WO1986004467A1 - Numerically-controlled electromechanical precision drive system - Google Patents

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WO1986004467A1
WO1986004467A1 PCT/DE1985/000552 DE8500552W WO8604467A1 WO 1986004467 A1 WO1986004467 A1 WO 1986004467A1 DE 8500552 W DE8500552 W DE 8500552W WO 8604467 A1 WO8604467 A1 WO 8604467A1
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drive system
numerically controlled
precision drive
central gear
controlled electromechanical
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PCT/DE1985/000552
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English (en)
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Inventor
Jaroslav Tecinsky
Original Assignee
Jaroslav Tecinsky
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts

Definitions

  • the invention relates to a numerically controlled electro-mechanical precision drive system of the type specified in the preamble of the main claim.
  • DE-OS 29 52 595 discloses a method and an arrangement for controlling, monitoring and measuring the consumption of a fluid flow valve, in which the signal for controlling the position of the valve body is used to measure the fluid volume flowing through the valve becomes.
  • the signal for controlling the position of the valve body is used to measure the fluid volume flowing through the valve becomes.
  • only a single stepper motor is provided.
  • the invention is based on the object of designing a numerically controlled electromechanical precision drive system of the type mentioned at the outset in such a way that, with low self-consumption, fast, safe and powerful drives are obtained which also heavy parts with high precision in a large torque range and ⁇ move across smallest measuring sections exact least can, both in rotational operation, as well as in the translation operation as well as in combined rotation / translation operation.
  • This object is achieved according to the invention in an elecromechanical precision drive system of the generic type with the means specified in the characterizing part of the main claim.
  • valve controls especially in those cases where precise valve settings are required, here in particular in chemical process technology, in aviation, space travel and in nuclear technology, precision drives in general mechanical engineering, e.g. for precise feeds with any translation movements, such as traversing, or in the area of CNC machines, with robots and manipulators, or also in safety-relevant systems, for example when driving reactor control elements, and especially where maximum operational safety is required and the drives should function perfectly even in the event of a power failure.
  • Figure 1 is a partially broken view in longitudinal section for rotary drive. 2 shows a schematic top view of the drive system;
  • EBSATZBLATT 5 shows a longitudinal section for simultaneous rotation and translation operation
  • Fig. 6 is a top view of the base chassis
  • Fig. 7 is a plan view of the lid belonging to Fig. 6;
  • Fig. 8 is a section along line A-B in Fig. 7;
  • FIG. 10 shows a view of the assembly in FIG. 9 with motor units, emergency power supply and cabling;
  • FIG. 11 shows a partial construction of the basic chassis, cover, motor units, drive electronics and control electronics
  • FIG. 12 shows a longitudinal section through the structure of FIG. 3 with control electronics and cabling; 13 is a block diagram;
  • 1 shows an arrangement intended for the simplest application, namely for the rotation principle, 1 t.
  • the principle of rotation is characterized in that all motor and motor gear units 1 act simultaneously via their drive pinion 2 on the central gear 3, which is firmly coupled to the output shaft 4.
  • the motor units 1 are grouped in a circle around the central gear 3, so that the pinions 2 mesh with a sun gear 3 in the manner of planet gears, the partial circles on both sides touching one another.
  • Power transmission to other devices can be carried out in a known manner, e.g. by slipping clutch, tongue and groove, a wedge or the like.
  • the output shaft 4 is guided in a cover 5 by means of a bearing 6 and a bearing 7, which is accommodated in a device connection device 15.
  • the bearing 8 in the base chassis 9 serves as an additional bearing.
  • emergency power supplies 10 which supply the drive units 1 with energy for a certain time in the event of a voltage drop, are additionally accommodated for each motor.
  • Cover 5 and base chassis 9 are connected to one another by screws 49 (FIG. 9).
  • the motor units 1 are attached to the base chassis 9 via brackets, which will be described later.
  • the output shaft 4 is in the base chassis 9 in two axial bearings 11 and 12, e.g. Needle roller bearings.
  • the output shaft 4 is fastened in the base chassis 9 by the safety threaded nut 13.
  • a housing 16 encloses the entire arrangement, which is attached to the cover 5 by means of a screw 17.
  • the mechanical adaptation to the working machines takes place via the device connection device 15 by means of appropriate adapters which can be attached in the manner required in each case.
  • ERSATZBL TT Power is supplied either by a cable 87 (Fig. 11), which is provided with cable bushings and strain relief, or via a device plug and device socket 31 (Fig. 3).
  • the motors 1 are preferably low-current servomotors with an ironless armature and a permanent magnetic stator.
  • Fig. 2 the circular arrangement of the motor units 1 and the interaction of the planet gears 2 with the sun gear 3 is shown schematically. At the same time, it is indicated that part of the motor units with the individual torques M.1, M3, M c 5, M-7, and Mn is on one side of the base chassis 9, while an equally large one
  • IRSATZBt-A 3 explains how to get from the rotation principle to the translation principle.
  • a thread, a recirculating ball bushing or a threaded satellite drive 19 is arranged in the hub of the central gear 3 in the translation principle.
  • the part of the output shaft 4 which interacts with the thread is designed as a threaded spindle 20 which is prevented from rotating by the rotation lock guide 21.
  • the rotation lock guide 21 is firmly connected to the cover 5 by means of the screw connection 22.
  • the spindle 20 is guided in the rotation lock guide 21 by a precision guide 23. It is firmly connected to the spindle 20 by a screw connection 24 or another type of fastening.
  • this precision guide 23 acts on the grinder 25 of a .1 linear encoder 26.
  • the voltage read on the linear encoder 26 is proportional to the path of the spindle 20.
  • the motor ⁇ of the motor gear units 1 and 1 ′ and the emergency power supplies 10 and 10 * for both are fastened to the base chassis 9 and to the cover 5.
  • the power supply for the motor units and emergency power supply takes place via a plug connection 31, which is attached to the housing 16.
  • the housing 16 is fastened to the device connection device 15 with the screw connection 34 as well as to the cover 5 by means of a screw connection 17.
  • the position of the spindle 20 can be read both with a linear encoder 26 and with an incremental encoder 28 which is located directly on the motor or motor gear units 1, 1 '.
  • the displacement transducers can be designed in a known manner as inductive displacement transducers, as linear displacement transducers, as rotary displacement transducers or as incremental displacement transducers. If the displacement transducers are designed as potentiometers, a voltage proportional to the displacement can be tapped. In the incremental travel sensor, pulses corresponding to the travel are counted and shown on a display. This gives a reading accuracy of 10 "6 .
  • the spindle 20 can of course also be locked in another suitable manner. So it is e.g. possible to design the housing 16 telescopically and to move its upper part together with the spindle 20, the securing against rotation by means of dowel pins, guide bolts or similar locking means between the base chassis 9, the cover 5 and the upper part of the housing 16 .
  • This rotation-translation principle is based on the fact that the spindle guide cylinder 21 with the rotation lock for
  • SRSATZB L AT one is held on the central gear 3 by a clamping device 37 and, on the other hand, is held by a clamping device 39 during translation operation with the non-rotating part 38 of the drive, so that rotation and then translation take place first.
  • the rotational torque corresponds to the previously described rotation principle, just as the thrust or tensile force corresponds to the previously described translation principle.
  • the spindle guide cylinder 21 acting as an armature is pressed upwards or downwards into the respective clamping device 37 or 39.
  • the spindle guide cylinder 21 is either with the rotating part, i.e. the central gear 3, or connected to the fixed part 38. In this way, the successive rotation-translation movement occurs.
  • the spindle 20 With simultaneous rotation-translation movement, the spindle 20, which is guided in the ball circulation bushing 19 via a coupling 42, acts on a further spindle 43, which is guided in a further ball circulation bushing 44.
  • the rotation of the spindle 20 is prevented by the rotation lock guide 21, so that the spindle 20 describes a translation movement. Because the spindle 43 is not
  • REPLACEMENT LEAF is coupled to the spindle 20, but is located in a spherical bush 44 which has a certain pitch, the additional spindle 43 describes a simultaneous rotation-translation movement.
  • the translation speed corresponds to the speed of the motor gear units 1 and the pitch of the ball bearing bush 19.
  • the translational rotational movement of the spindle 43 is composed of the movement of the previously described movement of the spindle 20 and the pitch of the ball bushing 44.
  • the two spindles 20 and 43 are not fixed, but are slidably coupled to one another. In between, there can be needle bearings or the connection can be provided with a slip clutch 42, the transmission torque of which can be set variably. Other couplings on the market can also be used as required.
  • the basic chassis is the supporting element for the overall construction. Both motor or motor transmission units 1 and the entire force transmission elements (pinion 2, gear 3, ball around spindle 19 and output shaft 4) are integrated into this basic chassis 9.
  • the basic chassis is the only load-bearing element that can be coupled via the device connection device 15 to all work machines from a wide variety of application areas.
  • the cover 5 shows the cover 5 of the base chassis 9.
  • the cover 5 is provided with through holes 45 for later attachment to the base chassis 9 by means of screws 49,
  • bores 46 with threads are provided for the rotation blocking guide 21 and the bearing 6.
  • the cover is provided with guides 48 for the engine or engine transmission mounting brackets 14.
  • Fig. 8 is a section A-B through the front view of the
  • Fig. 9 shows a plan view of the assembly of the base chassis 9, the cover 5 and the housing 16 without motor gear units.
  • the cover 5 is screwed to the base chassis 9 by means of screws 55, the housing 16 is fastened to the cover 5 by screws 56 accordingly.
  • FIG. 10 shows a front view of a part of the basic chassis 9 with motor or motor gear units 1 attached to the fastening brackets 14 and of the cover 5 with motor or motor gear units l 1 fitted on the brackets 14.
  • the motor or motor gear units 1, 1 ' are connected to drive electronics with an integrated emergency power supply 10, 10'. This is done by connecting the motor poles 52 with the contacts 55 located on the control electronics with integrated emergency power supply on the soldering wire 53. This is given by the wiring 54.
  • FIG. 11 shows the arrangement of all components in a top view, the control electronics 85 and their connection to the plug socket 31 being indicated at the same time.
  • the attached motor or motor gear units 1, which are fastened to the fastening brackets by screw connections 78, are located on the basic chassis 9 on fastening brackets 14.
  • the motor gear units 1, which are offset at a certain angle, which is based on the number of motor or motor gear units, are likewise mounted there.
  • the drive electronics 81 with the integrated emergency power supply 10 ' which is provided with a soldering pin header 82 is provided.
  • the solder pins + / - and A to E are electrically connected to the socket 31.
  • the contacts M + / M - are electrically connected to the motor poles 84 by the wiring 83.
  • the connection to the control electronics 85 takes place by means of a device plug 86 and a cable 87, which on the other hand is provided with a device plug 88.
  • the device plug 88 is coupled to the built-in device socket 89. This provides data transmission from the control electronics 85 to the drive electronics 81.
  • the control electronics are supplied with a stabilized voltage supply from the mains connection 90 via a non-stabilized power supply unit 91 and via the voltage regulation 92.
  • Fig. 12 illustrates the connection of the numerically-controlled electromechanical precision drive system to the control 'electronics 85.
  • the control electronics 85 is connected to the plug socket 31 through a mounting accessory socket 89, the cable connector 88 and the cable connector 86th
  • the plug socket 31 is electrically connected to the drive electronics 81 via a cable 97.
  • control electronics 85 like that according to DE-OS 33 45 528, is computer and "CAMAC" compatible.
  • the principle of the invention is based, inter alia, on the fact that a single servomotor, be it a normal electric motor or be it a stepping motor, is replaced by a large number of small, low-current motors.
  • the diameter of the central gear 3 is 389.888 mm, the diameter of the pinion 2 '54.000 "mm with a center distance of 443,000 mm.
  • the MS / MG load diagram is a graphical representation
  • the interesting phenomenon of this drive is that the dynamic behavior of the entire drive corresponds to the dynamic behavior of the particular drive, that is to say that the rotor moment of inertia (kgm 2 ) of the entire drive corresponds to the rotor moment of inertia of the particular drive, of course taking into account the moment of inertia of the sun gear 3 would.
  • Curve F proves that the total torque is proportional to the load.
  • the required Torque at the particulate drive decreases with the gear ratio i, and accordingly the speed (Up) at the output shaft of the drive system also decreases proportionally.
  • the central gear has a diameter of 80 mm
  • the pinion 2 has a diameter of 12 mm
  • Spindle 20 have a diameter of 28 mm and a length of 70 mm, then with this extremely low power with a thrust of 20 mm, a thrust of about 10,000 Nm can be achieved.
  • the precision of the control can be regulated between speeds of 0.1 to 30,000 per minute.
  • Torque (MS in Nm) of the conventional El ektromotore by r p articular drives with the torque M "n replaced and it can simultaneously act via pinions (planetary) to the middle gear (Son ⁇ nenrad).
  • the rotor mass moment of inertia has a very negative effect on reaching these speeds.
  • speed in the 100 ms range it is only possible to achieve speeds in the 100 ms range.
  • the proposed drive it is possible to achieve this speed with an 80% less expenditure of time.
  • This new precision drive system can therefore be used to carry out very fast control and regulating processes.
  • the additive control of the particular drives results in a number of power levels corresponding to the number Xa of the drives. Due to its specific mechanical structure, it can be regulated continuously. Thanks to the time constants, the positioning, speed control, pulling or pushing speed (or pulling or pushing force) is done easily and absolutely precisely.
  • REPLACEMENT LEAF The low power consumption of the low-temperature motors enables battery operation (emergency power generators), which is of great importance for security areas and areas where people are in direct contact with dangerous media. It is therefore always possible that, in the event of a failure of the computer control electronics, cable break, explosion, etc., for example high-pressure valves in the security area still reach a defined and previously programmed state.

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Description

Numerisch gesteuertes elektro echanisches Präzis onsantriebsSystem
Die Erfindung betrifft ein numerisch gesteuertes elektro¬ mechanisches Präzisionsantriebssystem der im Gattungsbe¬ griff des Hauptanspruchs angegebenen Art.
Aus der DE-OS 33 45 528 ist ein Verfahren zur Steuerung von motorbetriebenen Hochdruckventilen bekannt, bei wel¬ chen die Steuerung der Bewegung der Ventil regelachse in Ab¬ hängigkeit von laufend durchgeführten und im Ergebnis ste¬ tig angezeigten Parametern wie Druck, Temperatur, Position des Ventilkegels u.dgl. automatisch und vollelektronisch gesteuert wird. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist fü r die Venti 1 rege! achse lediglich ein einzelner Verstel Imotor vorgesehen. Dies hat zur Folge, daß bei Ausfall des Motors die Anlage stillgelegt werden muß.
Aus der DE-OS 29 52 595 sind ein Verfahren und eine Anord¬ nung zur Steuerung, Überwachung und Verbrauchsmessung eines Fl uiddurchflußventil s bekannt geworden, bei welchen das Signal zur Steuerung der Stellung des Ventil körpers zur Messung des das Ventil durchströmenden Fl uidvol umens verwendet wird. Auch hier ist nur ein einz-elner Schritt¬ motor vorgesehen.
Herkömmlich aufgebaute elektromechanische Antriebssysteme
Ersateblatf sind wegen der Massenträgheit relativ langsam und wenig dynamisch. Sie laufen nur schwer an und können nicht fein genug angesteuert werden. Es hat sich herausgestellt, daß mit den bekannten Ventilsteuerungen die vielseitigen An- sprüche nicht erfüllt werden können, die insbesondere in der modernen Meß-, Steuer- und Regeltechnik an große und schwere elektro echanische Antriebe gestellt werden.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein numerisch gesteuertes elektromechanisches Präzisions¬ antriebssystem der eingangs erwähnten Art derart auszubil¬ den, daß bei niedrigem Eigenverbrauch schnelle, sichere und leistungsfähige Antriebe erhalten werden, die auch schwere Teile höchst präzise in einem großen Drehmoment- bereich und über kleinste Meßstrecken genauestens bewegen^ können, und zwar sowohl im Rotationsbetrieb als auch im Translationsbetrieb sowie im kombinierten Rotations/Trans- lationsbetrieb. Diese Aufgabe wird bei einem el ektromecha- nischen Präzisionsantriebssystem der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Auf diese Weise erhält man ein elektromechanisches Antriebs¬ system mit einem extrem günstigen Verhältnis von Drehmo¬ ment bzw. Schub- und Zugkraft z-um. Antriebsvolumen, das folgende Vorteile mit sich bringt:
1. kleines Volumen und damit geringes Gewicht,
2. für dieses kleine Volumen ein hohes Dreh- bz.w. Schubmoment,
ERSÄTZBLATT 3. geringer Energieverbrauch,
4. sehr präzise Positionseinstellung mit entsprechen¬ der Rückmeldung und guter Reproduzierbarkeit,
5. gegen hydraul schen Antrieb sofortige Betriebs- bereitschaft,
6. Anschlußmöglichkeit an einen Computer über eine standardisierte Schnittstelle.
Als Anwendungsgebiete kommen insbesondere in Frage:
Alle Arten von Ventilsteuerungen, vor allem in den Fällen, wo es auf präzise Einstellungen von Ventilen ankommt, hier also insbesondere in der chemischen Prozeßtechnik, in der Luftfahrt, Raumfahrt sowie in der Nukleartechnik, Präzi- sionsantriebe im allgemeinen Maschinenbau, z.B. für prä¬ zise Vorschübe bei beliebigen Translationsbewegungen wie etwa Traversierungen, oder im Bereich der CNC-Maschinen , bei Robotern und Manipulatoren, oder auch in sicherheits¬ relevanten Anlagen etwa beim Antrieb von Reaktorsteuerele- menten und insbesondere dort, wo eine höchste Betriebssi¬ cherheit verlangt wird und auch bei Stromausfall die An¬ triebe einwandfrei funktionieren sollen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Erf ndungsgegen¬ standes näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht im Längs¬ schnitt für Rotationsantrieb; Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Antriebssystem;
Fig. 3 einen Längsschnitt für Translationsbetrieb;
Fig. 4 einen Teil 1 ängsschnitt für abwechselnden Rotations¬ und Translationsbetrieb;
EBSATZBLATT Fig. 5 einen Längsschnitt für gleichzeitigen Rotations¬ und Translationsbetrieb;
Fig. 6 eine Ansicht von oben auf das Grundchassis;
Fig. 7 eine Draufsicht auf den zu Fig. 6 gehörenden Deckel ;
Fig. 8 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 7;
Fig. 9 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf Zu¬ sammenbau von Grundchassis, Deckel und Gehäuse;
Fig. 10 eine Ansicht des Zusammenbaus in Fig. 9 mit Motor- einheiten, Notstromversorgung und Verkabelung;
Fig. 11 einen Teilaufbau von Grundchassis, Deckel , Motor¬ einheiten, Antriebselektronik und Steuerelektronik;
Fig. 12 einen Längsschnitt durch den Aufbau der Fig. 3 mit Steuerelektronik und Verkabelung; Fig. 13 ein Blockdiagramm;
Fig. 14 einen Größenvergleich der Zahnmodule;
Fig. 15 ein Belastungsdiagramm.
In Fig. 1 ist eine für den einfachsten Anwendungsfall , nämlich für das Rotationsprinzip, bestimmte Anordnung dar- gestel 1 t.
Das Rotationsprinzip zeichnet sich dadurch aus, daß sämt¬ liche Motor- und Motorgetriebeeinheiten 1 gleichzeitig über ihre Antriebsritzel 2 auf das Mittel zahnrad 3, das mit der Abtriebswelle 4 fest verkoppelt ist, einwirken. Die Mo¬ toreinheiten 1 sind kreisförmig um das Mittelzahnrad 3 grup- pert, so daß die Ritzel 2 nach Art von Planetenrädern mit einem Sonnenrad 3 kämmen, wobei die beiderseitigen Teil- kreise einander berühren.
Diese feste Kopplung wird in Fig. 1 dadurch erreicht, daß das Mittelzahnrad 3 und die Abtriebswelle 4 einstückig sind.
Die Kraftübertragung auf andere Geräte kann auf bekannte Weise, z.B. durch Rutschkupplung, Nut und Feder, einen Keil od. dgl. erfolgen.
Die Abtriebswelle 4 ist in einem Deckel 5 mittels eines Lagers 6 sowie eines Lagers 7, welches in einer Gerätean- schlußvorrichtung 15 untergebracht ist, geführt. Als Zu¬ satzlager dient die Lagerung 8 im Grundchassis 9. Auf dem Grundchassis 9 sind zusätzlich für jeden Motor 1 Notstrom¬ versorgungen 10, die im Spannungsabfall die Antriebseinhei¬ ten 1 für bestimmte Zeit mit Energie versorgen, unterge¬ bracht.
Deckel 5 und Grundchassis 9 sind durch Schrauben 49 (Fig.9) miteinander verbunden. Die Befestigung der Motoreinheiten 1 am Grundchassis 9 erfolgt über Konsolen, die später noch beschrieben werden.
Die Abtriebswelle 4 ist im Grundchassis 9 in zwei axialen Lagern 11 und 12, z.B. Nadellagern, gelagert. Die Befesti¬ gung der Abtriebswelle 4 in dem Grundchassis 9 erfolgt durch die Sicherheitsgewindemutter 13.
Ein Gehäuse 16 umschließt die ganze Anordnung, das am Deckel 5 mittels einer Verschraubung 17 befestigt ist.
Die mechanische Anpassung an die Arbeitsmaschinen erfolgt über die Geräteanschl ußvorri chtung 15 durch entsprechende Adapter, die auf die jeweils erforderliche Art angebracht werden können.
ERSATZBL TT Die Energieversorgung erfolgt entweder durch ein Kabel 87 (Fig.11), das mit Kabeldurchführungen und Zugentlastung versehen ist, oder über Gerätestecker und Gerätebuchse 31 (Fig.3).
Bei den Motoren 1 handelt es sich vorzugsweise um Schwach- strom-Servomotore mit eisenlosem Anker und permanentmagne¬ tischem Stator.
In Fig. 2 ist schematisch die kreisförmige Anordnung der Motoreinheiten 1 und das Zusammenwi rken der Planetenräder 2 mit dem Sonnenrad 3 dargestellt. Gleichzeitig ist angedeu¬ tet, daß sich ein Teil der Motoreinheiten mit den Einzel- Drehmomenten M.1 , M3, Mc5, M-7, und Mn auf der einen Seite des Grundchassis 9 befindet, während eine gleich große
Gruppe mit den Einzel -Drehmomenten M-,-M-,- Mg, Mg versetzt dazu zwecks Platzersparnis auf der anderen Seite bzw. auf dem zugehörigen Deckel 5 angeordnet ist.
Die nachfolgenden Ausf hrungsbeispiele zeigen sämtlich diese Doppelanordnung der Motoreinheiten 1 auf beiden Seiten des Grundchassis 9.
Dieser partikuläre Aufbau des "Mul tiantriebs" führt dazu, daß die hohe Anzahl der kleinen Drehmomente auf ein Mittel¬ zahnrad übertragen werden kann, wobei dies über sehr feine, dem kleinen Drehmoment der entsprechenden Bezahnung der Ritzel und des Mittel Zahnrades erfolgt, da sich die Summe der einzelnen Drehmomente erst im Mittelpunkt des großen Mittelzahnrades addiert nach der Formel
MQ = Mt * M- + M3 + M4 * Mn
IRSATZBt-A Anhand von Fig. 3 wird erläutert, wie man vom Rotations¬ prinzip zum Translationsprinzip gelangt.
Im Unterschied zum Rotationsprinzip ist beim Translations- prinzip in der Nabe des Mittelzahnrades 3 ein Gewinde, eine Kugelumlaufbuchse oder ein Gewindesatellitenantrieb 19 angeordnet. Der mit dem Gewinde zusammenwirkende Teil der Abtriebswelle 4 ist als Gewindespindel 20 ausgebildet, die durch die Rotationssperrführung 21 gegen Rotation gehindert wird. Die Rotationssperrführung 21 ist fest mit dem Deckel 5 mittels der Verschraubung 22 verbunden. Die Spindel 20 wird in der Rotationssperrführung 21 durch eine Präzisionsfüh- rung 23 geführt. Sie ist mit der Spindel 20 durch eine Ver¬ schraubung 24 oder eine andere Art der Befestigung fest ver- bunden.
Zusätzlich wirkt diese Präzisionsführung 23 auf den Schlei¬ fer 25 eines .1 inearen Wegegebers 26. Die abgelesene Span¬ nung an dem linearen Wegegeber 26 ist dem Weg der Spindel 20 proportional .
An dem Grundchassis 9 sind wie auch an dem Deckel 5 die Mo¬ tor- θder Motorgetriebeeinheiten 1 bzw. 1' sowie die Not¬ stromversorgungen 10 bzw. 10* für beide befestigt.
Die Energieversorgung für die Motoreinheiten und Nαtstrom- versorgung erfolgt über eine Steckverbindung 31, die am Ge¬ häuse 16 angebracht ist.
Das Gehäuse 16 ist sowohl an der Geräteanschlußvorrichtung 15 mit der Verschraubung 34 als auch am Deckel 5 mittels einer Verschraubung 17 befestigt.
^safeb/at Die Ankopplung an die Arbeitsmaschinen erfolgt so wie bei dem Rotationsprinzip mittels einer Verschraubung 36 oder über andere geeignete Adapter.
Die Position der Spindel 20 kann sowohl mit einem linearen Wegegeber 26 als auch mit einem inkrementalen Wegegeber 28 der sich direkt an den Motor- oder Motorgetriebeeinheiten 1,1 ' befindet, abgelesen werden.
Die Wegeaufnehmer können auf bekannte Art als induktive We¬ geaufnehmer, als lineare Wegeaufnehmer, als Rotations-We- geaufnehmer oder als inkrementale Wegeaufnehmer ausgebildet sein. Wenn die Wegeaufnehmer als Potentiometer ausgebildet sind, kann eine dem Weg proportionale Spannung abgegriffen werden. Beim Inkre ental -Wegeaufnehmer werden dem Weg ent¬ sprechende Impulse gezählt und auf einer Anzeige dargestellt. Man kommt auf diese Weise zu einer Ablesegenauigkeit von 10"6.
Die Rotationssperre der Spindel 20 kann natürlich auch auf andere geeignete Weise erfolgen. So ist es z.B. möglich, das Gehäuse 16 teleskopartig auszubilden und dessen Ober¬ teil gemeinsam mit der Spindel 20 zu verschieben, wobei die Sicherung gegen Drehung durch Paßstifte, Führungsbol- zen oder ähnliche Feststell ittel zwischen dem Grundchassis 9, dem Deckel 5 und dem Oberteil des Gehäuses 16 erfolgt.
Man kann auch das Rotations- und das Translationsprinzip nacheinander anwenden, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.
Dieses Rotations-Translations-Prinzip beruht darauf, daß der Spindelführungszyl inder 21 mit der Rotationssperre zum
SRSATZBLAT einen am Mittelzahnrad 3 durch eine Klemmvorrichtung 37 festgehalten wird und zum anderen beim Translationsbe¬ trieb mit dem nicht drehenden Teil 38 des Antriebes durch eine Klemmvorrichtung 39 festgehalten wird, so daß zunächst Rotation und dann Translation erfolgt. Das Rotationsdrehmo¬ ment entspricht dem vorher beschriebenen Rotationsprinzip, ebenso wie die Schub- oder Zugkraft dem vorher beschriebe¬ nen Translationsprinzip entspricht.
Vorteilhaft ist dabei eine induktive Umschaltung vom Rota¬ tionsbetrieb zum Translationsbetrieb und umgekehrt.
Durch das Umpolen der Polarität der Gleichstromversorgung einer Induktivität 40 wird der als Anker wirkende Spindel- führungszyl nder 21 nach Oben oder nach unten in die jewei¬ lige Klemmvorrichtung 37 oder 39 eingepreßt. Dadurch wird der Spindel führungszyl inder 21 entweder mit dem drehenden Teil, d.h. dem Mittelzahnrad 3, oder mit dem feststehenden Teil 38 verbunden. Auf diese Art und Weise entsteht die aufeinanderfolgende Rotations-Translations-Bewegung.
Es ist aber auch möglich, das Rotationsprinzip und das Translationsprinzip gleichzeitig anzuwenden, wie in Fig. 5 gezeigt.
Bei gleichzeitiger Rotations-Translations-Bewegung wirkt die Spindel 20, die in der Kugel Umlaufbuchse 19 über eine Kupplung 42 geführt wird, auf eine weitere Spindel 43, die in einer weiteren Kugel uml aufbuchse 44 geführt wird, ein. Die Rotation der Spindel 20 wird durch die Rotationssperr¬ führung 21 verhindert, so daß die Spindel 20 eine Transla¬ tionsbewegung beschreibt. Dadurch, daß die Spindel 43 nicht
ERSATZBLATT mit der Spindel 20 gekoppelt ist, jedoch sich in einer Ku¬ gelumlaufbuchse 44 befindet, die eine bestimmte Steigung besitzt, beschreibt die zusätzliche Spindel 43 eine gleich¬ zeitige Rotations-Translations-Bewegung.
Die Translationsgeschwindigkeit entspricht der Drehzahl der Motorgetriebeeinheiten 1 und der Steigung der Kugelum¬ laufbuchse 19.
Die Translations-Rotationsbewegung der Spindel 43 setzt sich aus der Bewegung der vorher beschriebenen Bewegung der Spindel 20 und der Steigung der Kugelumlaufbuchse 44 zu¬ sammen.
Die beiden Spindeln 20 und 43 sind nicht fest, sondern glei¬ tend miteinander gekoppelt. Dazwischen können sich Nadella¬ ger befinden oder man kann die Verbindung mit einer Rutsch¬ kupplung 42, deren übertragungsdrehtnoment variabel einge¬ stellt werden kann, versehen. Auch andere auf dem Markt befindliche Kupplungen sind nach Bedarf verwendbar.
Die Befestigungsart dieses Antriebes an die Arbeitsmaschi¬ nen kann ebenfalls nach den vorher beschriebenen Prinzipien erfol gen.
Die Fig. 6 stellt das Grundchassis 9 in der Draufsicht dar. Das Grundchassis ist das tragende Element für den Gesamt¬ aufbau. In dieses Grundchassis 9 werden sowohl Motor- oder Motorgetriebeeinheiten 1 als auch die gesamten Kraftüber¬ tragungselemente (Ritzel 2, Zahnrad 3, Kugel um! aufspindel 19 und Abtriebswelle 4) integriert.
tRSATZBLATT Das Grundchassis ist das einzige tragende Element, das über die Geräteanschlußvorrichtung 15 mit sämtlichen Ar¬ beitsmaschinen aus den verschiedensten Anwendungsbereichen gekoppelt werden kann.
Die Fig. 7 stellt den Deckel 5 des Grundchassis 9 dar. Der Deckel 5 ist mit Durchgangsbohrungen 45 für die spätere Befestigung am Grundchassis 9 mittels Schrauben 49 versehen,
Zusätzlich sind Bohrungen 46 mit Gewinde für die Rotations.- Sperrführung 21 und das Lager 6 vorgesehen. Außerdem ist der Deckel mit Führungen 48 für die Motor- oder Motorge¬ triebe-Befestigungskonsolen 14 versehen.
Fig 8 ist ein Schnitt A-B durch die Vorderansicht des
Deckels 5 mit dem Lager 6. Gleichzeitig sind die Führungen 48 für die Motor- oder Motorgetriebeeinheiten 1 ersichtlich
Fig. 9 stellt eine Draufsicht auf den Zusammenbau des Grundchassis 9, des Deckels 5 sowie des Gehäuses 16 ohne Motorgetriebeeinheiten dar.
Der Deckel 5 wird am Grundchassis 9 durch Schrauben 55 festgeschraubt, das Gehäuse 16 wird durch Schrauben 56 an dem Deckel 5 entsprechend befestigt.
In Fig. 10 ist eine Vorderansicht von einem Teil des Grund¬ chassis 9 mit auf den Befestigungskonsolen 14 angebrachten Motor- oder Motorgetriebeeinheiten 1 und des Deckels 5 mit auf den Konsolen 14 angebrachten Motor- oder Motorgetrie¬ beeinheiten l 1 dargestellt. Zusätzlich befinden sich auf dem Grundchassis 9 die Not¬ stromversorgungen 10 bzw. 10' auf dem Deckel 5.
Die Motor- oder Motorgetriebeeinheiten 1 bilden mit den Be¬ festigungskonsolen 14 einen Einschub in die Chassisebene und werden durch die Verschraubung 51 am Grundchassis 9 festgeschraubt. Sie bilden mit den Befestigungskonsolen 14 einen Einschub, der in den Chassisdeckel 5 geführt wird, aber an dem Grundchassis durch die Verschraubung 51' be¬ festigt ist.
Die Motor- oder Motorgetriebeeinheiten 1, 1' werden an eine Antriebselektronik mit integrierter Notstromversorgung 10, 10' angeschlossen. Dies geschieht, indem man die Motorpole 52 mit den auf der Steuerelektronik mit integrierter Not¬ stromversorgung befindlichen Kontakten 55 auf der Lötlei¬ ste 53 anschließt. Dies ist durch die Verdrahtung 54 ge¬ geben.
In Fig. 11 ist die Anordnung aller Bauelemente in der Drauf¬ sicht dargestellt, wobei gleichzeitig die Steuerelektronik 85 und deren Anschluß an die Steckerbuchse 31 angedeutet sind. Auf dem Grundchassis 9 befinden sich auf Befestigungs¬ konsolen 14 die angebrachten Motor- oder Motorgetriebeein- heiten 1, die mit den Befestigungskonsolen durch Verschrau- bungen 78 befestigt sind. Dort sind ebenfalls die Motorge¬ triebeeinheiten 1, die in einem bestimmten Winkel , der sich nach der Anz4hl der Motor- oder Motorgetriebeeinheiten rich¬ tet, versetzt angebracht.
Auf dem Deckel 5 befindet sich die Antriebselektronik 81 mit der integrierten Notstromversorgung 10' , die mit einer Löt- stiftleiste 82 versehen ist. Die Lötstifte + / - und A bis E werden mit der Steckerbuchse 31 elektrisch verbunden. Die Kontakte M + / M - werden durch die Verkabelung 83 mit den Motorpolen 84 elektrisch verbunden.
Die Verbindung mit der Steuerelektronik 85 erfolgt durch einen Gerätestecker 86 und ein Kabel 87, das andererseits mit einem Gerätestecker 88 versehen ist. Der Gerätestecker 88 ist mit der Einbaugerätedose 89 gekoppelt. Dadurch ist die Datenübertragung von der Steuerelektronik 85 an die Antriebselektronik 81 gegeben. Die Steuerelektronik wird vom Netzanschluß 90 über einen nicht stabilisierten Netz¬ teil 91 und über die Stromspannungsregelung 92 mit einer stabilisierten Spannungsversorgung versorgt.
Fig. 12 stellt den Anschluß des numerisch gesteuerten elek- tromechanischen Präzisionsantriebssystems an die Steuer-' elektronik 85 dar. Die Steuerelektronik 85 wird über eine Einbaugerätedose 89, den Kabelstecker 88 und den Kabel- Stecker 86 an die Steckerbuchse 31 angeschlossen.
Die Steckerbuchse 31 wird mit der Antriebselektronik 81 über ein Kabel 97 elektrisch verbunden.
In dem Blockdiagramm der Fig. 13 ist der Zusammenhang der elektronischen Baugruppen veranschaulicht. Einzelheiten ergeben sich aus der DE-OS 33 45 528.
Hier sind auch Einzelheiten über den Aufbau und die Wir- kungsweise der Steuerelektronik 85 angegeben. Diese Steue¬ rung ist ebenso wie diejenige gemäß DE-OS 33 45 528 Compu¬ ter- und "CAMAC'-kompatibel .
£RSATZBLATT Das Prinzip der Erfindung beruht u.a. darauf, daß ein einzelner Stellmotor, sei es ein normaler Elektromotor, sei es ein Schrittschaltmotor, durch eine Vielzahl kleiner Schwachstrommotore ersetzt wird.
Fig. 14 zeigt den Unterschied zwischen dem Modul m der Ver¬ zahnung bei Verwendung nur einer -wie bekannt- oder einer Vielzahl von Motor- oder Motorgetriebeeinheiten.
Bei dem dargestellten Beispiel sei ein Drehmoment von 200 Nm mit entsprechender Schubkraft gefordert.
Bei Verwendung eines einzigen Antriebes beträgt der Durchmesser des Mittelzahnrades 3 389,888 mm, der Durchmesser der Ritzel 2 ' 54,000" mm bei einem Achsenabstand von 443,000 mm.
Das entspricht einem Modul 71 m = 3.
Bei 16 Antrieben 1, 1 " beträgt dagegen der Mittel zahnrad-Durchmesser nur 103,970 mm, derjenige der Ritzel nur 14,400 mm.
Das entspricht einem Modul 72 m = 0,8.
Man erhält also zu den anderen bereits erörterten Vorteilen eine erhebliche Reduzierung des Raumbedarfs bei gleicher
Leistung, ganz abgesehen von verringertem Schlupf, dement¬ sprechend weniger Totzeiten und einer entsprechend größeren Dynamik des Systems.
In Fig. 15 ist ein. Belastungsdiagramm aufgezeichnet. Das Belastungsdiagramm MS/MG ist eine graphische Darstellung
SRSATZBLATΓ des proportional ansteigenden Drehmoments MS am Sonnenrad 2 zur ansteigenden Belastung F(Nm) an der Abtriebswelle 4 bzw. der Kugelumlaufspindel 20.
Wenn MS das geforderte Gesamtdrehmoment (Sonnenrad),
MG das geforderte Drehmoment an der Abtriebswelle
(Ritzel) des partikulären Antriebes (Motoreinheit), Xa die Anzahl der Partikularantriebe (z.B.16) ist, dann ist MG = 1/Xa . MS.
Die Kurve MG in dem Belastungsdiagramm stellt den Verlauf des geforderten Drehmoments bei der Verwendung von mehreren Partikularantrieben dar. Es ist aus der Formel ersichtlich, daß die Kurve. MG hyperbolisch verläuft, d.h. daß auch die Belastung des Partikularantriebes hyperbolisch abnimmt. Außerdem geht aus der MG-Kurve hervor, daß sie bei dem Wert Xa = 10 einen linearen Verlauf annimmt. Dies ist auch der Bereich, wo Partikularantriebe nicht mehr maximal ausgelastet werden müssen (Sicherheitsbereich).
Das interessante Phänomen dieses Antriebes ist, daß das dy¬ namische Verhalten des gesamten Antriebes dem dynamischen Verhalten des Partikularantriebes entspricht, d.h., daß das Rotorträgheitsmoment (kgm2) des gesamten Antriebes dem Rotorträgheitsmoment des Partikularantriebes entspricht, wobei natürlich das Trägheitsmoment des Sonnenrades 3 zu berücksichtigen wäre.
Die Kurve F(MS) beweist, daß sich das Gesamtdrehmoment im Verhältnis zu der Last proportional verhält. Das geforderte Drehmoment an dem Partikularantrieb sinkt mit dem Über¬ setzungsverhältnis i, dementsprechend proportional sinkt auch die Drehzahl (Up ) an der Abtriebswelle des Antriebs¬ systems.
Bei 16 Partikularantrieben, d.h. bei Xa = 16, werden im dargestellten Beispiel die Antriebe mit nur etwa 32% be¬ lastet. Daraus ergibt sich, daß bei Ausfall von über 60% die Funktionsfähigkeit dieses Antriebssystems voll gewähr- leistet bleibt. Bei einem Ausfall von 60% eines konventio¬ nellen Antriebes ist die Funktion dagegen nicht mehr ge¬ währleistet.
Dadurch, daß sich die Kräfte auf den gesamten Umfang des Mittelzahnrades oder-Sonnenrades 3 verteilen, sinkt auch die mechanische Beanspruchung der Verzahnung.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel mit einer Bela¬ stung F = 10.000 N entsprechend der Kurve F(MS) bei 16 das Sonnenrad 3 umgebenden Schwachstrom-Servomotoren 1, 1 ' benötigen diese jede eine Leistung von 12 V . 1,1 A =13,2 W d.h. alle 16 zusammen eine Leistung von 211,20 W.
Wenn das Mittel zahnrad einen Durchmesser von 80 mm, die Ritzel 2 einen Durchmesser von 12 mm, die Welle 4 bzw.
Spindel 20 einen Durchmesser von 28 mm und eine Länge von 70 mm haben, dann kann mit dieser außerordentlich geringen Leistung bei einem Schubweg von 20 mm eine Schubkraft von etwa 10.000 Nm erzielt werden. Dabei ist die Präzision der Steuerung zwischen Drehzahlen von 0,1 bis 30.000 pro Minute regelbar.
Zielsetzung bei der Entwicklung dieses neuartigen numerisch gesteuerten elektromechanischen Präzisionsantriebssystems war es, die neutralen Zonen und weitere Parameter, die bei einem konventionellen Elektroantrieb sehr hoch sind, auf einen möglichst niedrigen Wert zu reduzieren.
Dieser Effekt wird dadurch erreicht, daß man das gewünschte
Drehmoment (MS in Nm) der konventionellen El ektromotore durch prartikuläre Antriebe mit dem Drehmoment M„n ersetzt und sie über Ritzel (Planeten) auf das Mittel zahnrad (Son¬ nenrad) gleichzeitig einwirken läßt.
Dadurch erhöht sich das dynamische Verhalten und das An¬ laufdrehmoment, wobei der Energieverbrauch im Leerlauf auf ein Minimum sinkt. Das Verhältnis Volumen zur abgegebenen Leistung und der Wirkungsgrad steigen beträchtlich.
Bei der Verwendung von Servomotoren mit eisenlosem Anker (sogen. Glockenanker oder Trommelanker) als Partikularan¬ triebe ist auch das Verhältnis Volumen zu Gewicht und Lei- stung wesentlich günstiger als bei konventionell aufgebau¬ ten elektromechanischen Antrieben. Der aus Dynamoblechen zusammengesetzte Anker ist schwer und daher beim Anlaufen sehr langsam. Das Rotorträgheitsmoment (kgm ) und die me¬ chanische Zeitkonstante (ms) sind relativ groß.
Dabei ist das Erreichen dieser Geschwindigkeiten durch das Rotor-Massen-Trägheitsmoment sehr beeinträchtigt. Z.B. ist es bei konventionellen Motoren in diesem Leistungsbereich nur möglich, Drehzahlen im 100 ms-Bereich zu erreichen. Mit dem vorgeschlagenen Antrieb ist es jedoch möglich, die¬ se Drehzahl mit einem 80% geringeren Zeitaufwand zu errei¬ chen .
Ersafzbla t Das Gleiche gilt für die Antriebsdynamik, d.h. für das schnelle Anfahren, Umschalten u. dg!.. Hierdurch wird auch ein wesentlich schnellerer Reversantrieb erreicht; z.B. würde bei Verwendung eines einzigen Antriebes der Re- versbetrieb 130 ns erfordern. Bei Verwendung dieses neuen Antriebes würde der Reversbetrieb etwa 20 bis 30 ns betra¬ gen. Diese Werte beziehen sich auf Standarddioden in der Steuer- und Antriebselektronik. Durch Verwendung von spe¬ ziellen elektronischen Bauelementen kann man noch bessere Regelungswerte erzielen.
Zusammenfassend ist festzustellen:
Die kleine mechanische Zeitkonstante (ms), das geringe Rotorträgheitsmoment (kg 2), der geringe Schlupf und daher auch die extrem niedrige Totzeit (ms) des beschriebenen Antriebssystems sind die entscheidenden Faktoren, die das dynamische Verhalten gegenüber den kon- ventionellen elektromechanischen Antrieben im wesentlichen positiv unterscheiden.
Daher lassen sich durch dieses neue Präzisionsantriebssy¬ stem sehr schnelle Steuer- und Regelprozesse durchführen.
Durch das additive Ansteuern der Partikularantriebe erhält man der Anzahl Xa der Antriebe entsprechend viele Leistungs¬ stufen. Es läßt sich infolge seines spezifischen mechani¬ schen Aufbaus stufenlos regeln. Durch die Zeitkonstanten geschieht die Positionierung, Drehzahl regel ung , Zug- oder Schubgeschwindigkeit (bzw. Zug- oder Schubkraft) problemlos und absolut präzise.
ERSATZBLATT Die niedrige Leistungsaufnahme der Schwachstwmmotoren er¬ möglicht den Batteriebetrieb (Notstromaggregate), was na¬ türlich für Sicherheitsbereiche sowie Bereiche, wo sich Men¬ schen im direkten Kontakt mit gefährlichen Medien befinden, von großer Bedeutung ist. Somit ist es immer möglich, daß bei Ausfall der Computersteuerelektronik, Kabelbruch, Ex¬ plosion etc. z.B. Hochdruckventile im Sicherheitsbereich doch noch einen definierten und vorher programmierten Zu¬ stand erreichen.
Das Gleiche gilt für andere der genannten Anwendungsgebiete,
Abschließend sei nochmals darauf hingewiesen, daß dieser neue Multiantrieb seine Vorteile darauf gründet, daß das Drehmoment und damit auch die Schub- oder. Zugkraft an der Gewindespindel am Mittelzahnrad durch die Anzahl der Ein¬ zelantriebe und somit auch der kleinen Drehmomente bestimmt wird, wobei die Dynamik des Multisystems nicht beeinträch¬ tigt wird.
Auf diese Weise entsteht ein "n-Phasen-Mul tiantrieb" , der sehr leistungsfähig, schnell , leicht und klein in der Ab¬ messung ist, so daß auch das Verhältnis Volumengewicht zur Leistung sehr günstig wird.
ERSATZBLATT

Claims

Patentansprüche
1. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Präzi¬ sionsantriebssystem, bei dem die Abtriebswellen (4) von mit eigener Spannungsversorgung versehenen Elek¬ tromotoren (1) Ritzel (2) aufweisen, die mit einem in einem gemeinsamen Gehäuse (16) untergebrachten Mittelzahnrad (3) kämmen, das in seiner Mitte eine koaxial zu den Motorwellen. angeordnete Arbeitsspindel (20) für die anzutreibenden Teile enthält, wobei die Steuerimpulse von den anzutreibenden Teilen zuge- ordneten Parametern bestimmt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ' eine Vielzahl von nahezu trägheitslosen Schwachstrom¬ servomotoren (1 , 1'), die unabhängig voneinander mittels einer Antriebsel ektronik mit Notstroma'ggregat synchron gesteuert sind, kleine Einzeldrehmomente haben, und daß die Ritzel (2, 2') als Planetenräder und das Mittelzahnrad (3) als Sonnenrad mit relativ kleiner Zahnung versehen sind, wobei sich die Summe der Einzeldrehmomente in der Arbeitsspindel (20) des Mittelzahnrades (3) addiert und ein Mul tidrehmoment- antrieb entsteht, der eine Rotations- oder/und Trans¬ lationsbewegung der Arbeitsspindel bewirkt.
2. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Präzi- sionsantriebssystem nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Servomotoren (1, 1') als hochüberl astbare Motore mit eisenlosem Anker und Permanentstator ausgebildet sind
ERSATZBLATT
3. Numerisch gesteuertes elektro echanische Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Servomotore (1,1') mit der zugehörigen An- triebselektronik (81) einschließl ch ihrer Notstrom¬ aggregate (10,10') jeweils zu einer Einheit verbun¬ den sind.
4. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä- zisionsantriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Rotationsbewegung das Mittelzahnrad (3) mit der als Abtriebswelle (4) wirkenden Arbeitsspindel einstückig ist.
5. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Translationsbewegung die Nabe des Mittelzahn- rades (3) und die Arbeitsspindel (20) über ein Ge¬ winde (19) miteinander verbunden sind.
6. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gewinde (19) eine Kugel um! aufspindel mit Kugelumlaufbüchse oder ein Satell itengetriebe ist.
7. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä- zisionsantriebssystem nach einem der Ansprüche
1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
ERSATZBLATT daß die Motorwellen bzw die zugehörigen Ritzel (2,2') kreisförmig und in gleichen Abständen voneinander um die Arbeitsspindel (20) des Mittelzahnrades (3) ange¬ ordnet sind, wobei die Teilkreise der Antriebsritzel und des Mittelzahnrades sich berühren.
8. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Motore (1,1') auf beiden Seiten der Ebene des Mittelzahnrades (3) entsprechend versetzt angeordnet sind.
9. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä- zisionsantriebssystem nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n'e t, daß das Mittelzahnrad (3) in einem mit dem gemeinsamen Gehäuse (16) verbundenen Grundchassis (9) vorzugs¬ weise in Nadellagern axial gelagert ist.
10. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Mittelzahnrad (3) radial in einer Geräte-An- Schlußeinrichtung (15) und in einem Deckel (5) zum Grundchassis (9) gelagert ist.
11. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Translationsbewegung der Arbeitsspindel (20) deren Rotation durch eine Rotationssperre (21) ver¬ hindert wird.
12. Numerisch gesteuertes elektromechanisches Prä¬ zisionsantriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei gleichzeitiger Rotations- und Translations¬ bewegung die Arbeitsspindel (20) aus zwei Teilen besteht, die über eine Rutschkupplung (42) gleitend miteinander verbunden sind.
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