DE4226236C1 - Einrichtung für die Steuerung von elektronisch auslösbaren Mitteln - Google Patents
Einrichtung für die Steuerung von elektronisch auslösbaren MittelnInfo
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Description
Es ist eine Einrichtung für die Steuerung von elektronisch auslösbaren
Mitteln bekannt, die auf einem geradlinig hin- und herbewegten Wagen,
Schlitten o. dgl. angeordnet sind, mit einem Inkrementalgeber, der ein
Taktsignal erzeugt zur Ansteuerung der auszulösenden Mittel, mit einem
Mikroprozessor zur Übertragung von Registerdaten und mit einer fest
stehenden Wegstreckeneinteilung des Weges, der von dem Wagen, Schlitten
o. dgl. zurückgelegt wird (deutsche Patentschrift 11 29 595). Diese
bekannte numerische Steuerung von Arbeitsmaschinen, insbesondere
Werkzeugmaschinen, geht davon aus, die Genauigkeit einer Steuerung hänge
von dem Auflösungsvermögen der Wegstrecke durch Impulse ab. Hierbei wird
vorgeschlagen, die Grobmessung durch eine digitale Wegmessung und die
Feinmessung durch eine Zeitmessung vorzunehmen. Es wird jedoch
eingeräumt, daß die bekannte Lösung nicht Geschwindigkeitsschwankungen
erfassen kann, da es andererseits bekannt sei, die durch
lichtelektrisches Abtasten eines Teilungsgitters gewonnenen
Impulsintervalle durch eine lineare Zeitinterpolation zu teilen. Eine
solche Intervallteilung dient hierbei in erster Linie zur Messung der
bei Werkzeugmaschinen auftretenden Geschwindigkeitsschwankungen.
Es ist auch bereits eine Steuervorrichtung für einen Mosaikdrucker
bekannt (DE-Patentschrift 30 14 338), mit einem Mikroprozessor, mit
einer Informationszuführung für einen vorgebbaren Spaltenabstand eines
Druckrasters und für ein an jeweils konstante Wegintervalle der Bewegung
eines Druckwagens geknüpftes von einer Rückmeldesignaleinrichtung
kommendes Rückmeldesignalraster, wobei das Wegintervall größer als der
Spaltenabstand ist. Hier wird von einer Wegabstandsfolge zu einem
vorhergehenden Rückmeldesignal ausgegangen, wobei aus einem
zurückliegenden Wegintervall und einer während des Zurücklegens dieses
Wegintervalls gemessenen Zeit eine Durchschnittsgeschwindigkeit
ermittelbar ist. Auch diese Lösung ist jedoch für die gestiegenen
Anforderungen an die Genauigkeit von elektronisch auslösbaren Mitteln,
wie z. B. Druckelementen in Matrixdruckern, nicht mehr ausreichend.
Es ist ferner eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine bekannt
(DE 17 63 565), mit einer numerisch arbeitenden
Programmsteuerungseinrichtung für den Vorschub eines relativ zu einem
ersten Maschinenteil bewegbaren zweiten Maschinenteils, mit einer
elektronischen Zusatzeinrichtung zur Eingabe von Korrektursignalen zum
Ausgleich von Ungenauigkeiten der Werkzeugmaschine mit einem
Impulszähler, dessen Zählerstand jeweils zu den Zeitpunkten um einen
voreingestellten Betrag verändert wird, in dem das zweite Maschinenteil
bestimmte zuvor festgelegte Vorschubpositionen am ersten Maschinenteil
erreicht. Eine solche Einrichtung ist zwar nicht mit der
gattungsgemäßen Einrichtung vergleichbar, weil letztere nur einen Wagen
und einen Inkrementalgeber voraussetzt, jedoch werden bekannterweise im
Sinne der Vornahme von Korrekturen ein die aktuellen Positionsdaten
(Istwerte) - des zweiten Maschinenteils - enthaltendes
Positionsregister, und ein Kompensationsdekoder eingesetzt, der bei
Erreichen einer Vorschubposition ein Impulssignal abgibt. Weitergehende
Berührungspunkte und Mittel zur Lösung der Aufgabe werden hier nicht
vorgeschlagen.
Aus der EP-A2-0406784 ist es außerdem bekannt, bei einer elektronischen
polynomischen Interpolisations-Einrichtung für numerisch gesteuerte
Werkzeugmaschinen, insbesondere für Fräsmaschinen zur Bearbeitung von
Gußstücken, einen ersten Einrichtungs-Abschnitt zu bilden, der eine
Kontroll-Logik enthält und einen zweiten Einrichtungs-Abschnitt mit
einem Satz aus drei polynomischen Generatoren zu versehen, die von
einem weiteren Generator die augenblicklichen Kurvenkoordinaten
erhalten. Von einer externen Rechnereinheit werden polynomische
Koeffizienten bezogen auf den Bogenverlauf, der erzeugt werden soll,
eingegeben. Mit dieser Einrichtung wird zwar eine hohe Weggenauigkeit
angestrebt, jedoch ebenfalls nicht die Aufgabe gelöst, auf der Basis
eines Wagens und eines Inkrementalgebers zu arbeiten.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, auch
Geschwindigkeitsschwankungen zu erfassen und somit eine hochgenaue
Steuerung von elektronisch auslösbaren Mitteln zu erreichen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß eine vorgegebene Wegstrecke äußerst genau aufgeteilt werden kann,
wobei das Referenzsignal ein inkrementaler Weggeber sein kann.
Diese mit einem variablen Zeitgeber erzeugten Aufteilungen können
ständig an die Frequenz des inkrementalen Weggebers angepaßt werden.
Weitere Vorteile bestehen darin, daß aufgrund der erfindungsgemäßen
Einrichtung mit jedem aufsynchronisierten Inkrementaltakt des
Inkrementalgebers ein oder mehrere evtl. fehlende "Feinschritt-Takte" in
kürzeren Abständen erzeugt werden (zu hohe Geschwindigkeit) oder kein
"Feinschritt-Takt" (bei zu langsamer Geschwindigkeit). Dabei ist
vorteilhaft, daß die Anzahl der "Feinschritt-Takte" über die gesamte
Wegstrecke bei den vorgegebenen Daten immer gleich groß ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2
angegeben. Diese Weiterbildung besteht darin, daß in dem Auslösetakt-
Generator für den Start ein Wert geladen wird, der gleich oder kleiner
als der Wert des Auslösetakt-Generator-Registers ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Feinschrittzähler bezüglich eines
Schritt-Taktes des Inkrementalgebers variabel ist, d. h. in eine
beliebige Anzahl von Feinschritt-Takten auflösbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm der Einrichtung,
Fig. 2 eine weitere Aufgliederung des Blockdiagramms gemäß Fig. 1
und
Fig. 3 bis 8 die einzelnen Impulskurven für
Start/Stop (Fig. 3),
Schrittakt (Fig. 4),
Mikro-Takt (Fig. 5),
Feinschritt-Takt (Fig. 6),
Auslösetakt für ein elektronisch auslösbares erstes Mittel (Fig. 7) und
Start/Stop (Fig. 3),
Schrittakt (Fig. 4),
Mikro-Takt (Fig. 5),
Feinschritt-Takt (Fig. 6),
Auslösetakt für ein elektronisch auslösbares erstes Mittel (Fig. 7) und
Fig. 8 den Auslösetakt für ein zweites elektronisch
auslösbares Mittel, wobei jeweils (Fig. 7 und 8)
unten die Zählwerte aufgetragen sind.
Ein hin- und hergehender Wagen, Schlitten o. dgl. besteht z. B. aus einem
nicht näher dargestellten Druckkopfschlitten eines Matrixnadeldruckers.
Ein Inkrementalgeber 1 (hier als sog. Taktscheibe mit Signalgeber
gezeichnet) überträgt seine Taktsignale auf eine Synchronisations-Logik
2, die an eine Kontroll-Logik 3 signalmäßig angeschlossen ist. Über die
Kontroll-Logik 3 erfolgt die Eingabe eines Start- bzw. Stop- Signals 4.
Durch dieses Startsignal 4 wird ein Zähler in einem Feinschrittzeitgeber
5 gestartet. Ein von einer Oszillator-Frequenz abgeleiteter Mikrotakt 6
taktet den Zähler des Feinschrittzeitgebers 5, bis der vorgegebene Wert
des Registers in dem Feinschrittzeitgeber 5 erreicht ist. Mit dem
Erreichen dieses Wertes wird gleichzeitig ein Feinschritt-Takt 7
ausgelöst, der einen Feinschrittzähler inkrementiert und den Zähler im
Feinschrittzeitgeber 5 auf "Null" setzt sowie andere Zähler in noch zu
erläuternden Auslöse-Takt-Generatoren 9 und 10 hochzählt.
Der Feinschrittzähler 8 besitzt ein Feinschrittbegrenzungs-Register 8a
und eine Feinschrittbegrenzungs-Steuerung 8b. Ebenso weist der
Feinschrittzeitgeber 5 ein Feinschrittzeitregister 5a und einen
Feinschrittcontroller 5b auf. In dem Feinschrittbegrenzungs-Register 8a
ist die Anzahl der Feinschritt-Takte 7 innerhalb der Zeit zwischen zwei
Inkrementen des Inkrementalgebers 1 enthalten.
Der Vorgang, der die Feinschritt-Takte generiert, läuft solange weiter,
bis der Feinschrittzähler 8 den Wert des Feinschrittbegrenzungs-
Registers 8a erreicht hat, es sei denn, er wäre vorher durch einen
aufsynchronisierten Schritt-Takt des Inkrementalgebers 1 in dieser
Routine gestoppt worden, d. h., daß bei gleichen Werten im
Feinschrittzähler 8 und Feinschrittbegrenzungs-Register 8a die
Feinschritt-Takt-Generierung angehalten wird, bis ein neuer
synchronisierter Schritt-Takt denselben Vorgang von Beginn an startet.
Für den Fall, daß vor Erreichen eines Gleichstandes des
Feinschrittzählers 8 und des Feinschrittbegrenzungsregisters 8a ein
synchroner Schritt-Takt des Inkrementalgebers 1 auftritt, wird der
Feinschrittzähler 8 mit dem Mikrotakt 6 bis zum Gleichstand des
Feinschrittbegrenzungs-Registers 8a und der Feinschrittbegrenzungs-
Steuerung 3b inkrementiert, wobei auch entsprechend gleichviele
Feinschritt-Takte 7 generiert werden und der Feinschrittzähler 8 sowie
der Zähler in dem Feinschrittzeitgeber 5 wieder auf "Null" gesetzt wird.
Derselbe Vorgang beginnt unmittelbar nach dem Schritt-Takt 1a des
Inkrementalgebers 1.
Mit jedem Feinschritt-Takt 7 werden die angeschlossenen
Auslöse-Takt-Generatoren 9 und 10 getaktet, die beim jeweiligen
Erreichen des Gleichstandes eines Zählers und eines Registers in den
Auslösetakt-Generatoren 9 und 10 einen Auslösetakt 11 erzeugen und dann
wieder bei "Null" beginnen.
Die Auslösetakte 11 können z. B. auf Zeitgeber in den Schaltungen für das
Auslösen einer durch einen Elektromagneten angetriebenen Drucknadel in
Matrixnadeldruckköpfen übertragen werden (Fig. 1 und 2).
Gemäß Fig. 3 ist das Start/Stop-Signal während des Steuerungsvorganges
auf logisch "1". In Fig. 4 ist maßstabsgerecht der Schritt-Takt 1a des
Inkrementalgebers 1 abgebildet. Fig. 5 zeigt den von einer Oszillator-
Frequenz abgeleiteten Mikrotakt 6 (z. B. 1 oder 2 MHz). Der
Feinschritt-Takt 7 (Fig. 6) ist entsprechend einem Beispiel mit fünf
Mikrotakten 6 eingestellt, die im Feinschrittzeitregister 5a abgelegt
sind.
Der gezeichnete dritte (von links) Schritt-Takt 1a folgt zeitlich, z. B.
wegen schnellem Lauf eines eine Taktscheibe antreibenden Elektromotors,
der auch den Wagen, Schlitten o. dgl. antreibt, in kürzerem Abstand auf
den nominal vorgegebenen Abstand. In diesem Fall müssen die ergänzenden
Feinschritt-Takte 7 erzeugt werden. Der gezeichnete vierte (von links)
Schritt-Takt 1a folgt zeitlich, z. B. wegen zu langsamem Lauf des
erwähnten Elektromotors in größerem Abstand auf den nominal vorgegebenen
Abstand. Somit bleibt die Anzahl der Feinschritt-Takte 7 innerhalb eines
Schritt-Taktes 1a konstant.
Ferner ist ein Auslösetakt-Generator-Register 12 vorgesehen (Fig. 1 und
2), das nach jedem Erreichen des vorgegebenen Registerwertes den
Auslösetakt 11 abgeben kann. In dem Auslösetaktgenerator 9 kann für den
Start ein Wert geladen werden, der schon gleich oder kleiner dem Wert
des Auslösetakt-Generator-Registers 12 ist, so daß schon vor dem sonst
üblichen Erreichen des Registerwertes ein Auslösetakt 11 erzeugt wird.
Demgegenüber zeigt Fig. 7 das sonst übliche Erreichen des
Registerwertes. Hierbei ist beispielhaft der Auslösetakt 11 in sieben
Zählwerte aufgelöst. In Fig. 8 ist die Ausführungsform eines sonst nicht
üblichen Registerwertes vorausgesetzt.
Claims (3)
1. Einrichtung für die Steuerung von elektronisch auslösbaren Mitteln,
die auf einem geradlinig hin- und herbewegten Wagen oder Schlitten
angeordnet sind, mit einem Inkrementalgeber, der ein
Taktsignal erzeugt zur Ansteuerung der auszulösenden Mittel,
ferner mit einem Mikroprozessor zur Übertragung von Registerdaten
und mit einer feststehenden Wegstreckeneinteilung des Weges, der
von dem Wagen oder Schlitten zurückgelegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das von dem Inkrementalgeber (1) abgegebene Ist-Wert-Signal als
Schritt-Takt (1a) über eine Synchronisations-Logik (2) in eine
Kontroll-Logik (3) geleitet wird, daß die Kontroll-Logik (3) mit
einem variablen Feinschrittzeitgeber (5) verbunden ist, daß dessen
Feinschritt-Takt (7) an einen Feinschrittzähler (8) weiterleitbar
ist als auch an zumindest einen Auslösetakt-Generator (9; 10) und
daß bei Erreichen des Zählwertes eines Auslöse-Generator-Registers
(12) ein Auslösetakt (11) erzeugbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Auslösetakt-Generator (9) für den Start ein Wert geladen
wird, der gleich dem oder kleiner als der Wert des
Auslösetakt-Generator-Registers (12) ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Feinschrittzähler (8) bezüglich eines Schritt-Taktes (1a)
des Inkrementalgebers (1) variabel ist, d. h. in eine beliebige
Anzahl von Feinschritt-Takten (7) auflösbar ist.
Priority Applications (3)
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GB (1) | GB2269468B (de) |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TALLY GMBH, 89275 ELCHINGEN, DE |
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