aus der Taktfrequenz abgeleiteten Sollwerten in Form von Rechteckspannungen verglichen. Aus dem Vergleich werden die Steuerbefehle für die Antriebe in den einzelnen Achsen der Maschine abgeleitet.
    Bei rechnergesteuerten Werkzeugmaschinen ist es erforderlich, ein digitales Signal für die Istposition zu bilden.
    Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art auf einfache Weise ein der Istlage des Drehmelders proportionales digitales Signal zu erzeugen.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
    Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Einrichtung in Verbindung mit einer numerischen Werkzeugmaschinensteuerung und F i g. 2 den näheren schaltungsmäßigen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung.
    Der Schlitten 10 einer Werkzeugmaschine ist durch die Antriebsmotoren 11, 12 in den XY-Achsen verschiebbar. Die Motoren 11, 12 werden hierzu über Thyristoranordnungen 9 von einer CNC-Steuerung 1 mit Mikroprozessor entsprechend angesteuert. Zur Bildung der Steuerbefehle ist die Istposition des Schlittens 10 zu ermitteln. Hierzu ist u. a. mit jedem Motor 11, 12 ein Drehmelder 3, 4 gekuppelt, dessen Rotor entsprechend der Verschiebung in der betreffenden Achse mitverdreht wird. Werden die Statorwicklungen dieser Drehmelder 3, 4 mit um zwei elektrisch um 90" gegeneinander verschobenen Spannungen gleicher Amplitude gespeist, die mittels eines digitalen Sinus-Kosinus-Generators 2 aus einer Taktfrequenz Terzeugbar sind, so ist die Phasenlage der in der Rotorwicklung induzierten Spannung zur Spannung in den Statorwicklungen von der räumlichen Lage der Rotor- zu den Statorwicklungen abhängig.
    Aus der Phasenlage der sekundärseitigen Spannung kann also auf die Position des Schlittens 10 geschlossen werden. Dies geschieht in der Weise, daß jeweils beim Nulldurchgang der in der Rotorwicklung induzierten Spannung der augenblickliche Schaltzustand des Sinus-Kosinus-Generators 2 in Register 5 bzw. 6 übertragen wird und von hier auf den Datenleitungen 51 und 61 zu festgelegten Zeitpunkten in die Steuerung 1 übernommen wird. Der Aufbau des Meßsystems sei anhand von F i g. 2 näher erläutert.
    Der von einem nichtgezeigten Taktgeber mit der Taktfrequenz T gespeiste Sinus-Kosinus-Generator 2 besteht im wesentlichen aus drei in Reihe geschalteten Teilerstufen 21 (Zählerstufen) mit den dezimalen Teilungsfaktoren 1:10. An den Ausgang Q und den invertierten Ausgang Q der letzten Stufe 22 sind jeweils Teilerstufen 23 und 24 mit dem Teilerverhältnis 1: 2 angeschaltet, so daß zwischen den beiden Ausgängen dieser Teilerstufen 23 und 24 über Verstärker 25 Rechteckspannungen mit einer Frequenz von 4 kHz -bei 0,5 pAuflösung - abgenommen werden können.
DE19782812187 1978-03-20 1978-03-20 Einrichtung zur Positionserfassung bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen Expired DE2812187C2 (de)

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JP3098779A JPS54130155A (en) 1978-03-20 1979-03-16 Position detector for numerical control machine tool
BR7901693A BR7901693A (pt) 1978-03-20 1979-03-19 Instalacao para a determinacao da posicao em maquinas-ferramenta com controle numerico

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2837108A1 (de) * 1978-08-24 1980-07-03 Walter Thurner Elektrisches messverfahren fuer winkel- und wegmessung
DE3123455A1 (de) * 1980-06-16 1982-04-01 Sperry Corp., 10104 New York, N.Y. "schaltung zur ansteuerung von synchro-einrichtungen"

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2932579C2 (de) * 1979-08-10 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zur Positionserfassung eines bewegten Maschinenteils
DE3218745C2 (de) * 1982-05-18 1984-10-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zur Spannungsversorgung von induktiven Meßgebern

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757321A (en) * 1971-12-27 1973-09-04 Inductosyn Corp Transducer drive apparatus and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2837108A1 (de) * 1978-08-24 1980-07-03 Walter Thurner Elektrisches messverfahren fuer winkel- und wegmessung
DE3123455A1 (de) * 1980-06-16 1982-04-01 Sperry Corp., 10104 New York, N.Y. "schaltung zur ansteuerung von synchro-einrichtungen"

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DE2812187C2 (de) 1980-05-22
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IN151126B (de) 1983-02-26

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