DE3306557A1 - Control device for machine tools having a spindle - Google Patents

Control device for machine tools having a spindle

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DE3306557A1 DE19833306557 DE3306557A DE3306557A1 DE 3306557 A1 DE3306557 A1 DE 3306557A1 DE 19833306557 DE19833306557 DE 19833306557 DE 3306557 A DE3306557 A DE 3306557A DE 3306557 A1 DE3306557 A1 DE 3306557A1
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Abstract

The control device is used for positioning a drive spindle (1) at a specific angular position or for transporatation of a carriage, which is driven via a threaded spindle (1), of a machine tool into a predetermined destination position. The spindle (1) is driven via a motor (3) whose speed is controlled. In order to determine the spindle position (x), a position pick-off (6) is provided which enters actual position value into a position controller (7). On the output side, the position controller (7) predetermines a nominal speed value (nnom2) for the motor (3). The proportional gain of the position controller (7) is varied as a function of the spindle position in such a manner that the gain has a high value close to the destination and reduces with increasing distance from the destination. This prevents the motor running beyond the destination. At the same time, a short control time and small angular deviation from the destination position are obtained. <IMAGE>

Description

Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einer SpindelControl device for machine tools with a spindle

1 Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einer Spindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 1 The invention relates to a control device for machine tools with a spindle according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Regeleinrichtung ist aus Stute, regelung an Werkzeugmaschinenfl, C. Hanser Verlag, München, Wien, 1981, Band 5, Seite 183, Bild 5.1-1, Seite 199, Bild 5.1-15 und Seite 209 bekannt. Im bekannten Fall handelt es sich um eine Regeleinrichtung für einen Vorschubantrieb, die Problematik ist Jedoch in gleicher Weise bei Arbeitsspindeln zur Aufnahme von Werkzeugen, wie Bohrer und Fräsköpfe, gegeben. Während der Bearbeitung eines WerkstUckes arbeitet der Spindelantrieb drehzahlgeregelt, wobei ein analoger Drehzahl-Sollwert von einer ProzeRsteuerung vorgegeben wird. Den Drehzahl-Istwert liefert eine mit dem Motor verbundene Drehzahlerfassungseinrichtung. Für einen automatischen Werkzeugwechsel muR die Spindel in einer vorgegebenen Zielposition angehalten werden. Dies erfolgt durch Umschalten des Drehzahl-Sollwerteinganges auf den Ausgang eines Ortsreglers (Winkellagereglers).Such a control device is from Stute, control on machine tools, C. Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1981, Volume 5, Page 183, Image 5.1-1, Page 199, Fig. 5.1-15 and page 209 known. In the known case, it is a control device for a feed drive, however, the problem is the same with work spindles for holding tools such as drills and milling heads. During the processing of a workpiece, the spindle drive works with speed control, with an analog The speed setpoint is specified by a process controller. The actual speed value provides a speed sensing device connected to the engine. For an automatic To change the tool, the spindle must be stopped in a specified target position. This is done by switching the speed setpoint input to the output of a Local regulator (Angular position controller).

Der Ortsregler arbeitet Ublicherweise nicht integrierend, sondern nur proportional. Somit besteht ein fester Zusammenhang zwischen der Regelabweichung (Abweichung zwischen Zielposition und Lage-Istwert) und der Reglerausgangsspannung. Diese Spannung ist in der Zielposition Null, so daß der Spindelantrieb still steht. Bei Auftreten einer Regelabweichung ist sie ungleich Null und der Drehzahlregler erhält einen Sollwert, der die Spindel zum Ziel hin dreht. Die Proportionalverstärkung Kv des Ortsreglers (Reglerverstärkung) bestimmt, wie groß der Drehzahl-Sollwert im Verhältnis zum Winkelfehler (Regelabweichung) ist. Soweit es die regelungstechnische Stabilität erlaubt, muß die Verstärkung Kv möglichst groß sein, damit kleine Winkelfehler und kurze Regelzeiten zustande kommen können.The position controller does not usually work in an integrating manner, but rather only proportional. There is thus a fixed relationship between the control deviation (Deviation between target position and actual position value) and the controller output voltage. This voltage is zero in the target position, so that the spindle drive is at a standstill. If a control deviation occurs, it is not equal to zero and the speed controller receives a setpoint that turns the spindle towards the target. The proportional gain Kv of the local controller (controller gain) determines how large the speed setpoint value is in relation to the angle error (control deviation). As far as the control technology Stability allowed, the gain Kv must be as large as possible, so that small angle errors and short control times can come about.

Will man mit dieser optimalen großen Verstärkung Kv arbeiten, so bereitet die Annäherung von Ferne an die Zielposition heran Schwierigkeiten, weil bei großem Abstand die Drehzahl des Motors zu groß wird. Dadurch schwinden der Ortsfehler und mit diesem der Drehzahl-Sollwert derart schnell, daß der Antrieb das. zum Bremsen erforderliche zugehörige Verzögerungsmoment nicht aufbringen kann und folglich stark über das Ziel hinaus läuft. Aus diesem Grund ist es Ublich, die Reglerverstärkung Kv unter das regelungstechnische Optimum zu legen und längere Regelzeiten sowie gröAere'Winkelabweichungen von der Zielposition in Kauf zu nehmen.If you want to work with this optimally large gain Kv, prepare the approach from a distance to the target position is difficult because of large Distance the speed of the motor is too high. As a result, the location errors and disappear with this the speed setpoint is so fast that the drive does. To brake can not apply the required associated deceleration torque and consequently strong runs beyond the goal. For this reason it is common to adjust the controller gain To put Kv below the control technology optimum and longer control times as well to accept greater angular deviations from the target position.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung fUr Werkzeugmaschinen mit einer Spindel der eingangs genannten Art anzugeben, bei der zur Spindelpositionierung in eine vorgebbare Zielposition eine kurze Regelzeit und eine geringe-Abweichung von der Zielposition erreicht werden.On this basis, the invention is based on the object of a control device for machine tools with a spindle of the type mentioned at the beginning a short control time for spindle positioning in a predefinable target position and a slight deviation can be reached from the target position.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features characterized in claim 1 solved.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Regelverstärkung des Ortsreglers in Zielnähe optimal ist und damit eine sehr geringe Winkelabweichung erreicht wird. Gleichzeitig wird durch die Reduzierung der Regelverstärkng mit zunehmender Entfernung vom Ziel ein überschwingungsfreies Stillsetzen des Motors in Zielposition gewährleistet, Die vorgeschlagene Regeleinrichtung ist zudem wenig aufwendig aufgebaut.The advantage that can be achieved with the invention is in particular that the control gain of the local controller is optimal in the vicinity of the target and thus a very small angular deviation is achieved. At the same time, by reducing the control amplification becomes free of overshoots with increasing distance from the target Stopping the motor in the target position ensures the proposed control device is also not set up in a complex manner.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims marked.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments explained.

Es zeigen: Fig. 1 die Abhängigkeit des Drehzahl-Sollwertes und der Proportionalverstärkung von der Spindelposition, Fig. 2 eine Regeleinrichtung mit rein analogem Ortsregler, Fig. 3 eine Regeleinrichtung mit gemischt analogem/digitalem Ortsregler.The figures show: FIG. 1 the dependency of the speed setpoint value and the Proportional gain from the spindle position, Fig. 2 with a control device purely analog local controller, Fig. 3 a control device with mixed analog / digital Local regulator.

In Fig. 1 ist im oberen Diagramm der vom Ortsregler abzugebende Drehzahlsollwert nsoll2 in Abhängigkeit von der Spindelposition x dargestellt. Es ist eine stufenweise Reduzierung des Drehzahl-Sollwertes soll2 in Abhängigkeit der Winkelposition (= Entfernung vom Ziel) vorgesehen. Bei der Position x1 (z.B. 3600 vor Zielposition) beginnt die Verzögerung der Motordrehzahl, d.h. es erfolgt eine erste Reduzierung des Drehzahl-Sollwertes soll2. Bei den Positionen x2 (z.B. 900 vor Zielposition) -und x3 (z.B. 10o vor Zielposition) wird der Drehzahl-Sollwert soll2 weiter reduziert. Die Position x4 kennzeichnet die Zielposition, bei der der Drehzahl-Sollwert nSoll2 den Wert Null aufweist und der Antrieb ohne Uberzuschwingen stehen bleiben soll.In Fig. 1, the upper diagram shows the speed setpoint to be output by the local controller nsoll2 shown as a function of the spindle position x. It's a gradual one Reduction of the speed setpoint soll2 depending on the angular position (= Distance from the target). At position x1 (e.g. 3600 before target position) starts decelerating the engine speed, i.e. it occurs a first reduction of the speed setpoint target 2. At positions x2 (e.g. 900 before target position) -and x3 (e.g. 10o before target position) becomes the speed setpoint soll2 further reduced. The position x4 identifies the target position at which the Speed setpoint nSoll2 has the value zero and the drive does not overshoot should stop.

Anstelle des in Fig. 1 dargestellten dreiteiligen Polygonzuges kann auch ein zwei-, vier-, fünf- und mehrteiliger Polygonzug vorgesehen werden. Es genügt jedoch im allgemeinen, die Proportionalverstärkung Kv in Abhängigkeit von der Zielentfernung auf zwei kleinere Werte herabzusetzen. Außer der abgestuften Drehzahl-Sollwertreduzierung ist auch eine kontinuierliche, stufenlose Veränderung möglich.Instead of the three-part polygon shown in Fig. 1 can a two-, four-, five- and multi-part polygon can also be provided. It is sufficient however, in general, the proportional gain Kv as a function of the target range to be reduced to two smaller values. Except for the graduated speed setpoint reduction a continuous, stepless change is also possible.

In Fig. 1 ist im unteren Diagramm die Proportionalverstärkung Kv des Ortsreglers in Abhängigkeit von der Spindelposition x dargestellt. Es ergibt sich eine Treppenfunktion. Im Bereich xl 4 x ( x2 beträgt die Proportionaiverstärkung Kv lediglich 10% des Maximalwertes, im Bereich X2 X x C x3 wird der Wert Kv auf 25% des Maximalwertes erhöht und im Bereich x3 x X4 schließlich entspricht die Proportionalverstärkung Kv dem Maximalwert.In Fig. 1, the proportional gain Kv des is in the lower diagram Position controller as a function of the spindle position x. It surrenders a step function. In the area xl 4 x (x2 the proportional gain is Kv only 10% of the maximum value, in the range X2 X x C x3 the value Kv increases 25% of the maximum value is increased and in the area x3 x X4 the proportional gain finally corresponds Kv the maximum value.

In Fig. 2 ist eine Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen, die einen rein analogen Ortsregler aufweisen, dargestellt. Eine Spindel 1 wird über ein Getriebe 2 von einem Motor 3 (Gleichstrom- oder Drehstrommotor) angetrieben. Zur Ermittlung des Drehzahl-Istwertes nist ist eine Drehzahlerfassungseinrichtung 4 vorgesehen.In Fig. 2 is a control device for machine tools, the one have purely analog local regulators shown. A spindle 1 is via a gear 2 driven by a motor 3 (direct current or three-phase motor). For investigation A speed detection device 4 is provided for the actual speed value nist.

Die Spindel 1 dient zum Halten und Treiben eines Werkzeuges 5, z.B. eines Bohrers oder Fräskopfes. Die jeweilige Spindelposition x (Winkellage der Spindel wird durch einen Positionsaufnehmer 6 ermittelt, der eine der Spindelposition x entsprechende Eingangsspannung Ue an einen proportional wirkenden Ortsregler 7 liefert. Der Positionsaufnehmer 6 ist z. B. als Drehwiderstand ausgebildet, der über seine äußeren Anschlüsse mit Spannungen +U und -U versorgt wird, und an dessen mit der Spindel 1 verbundenen Abgriff die Spannung Ue ansteht. Die Zielposition x4 befindet sich dabei in der Mitte des Positionautnehmers. Wenn sich der Abgriff in der Zielposition befindet, weist die Spannung Ue den Wert Null auf.The spindle 1 serves to hold and drive a tool 5, e.g. a drill or milling head. the respective spindle position x (angular position the spindle is determined by a position sensor 6, which one of the spindle position x corresponding input voltage Ue to a proportionally acting local regulator 7 supplies. The position sensor 6 is z. B. designed as a rotary resistance, the is supplied with voltages + U and -U via its external connections, and at its with the tap connected to the spindle 1, the voltage Ue is present. The target position x4 is in the middle of the position holder. When the tap is in the target position, the voltage Ue has the value zero.

Der Ortsregler 7 besitzt eine unter Fig. 1 beschriebene gestufte Kennlinie und gibt eine Ausgangsspannung Ua entsprechend der eingegebenen Spannung Ue ab. Diese Ausgangsspannung Ua wird über ein zur VerstErkungseinstellung dienendes Potentiometer 8 einem analogen-Multiplizierer 9 zugeführt. Als weiteres Eingangssignal für den Multiplizierer 9 dient ein der Getriebestufe entsprechendes Signal des Getriebes 2. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 9 wird als Drehzahl-Sollwert soll2 einem Umschalter 9a zugeführt. Als weiteres Eingangssignal liegt dem Umschalter 9a der Drehzahl-Sollwert soll 1 einer Prozeßsteuerung an. Das Ausgangssignal des Umschalters 9a wird als Drehzahl-Sollwert einer Vergleichsstelle 10 mit positivem Vorzeichen zugeführt. Der Vergleichsstelle 10 liegt ferner mit negativem Vorzeichen der Drehzahl-Istwert nist an. Das Ausgangssignal der Vergleichsstelle 10 wird einer Regel- und Steuereinrichtung mit Drehzahlregler 11 zugeleitet. Diese Einrichtung 11 steuert einen Stromrichter 12 als Stellglied an. Der Stromrichter 12 liegt eingangsseitig beispielsweise an einem Drehstromnetz und speist ausgangsseitig den Motor 3 mit einer veränderbaren Gleichspannung.The local controller 7 has a stepped characteristic curve described under FIG. 1 and emits an output voltage Ua corresponding to the input voltage Ue. This output voltage Ua is set via a potentiometer used to adjust the gain 8 is fed to an analog multiplier 9. As a further input signal for the Multiplier 9 is used for a transmission signal corresponding to the transmission stage 2. The output signal of the multiplier 9 is used as a speed setpoint soll2 a Changeover switch 9a supplied. The changeover switch 9a is the further input signal Speed setpoint should be 1 to a process control. The output of the switch 9a is used as the speed setpoint of a reference junction 10 with a positive sign fed. The comparison junction 10 also has the actual speed value with a negative sign nests on. The output signal of the comparison point 10 is a regulating and control device supplied with speed controller 11. This device 11 controls a converter 12 as an actuator. The converter 12 is applied on the input side, for example a three-phase network and on the output side feeds the motor 3 with a variable DC voltage.

Der Umschalter 9a schaltet bei Normalbetrieb der Werkzeugmaschine den von der Prozeßsteuerung vorgegebenen Sollwert nSOll1 an die Vergleichsstelle 10 durch und nur zum Transport (Stillsetzen) der Spindel 1 in die vorgegebene Zielposition erfolgt die Weitergabe des Sollwertes n50112 an die Vergleichsstelle 10. Die Vorgabe des Drehzahl-Sollwertes ns,112 erfolgt dann in Abhängigkeit der vom Positionsaufnehmer 6 ermittelten Entfernung x vom Ziel (Winkellage, Spindelposition) mit Hilfe des Ortsreglers 7, wie unter Fig. t beschrieben.The changeover switch 9a switches during normal operation of the machine tool the setpoint nSOll1 specified by the process control to the reference junction 10 by and only for transporting (stopping) the spindle 1 in the specified target position the setpoint n50112 is passed on to reference junction 10. The specification of the speed setpoint ns, 112 then takes place as a function of the position sensor 6 determined distance x from the target (angular position, spindle position) using the Local controller 7, as described under Fig. T.

Als Variante zur Regeleinrichtung nach Fig. 2 kann auch ein Impulsgeber an der Spindelachse als Positionsaufnehmer verwendet werden. Aus der Anzahl der abgegebenen und einem Impulszähler zugeführten Impulse wird der Lage-Istwert gebildet. Dieser Istwert fällt zunächst als digitale Zahl an und wird mittels eines Digital/Analog-Wandlers in einen analogen Istwert umgewandelt, der dann dem Ortsregler 7 zugeführt wird.As a variant of the control device according to FIG. 2, a pulse generator can also be used can be used as position transducers on the spindle axis. From the number of The actual position value is generated when the pulses are emitted and fed to a pulse counter. This actual value is initially obtained as a digital number and is converted by means of a digital / analog converter converted into an analog actual value, which is then fed to the local controller 7.

Ein solches gemischt digital/analoges System bietet die Möglichkeit, den Digital/Analog-Wandler als Multiplizierer zu verwenden, so daß sich die Verstärkung des Ortsreglers 7 in Abhängigkeit der Getriebestufe mittels eines Gleichspannungssignals steuern läßt. Der analoge Multiplizierer 9 entfällt bei dieser Variante. Die Steuerung der Reglerverstärkung ist bei Werkzeugmaschinen mit veränderlichen Getriebestufen wichtig, weil die Getrlebedbersetzung das Ortsregleroptimum beeinflußt.Such a mixed digital / analog system offers the possibility of to use the digital / analog converter as a multiplier, so that the gain of the local controller 7 as a function of the gear stage by means of a DC voltage signal controls. The analog multiplier 9 is omitted in this variant. The control the controller gain is in machine tools with variable gear stages important because the gear ratio influences the optimum position controller.

Digital/Analog-Wandler können als Multiplizierer benutzt werden, wenn sie keine interne feste Referenzspannungsquelle besitzen, sondern lediglich einen Referenzspannungseingang. An diesen ist dann die die Verstärkung bestimmende Gleichspannung einzuspeisen. Solche Wandlerbausteine sind, weil sie keine Referenzspannungsquelle enthalten, besonders preiswert. Der Wandlerausgang liefert als analoges Signal das Produkt von Referenzspannung und digitaler Zahl.Digital to analog converters can be used as multipliers, though they do not have an internal fixed reference voltage source, but only one Reference voltage input. The DC voltage which determines the amplification is then applied to these to feed. Such converter modules are because they are not a reference voltage source contain, particularly inexpensive. The converter output supplies the product as an analog signal of reference voltage and digital number.

In Fig. 3 ist eine Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen, die einen gemischt analog/digitalen Ortsregler aufweist, dargestellt. Es ist, wie unter Fig. 2 beschrieben, eine durch einen Motor 3 über ein Getriebe 2 angetriebene Spindel 1 vorgesehen. An der Spindelachse ist ein Impulsgeber 13 als Positionsaufnehmer angeordnet, der eine bestimmte Anzahl von Winkelinkrementen pro 360°-Umdrehung aufweist. Der Impulsgeber i3 gibt Geberimpulse P an den Takteingang CL eines Impulszählers 14 ab. Pro Umdrehung werden z.B. 2500 Impulse abgegeben.In Fig. 3 is a control device for machine tools, the one having mixed analog / digital local regulators shown. It is as shown in Fig. 2, a spindle driven by a motor 3 via a gear 2 1 provided. A pulse generator 13 is located on the spindle axis as a position sensor arranged, which has a certain number of angle increments per 360 ° revolution. The pulse generator i3 sends encoder pulses P to the clock input CL of a pulse counter 14 from. For example, 2500 pulses are emitted per revolution.

Aus der Anzahl der Impulse P wird der Lage-Istwert gebildet. Das Ausgangssignal des Impulszählers 14 wird drei Digital/Analog-Wandlern 15,16,17 zugeführt. Die Digital/Analog-Wandler 15,16,17 sind zur Verstärkungseinstellung über weitere Eingänge mit der Getriebeabstufung des Getriebes 2 entsprechenden Steuerspannungen ansteuerbar. Ausgangsseitig sind die Digital/Analog-Wandler 15,16,17 mit Beschaltungswiderständen (Bewertungswiderständen) 18,19,20 verbunden, wobei diese Beschaltungswiderstände mit ihren weiteren Anschlüssen jeweils miteinander verbunden und an einen invertierenden Operationsverstärker 21 sowie einen R0ckkopplungswiderstand 22 angeschlossen sind. An den miteinanderverbundenen weiteren Anschlüssen von Operationsverstärker 21 und Rückkopplungswiderstand 22 ist der Drehzahl-Sollwert soll2 abgreifbar. Dieser Sollwert soll2 sowie der weitere, von einer Prozeßsteuerung kommende Drehzahl-Sollwert soll1 werden, wie bereits unter Fig. 2 beschrieben, dem Umschalter 9a zugeleitet. Die weitere Schaltungsanordnung mit Vergleichstelle 10, Drehzahlerfassungseinrichtung 4, Regel- und Steuereinrichtung mit Drehzahlregler 11 und Stromrichter 12 ist wie unter Fig. 2 beschrieben.The actual position value is formed from the number of pulses P. The output signal the pulse counter 14 is fed to three digital / analog converters 15,16,17. The digital / analog converter 15,16,17 are for the gain setting via further inputs with the gear ratio of the transmission 2 corresponding control voltages can be controlled. Are output side the digital / analog converters 15, 16, 17 with wiring resistors (evaluation resistors) 18,19,20 connected, these circuit resistors with their further connections each connected to one another and to an inverting operational amplifier 21 and a feedback resistor 22 are connected. At the interconnected further connections of operational amplifier 21 and feedback resistor 22 the speed setpoint soll2 can be tapped. This setpoint should2 as well as the other, Speed setpoint coming from a process control should become 1, as already under Fig. 2 described, fed to the switch 9a. The further circuit arrangement with comparison point 10, speed detection device 4, regulation and control device with speed controller 11 and converter 12 is as in Fig. 2 described.

Der Ort3regler wird bei der Anordnung gemäß Fig. 3 durch die aus den Bausteinen 15 bis 22 bestehende Schaltung gebildet. Die Beschaltungswiderstände 18, 19, 20 werden entsprechend dergewünschten Abstufung der Proportionalverstärkung Kv ausgewählt und dienen zur Bildung der unterschiedlichen Verstärkungsgrade, Die aus den Bauelementen 18 bis 22 bestehende Anordnung dient als Summierverstärker (vergl. hierzu z.B. Stute, Regelung an Werkzeugmaschinen..." Seite 207).In the arrangement according to FIG. 3, the Ort3 regulator is provided by the Building blocks 15 to 22 formed existing circuit. The wiring resistors 18, 19, 20 are adjusted according to the desired gradation of the proportional gain Kv are selected and are used to form the different degrees of reinforcement, The The arrangement consisting of the components 18 to 22 serves as a summing amplifier (See e.g. Stute, control on machine tools ... "page 207).

Die vorstehend für Arbeitsspindeln mit Bohrern oder Fräskopf beschriebene Regeleinrichtung eignet sich auch für Vorschubantriebe mit Gewinde-Spindeln zum Transport eines Schlittens in eine vorgegebene Schlittenposition. - Leerseite -The ones described above for work spindles with drills or milling heads Control device is also suitable for feed drives with threaded spindles Transport of a slide to a specified slide position. - Blank page -

Claims (5)

Ansprüche Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einer durch einen Motor angetriebenen Spindel, wobei eine Drehzahlerfassungseinrichtung zur Ermittlung des Motordrehzahl-Istwertes, eine Vergleichsstelle für einen Drehzahl-Istwert-Sollwert-Vergleich, eine Regel- und Steuereinrichtung mit Drehzahlregler sowie ein Stellglied zur Motorsteuerung vorgesehen sind und ein Ortsregler zur Spindelpositionierung in eine vorgebbare Zielposition dient1 dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionalverstärkung des Ortsreglers (7, 15 bis 22) in Abhängigkeit der Spindelposition (x,P) derart veränderbar ist, daß die Verstärkung (Kv) in Zielnähe einen hohen Wert aufweist, und mit zunehmender Entfernung vom Ziel abnimmt. Claims control device for machine tools with a through a motor-driven spindle, wherein a speed detection device for Determination of the actual motor speed value, a reference junction for a speed-actual value-setpoint comparison, a regulating and control device with a speed controller and an actuator for controlling the motor are provided and a position controller for spindle positioning in a predeterminable Target position serves1 characterized in that the proportional gain of the Position controller (7, 15 to 22) can be changed in this way as a function of the spindle position (x, P) is that the gain (Kv) has a high value in the vicinity of the target, and with increasing Distance from the target decreases. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionalverstärkung kontinuierlich veränderbar ist. 2. Control device according to claim 1, characterized in that the proportional gain can be changed continuously. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionalverstärkung stufenweise veränderbar ist. 3. Control device according to claim 1; characterized in that the proportional gain can be changed in steps. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ortsregler mindestens zwei parallele Digital/Analog-Wandler (15,16,17) mit nachgeschalteten Bewertungswiderständen (18,19,20) und Summierverstärker (21,22; vorgesehen sind, wobei die Anzahl der Digital/Analaog-Wandler der Anzahl der Verstärkungsstufen entspricht. 4. Control device according to claim 3, characterized in that as a local controller at least two parallel digital / analog converters (15,16,17) with downstream Evaluation resistors (18,19,20) and summing amplifiers (21,22; are provided, where the number of digital / analog converters corresponds to the number of gain stages. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Werkzeugmaschine mit Getriebe (2) ein der Getriebestufe entsprechendes Steuersignal an die Digital/Analog-Wandler (15,16,17) abgegeben wird. 5. Control device according to claim 4, characterized in that in the case of a machine tool with a gear unit (2), one corresponding to the gear stage Control signal is output to the digital / analog converter (15,16,17).
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DE19833306557 Expired DE3306557C2 (en) 1983-02-25 1983-02-25 Control device for machine tools with a work spindle driven by a motor or the like.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3701040A1 (en) * 1986-01-17 1987-07-23 Toshiba Machine Co Ltd SPINDLE POSITIONING DEVICE

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Buch von G. PFAFF und Chr. MEIER "Regelung elektrischer Antriebe II, Geregelte Gleichstroman-triebe", R. OLDENBOURG Verlag München Wien, 1982, S. 176-187 *
DE-Buch von Stute "Regelung an Werkzeugmaschinen", C. Hanser Verlag, München, Wien, 1981, S. 183, 199, 207, 209 *
DE-Z.: AEG-Mitteilungen 54(1964), S. 678-681 *
DE-Z.: SIEMENS-Servicekurs Sinumerik 270, Ausgabe 1974, S. 216-219 *
DE-Z.: SIEMENS-Servicekurs Sinumerik 500, Ausgabe 1972, S. 153, 154 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3701040A1 (en) * 1986-01-17 1987-07-23 Toshiba Machine Co Ltd SPINDLE POSITIONING DEVICE

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DE3306557C2 (en) 1986-03-27

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