Schaltungsanordnung mit mindestens einem Vorschubmotor für Werkzeugmaschinell
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit mindestens einem Vorschubmotor für Werkzeugmaschinen, welcher Vorschubmotor durch Ausgangssignale einer numerischen Steuereinrichtung gesteuert ist, um mindestens ein Werkzeug und/oder ein Werkstück in eine bestimmte Richtung zu bewegen.
Maschinen die digital-numerisch angesteuert werden, haben Vorschubmotoren, die das Werkzeug und/oder das Werkstück schrittweise in die gewünschte Richtung bewegen. Die Haltevorrichtung für das Werkstück und der Tisch bzw. Maschinenschlitten für das zu bearbeitende Werkstück besitzen für die Bewegung pro Koordi natennchtung einen Vorschubmotor. Hierdurch ergibt sich schrittweise eine geradlinige Bewegung oder eine Drehbewegung oder eine Kombination beider Bewegungen. Durch diese relative Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück wird die gewünschte Bearbeitung des Werkstückes vorgenommen. Die Bearbeitung kann entweder spanabhebend (zum Beispiel Fräsen, Drehen, Hobeln, Schleifen) oder elektroerosiv (funkenerosiv oder elektrochemisch) sein.
Diese Vorschubmotoren sind als Schrittmotoren ausgebildet und werden schrittweise vom elektronischen Steuerungssystem angesteuert. Diese Motoren würden ideale Vorschubantriebe bieten, wenn sie nicht begrenzt wären in ihrer Schrittzahl pro Sekunde, in ihrer Schrittzahl pro Umdrehung und in ihrem Drehmoment. Bei PräzXsions-Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Erosionsmaschinen, sind Wegauflösungen von 1 m und noch kleiner und Vorschubgeschwindigkeiten von 0,1 mm/Minote bis 1000 mm/Minute erwünscht. Fü Eilverstellungen sind Vorschubgeschwindigkeiten bis 6000 mm/Minute notwendig.
Wenn zu einem Schritt des Schrittmotors eine translatorische Wegverschiebung von 1 im zugeordnet wird und eine Eilverstellung von 6000 mm/Minute erreicht werden soll, dann muss dieser Schrittmotor 100 000 Schritte pro Sekunde machen können. Die besten Schrittmotoren, welche in der Herstellung auch sehr teuer sind, können diese Schrittgeschwindigkeit nicht erreichen. Zum Beispiel werden 16 000 Schritte pro Sekunde erreicht.
Die Präzisionsmaschinenschlitben für die Haltevorrichtung des Werkzeuges und für den Werkstücktisch sind fast ausschliesslich mit Kugelumlaufspindeln angetrieben. Zur Vermeidung zusätzlicher Fehler und eines grösseren Aufwandes wäre es erwünscht, den Antriebsmotor mit der Spindel direkt zu kuppeln. Kugdumlaufs- pindeln können nicht mit beliebig kleiner Steigung hergestellt werden. Die kleinsten Steigungen, welche noch wirtschaftlich sind, liegen in der tGrössenordnung von 4 mm pro Umdrehung. Bei einer Zuordnung von 1 m pro Schritt des Vorschubmotors müsste der Motor 4 000 Schritte pro Umdrehung machen. Vorschubmotoren mit einer so hohen Schrittzahl pro Umdrehung sind bis heute nicht bekannt.
Ein bekannter Schrittmotor macht zum Beispiel nur 480 Schritte pro Umdrehung.
Beim Antrieb von Maschinenschlitten können Drehmomente bis zur Grössenordnung von 1 mkp auftreten.
Solche Drehmomente können nur von Schrittmotoren erreicht werden, welche eine sehr kleine, bzw. langsame Schrittgeschwindigkeit aufweisen. Schrittmotoren mit kleineren räumlichenAbmessungen haben wohl eine etwas höhere Schrittgeschwindigkeit, sind jedoch nur mit einem sehr geringen Drehmoment belastbar. Zur Erhöhung des Drehmomentes wurde ein sehr kostspieliger, hydraulischer Vorschub angewendet. Bei einer solche umständlichen und sehr kostspieligen Anordnung ergab sich für den Vorschubmotor ein maximales Drehmoment von nur 1,15 mkp bei einer maximal möglichen Schrittgeschwindigkeit von 16 000 Schritte pro Sekunde.
Die bekannten Schrittmotoren haben also eine nachteilige Limitierung der Schrittzahl pro Sekunde, der Schrittzahl pro Umdrehung und des Drehmomentes.
Dies bedeutet, dass die Präzision und die Schnelligkeit der Bearbeitung eines Werkstückes begrenzt sind, obwohl das elektronische Steuerungsystem eine extrem hohe Präzision und eine grosse Bearbeitungsgeschwindigkeit gestatten würde.
Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen, bei Verwendung wesentlich billigerer Vor schubmotoren.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin" die Präzision einer Werkzeugmaschine auf der mecha- nischen Seite der guten Präzision der elektronischen Seite anzupassen.
Ein weiterer Voteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Geschwindigkeit der Bearbeitung bei extrem kleiner Wegauflösung den vielen Möglichkeiten der elektronischen Seiten angepasst wird. Bei den bekann ten Vorschubmotoren konnten die Bedingungen extrem kleine Wegauflösung, hohe Schrittgeschwindigkeit und hohes Drehmoment - nicht erfüllt werden, da diese Bedingungen sich gegenseitig störten. Mit der Erfindung ist es daher zum ersten Mal möglich, sämtliche Bedingungen, welche an eine moderne Werkzeug masohine gestellt werden, zu erfüllen, so dass das bisher schwächste Glied, nämlich die Imechanische Seite des Vorschubes, einer Werkzeugmaschine sämtliche Möglichkeiten, welche in einer numerischen Steuerung stecken, ausführen kann.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung zwischen der numerischen Steuereinrichtung und dem Vorschubmotor anEgeordnet ist und folgende Bauteile enthält: a) einen Speicher, dessen erste Eingänge an den Ausgängen der numerischen Steuereinrichtung angeschlossen sind, zum Empfang der die Schrittweise Bewegung des Vorschubmotors bestimmenden Information, und dessen zweite Eingänge an einem Rückmel deorgan angeschlossen sind, zum Empfang der Signale der vom Vorschubmotor durchgeführten Schritte, wobei die letztgenannten Signale von den Schrittimpulsen subtrahiert werden, und b) einen Logik-Stromkreis, welcher in Abhängigkeit des Inhaltes des Speichers den Vorschubmotor in die eine oder andere Richtung steuert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung stellt ein Blockschaltbild dar, in welchem das numerische Steuerungssystem als Block 1 dargestellt ist. Ein solches Steuerungssystem ist bekannt und besteht im wesentlichen aus einem Lochstreifenleser, einem Rechner, verschiedenen Speichern und einem Zeittaktgenerator. Ein solches numerisches Steuerungssystem ist zum Beispiel in der schweizerischen Patent schrift 476 544 und in der schweizerischen Patentschrift 513 694 beschrieben. Das Steuerungssystem arbeitet in der Weise, dass auf dem Innormationsträger, welcher zum Beispiel als Lochstreifen ausgebildet sein kann, die Daten vorhanden sind, welche für die Bahnsteuerung des Werkzeugs und/oder des Werkstücks notwendig sind. Diese Daten werden im Steuerungssystem 1 so verarbeitet, dass an den beiden Ausgängen Schrittimpul se erscheinen für einen vorschubmotor 20.
Das numerische Steuerungssystem ist so konstruiert, dass es für ieden Vorschubmotor zwei Ausgänge hat. In der Zeichnung ist Ider Verbidungszug zwischen dem Steuerungssy stem 1 und einem einzigen Vorschubmotor 20 gezeigt.
Dieser Verbidungsweg gilt in gleicher Weise für sämtliche an der Werkzeugmaschine angebrachten Vorschubmotoren. Die Schrittimpulse an den Ausgängen des Steuerungssystems 1 können auf folgende Weise kodiert sein:
A) die Schrittimpulse auf Leitung 111 geben die Information für die eine Drehrichtung und die Schrittimpulse auf der Leitung 112 die Information für die andere Drehrichtung des Vorschubmotors 20;
B) alle Schrittimpulse erscheinen auf zum Beispiel Leitung 111, wobei auf der zum Beispiel Leitung 112 der I(ode für die Drehrichtung des Vorschubmotors 20 erscheint,
In der fogenden Beschreibung wird der Fall B vorausgesetzt, obwohl auch der Fall A ohne weiteres anwendbar ist.
Die Schrittimpulse auf der Leitung 111 und die Drehrichtungsangabe auf der Leitung 112, welche zusammen die Information für die schrittweise Bewegung des Vorschubmotors 20 darstellen, können direkt in den Impuls detektor 4 und in den Richtungsdedektor 5 oder über die Pufferspeicher 2, 3 geführt werden Die Pufferspeicher 2, 3 sind für den Fall vorgesehen, wenn die Information aus dem digitalen, numerischen Steuerungssystem 1 nicht kontinuierlich, sondern stossartig kommt, so dass der Vorschubmotor momentan nicht mehr folgen kann. Dieser Fall kann zum Beispiel auftreten, wenn mehrere Werkzeugmaschinen von einem einzigen Rechner im Simultanzeit-Multiplex-Betrieb gesteuert werden.
In diesem als Time Shared Operation bekannten Parallelbetrieb werden die Informationen aus den beiden Pufferspeichern nur dann in den Impulsdetektor 4 und Richtungsdetektor 5 ausgelesen, wenn die Fehlerauswertlogik 10 über die Ausleselogik 19 ein entsprechendes Signal gibt. In der Zeichnung ist die direkte Verbindung zwischen den Ausgängen des Steuerungssystems 1 und Idem Impuls detektor 4 sowie dem Richtungsdetektor 5 gestrichelt gezeichnet.
Die Schrittimpulse werden vom Impulsdetektor 4 auf den Eingang 61 und die Drehrichtungsangabe im Richtungsdetektor 5 auf den Eingang 162 des Speichers 6 gegeben. Die aus den Schrittimpulsen und der Drehrichtungsangabe bestehende Information kann jedoch nur dann auf die Eingänge 61, 62 gelangen, wenn durch eine weitere Einrichtung gewährleistet ist, dass die später noch zu beschreibenden Eingänge 63 , 64 des gleichen Speichers 6 keine Information empfangen. Diese Einrichtung besteht aus dem Impulsgenerator 17, welcher eine sehr hohe Abtast-Impulsfrequenz erzeugt.
Diese Frequenz synchronisiert über die Abtastlogik 18 die gesamte Steuerung in der Weise, dass Impulsdetektor 4 und tungsdetektor 5 gestrichelt Igezeichnet. Die Schrittimpuldie schrittweise Bewegung des Vorschubmotors 20 Sbeinhaltet, auf die Eingänge 61, 62 des Speichers 6 gibt, wenn die später noch näher beschriebenen Diskriminatoren 7, 8 gesperrte Ausgänge 71, 81 aufweisen. In der Zeichnung ist dies durch die Leitun pen 181, 182 gezeigt. In gleicher Weise können die Diskriminatoren 7, 8 Signale auf die -Eingänge 63, 64 des Speichers 6 geben, wenn die Ausgänge der Detektoren 4, 5 gesperrt sind.
Es sei nun angenommen dass der Impuls detektor 4 auf dem Eingang 61 des Speichers 6 einen Schrittimpuls und dass der Richtungsdetektor 5 auf den Eingang 62 des gleichen Speichers eine positive Drehrichtungsangabe geben. Der Inhalt des Speichers 6 wird auf + 1 gesetzt. Der Inhalt glangt über Leitung 65 auf die Auswertelogik 10 und auf den Bremsimpulsmodulator 9. Die Auswertelogik 10 steuert eine der beiden ODER Torschaltungen 11, 12 an, welche für den positiven Inhalt + 1 dimensioniert wurden. Es sei angenommen, dass die Auswertelogik 10 über die Leitung 101 die ODER-Torschaltung 11 ansteuert, welche über die Leitungen 111 die elektronischen Schalter 14, 15 schliesst. Diese beiden elektronischen Schlalter bewirken, dass der Vorschubmotor 20 in eine Richtung sich dreht.
Aus Vereinfachungsgründen soll diese Drehrichtung mit positiver Richtung bezeichnet werden. Der Vorschubmotor, welcher als normaler Servomotor und nicht als Schrittmotor ausgebildet ist, läuft nun so lange in der positiven Richtung, wie die Spannung über den geschlossenen Schlatern 14, 15 anliegt. Die beiden anderen elektronischen Schalter 13, 16 sind geöffnet. Der Vorschubmotor 200 würde sich in die andere, negative Drehrichtung drehen nach Schliessen der Schalter 13,
16, und Öffnen der Schalter 14, 15. Nun zurück zu dem Zustand, dass ein positiver Inhalt + 1 des Speichers 6 über die Auswertelogik 10 oder Torschaltung 11 die elektronischen Schalter 14, 15 geschlossen hat und den Vorschubmotor 20 in die positive Richtung dreht.
Der Motor 20 ist mit seiner Welle 221 mechanisch an der Gewindespindel 222 des Maschinenschlittens 22 und an den Drehgeber 21 befestigt. Der Maschinenschlitten 22, an welchem entweder die Haltevorrichtung für das Werkzeug oder der Tisch für das Werkstück befestigt sein können. bewegt sich durch die Drehbewegung des Vorschubmotors 20 in die Richtung einer Koordinate.
Wie bereits eingangs erwähnt, muss für jede Koordinate ein eigener Vorschubmotor vorgesehen sein. Die Haltevorrichtung für das Werkzeug und der Tisch für das Werkstück sind in der Zeichnung nicht dargestellt worden. Der in positiver Richtung sich drehende Vorschubmotor 20 dreht den Drehgeber 21, welcher über die beiden Leitungen 211, 212 mit dem Schrittdis kriminator 7 und dem Drehrichtungsdiskriminator 8 verbunden ist. Der Drehgeber 21 ist bekanntlich so konstruiert, dass er auf einer Scheibe optisch undurch sichtige Striche mit durchsichtigen Lücken enthält. Jeder Strich entspricht einer Wegauflösung von 1 zem. Diese
Striche werden optisch abgegriffen. Die elektrischen Signale gelangen auf die Leitungen 211, 212 zu den heiden Diskriminatoren 7, 8.
Bei Drehung des Drehgebers 21 dreht sich die Drehscheibe an den in bestimmter Anordnung vorgesehenen Abtastvorrichtunzen vorbei, so dass die eine Abtastvorrichtung zum Beispiel um eine Viertelperiode früher einen vorbei wandernden Strich abtastet als die andere Abtastvorrichtung. Jede Abtast vorrichtune arbeitet auf ihre eigene Leitung 211 bzw
212.
Es sei nun angenommen, dass auf der Leitung 211 die elektrischen Signale um zum Beisniel eine Viertelpe riode früher erscheinen als die Signale auf der Leitung ?12. Dieses Kriterium repräsentiert die Drehung des
Drehgebers 21 und des Vorschubmotors 20 in der positiven Richtune. Bei translatorischer Versehiebunla des Maschinenschlittens 22 und somit des Drehgebers ?1 lim 1 "m erhält der Schrittdiskrim nator 7 über die Leitung 211 einen Impuls,
wobei im Drehrichtuna,,sdis- lrrirninator 8 infolee der Phasenverschiebuno beider Tm7ulssinnale auf den Leitungen 211. 212 die Drehrich tung festgestellt wird. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, dass im Schrittdiskriminator 7 die Signale des Drehgebers 21 nach dr Regel vervielfacht werden können: Anzahl der Leitungen mal zwei. Hierdurch ergibt sich eine noch kleinere Wegauflösung als 1 m.
Bei der eben diskutierten Drehrichtung des Drehgebers 21 in der positiven Richtung ergibt sich auf den beiden Leitungen 211, 212 eine Phasenverschiebung der Impulse, so dass im Drehrichtungsdiskriminator 8 ein negatives Signal gespeichert ist. Im Schrittdiskriminator 7 ist ein Impulssignal gespeichert. Die beiden Ausgänge 71, 81 der Diskriminatoren 7, 8 werden auf die Eingänge 63, 64 des Speichers 6 freigegeben, wenn Impulsgenerator 17 und Abtastlogik 18 über Leitungen 181 ein Freigabesignal auf die beiden Diskriminatoren gegeben haben. Dieses Freigabesignal wird nur dann abgegeben, wenn der Speicher 6 über die beiden Eingänge 61, 62 mit einem Schrittimpuls aus den beiden Diskriminatoren 4, 5 geladen ist.
Hiernach werden die Diskriminatoren 4, 5 über die Leitungen 181, 182 gesperrt, so dass das Signal und die Drehrichtungsangabe aus den beiden Diskriminatoren 7, 8 über die Eingänge 63, 64 in den Speicher 6 gegeben werden können. Dieses Signal ist bei dem beschriebenen Beispiel ein - mpulspunkt. Der - lÄmpuls setzt den + Inhalt des Speichers 6 auf 0 zurück. Sobald der Inhalt des Speichers 6 auf Q zurückgesetzt wurde, werden über Leitung 65 der Bremsimpulsmodulator 9 und die Auswertelogik 10 angesteuert. Die Funktion des Bremsimpulsmodulators 9 wird später näher beschrieben. Durch die Ansteuerung der Auswertelogik 10 wird die ODER-Torschaltung 11 über die Leitung 101 angereizt, so dass die Schalter 14,
15 über Leitungen 111 geöffnet werden.
Der Vorschubmotor 20 erhält hierdurch keinen Strom mehr und bleibt stehen. Allerdings wird infolge der Massenträgheit des Vorschubmotors 20 und des Maschienenschlittens 22 diese Anordnung sich in der alten Richtung noch weiter bewegen. Das wird jedoch später im Zusammenhang mit dem Bremsimpulsmodulator 9 näher beschrieben. Im Augenblick sei festgehalten, dass die elektronischen Schalter 14, 15 geöffnet sind und der Vorschuhmotor 20 keinen Strom erhält. Wenn in dem numerischen
Steuerungssystem keine weiteren Befehle für die Bewegung des Vorschubmotors 20 in der gleichen Richtung vorgesehen sind, laufen die einzelnen Schritte der Funk tion wie eben beschrieben ab, wobei der Vorschubmotor
20 nur um einen Schritt, zum Beispiel 1 tm, weiter bewegt wird.
Wenn der Vorschubmotor 20 in die andere
Richtung bewegt werden soll, erfolgen im Prinzip die gleichen Funktionsschritte, allerdings mit anderen Vor zeichen. Dies wird im folgenden kurz erläutert. Das numerische Steuerungssystem 1 gibt über die Leitungen
111, 112 direkt auf die Detektoren 4, 5 die Information ab, welche aus der Anzahl der Schrittimpulse und aus der Drehrichtungsaneabe besteht. Die Information wird über die Eingänge 61. 62 in den Speicher 6 einaeiegt, sofern dieser Einlesevoraang freigegeben worden ist vom
Impulsgenerator 17 und der Auswertelogik l8 welche iiber die Leitungen 181. 182 mit den Detektoren 4. 5 in Verbindung steht.
Der Speicher 6 kann. wie bereits beim vorherigen Beispiel beschrieben, einen oder mehrere
Schrittimpulse empfangen. I)ies richtet sich nach der
Anzahl seiner Speicherplätze. Zur Vereinfachun der Darstellunr wird angenommen, dass der Speicher 6 über çeine Eingänge 61. 62 einen Schrittirapuls mit einer negativen DrehrichtunpsanoUibe empfangen soll und dass er mit einem - l-Tnhalt geladen ist. Über die Au.aanes leitung 65 wird nur d:e Auswertelogik 10 angereizt. Der Bremsimpulsmodulator 9 wird nur angereizt bei einem 0-Inhalt des Speichers 6.
Die angereizte Auswertelogik 10 steuert über Leitung 102 die ODER-Torschaltung 12 an, welche über die Leitungen 113, 116 die elektronischen Schalter 13, -16 schliesst. Die elektronischen Schalter 14, 15 sind, wie bereits erwähnt, geöffnet. Der Vorschubmotor 20 dreht sich nun in die negative Richtung und bewegt über die Spindel 221 und die Zahnstange 222 den Maschinenschlitten 22 in die negative Vorschubrichtung. Der Drehgeber 21 dreht sich nun in die negative Richtung, so dass die Impulse auf den Leitungen 211, 212 eine andere Phasenverschiebung bekommen als beim vorhergehenden Beispiel beschrieben. In den beiden Diskriminatoren 8 befinden sich nun Impuls signale mit einem positiven Potential.
Der + 1 - Impuls gelangt über die Eingänge 63, 64 in den Speicher 6 und setzt seinen - 1Inhalt auf 0 zurück. Über die Ausgangsleitung 65 werden nun Bremsimpulsmodulator 9 und Auswertelogik 10 beeinflusst. Die Auswertelogik 10 öffnet über die ODER Torschaltung 12 die elektronischen Schalter 13, 16, so dass der Vorschubmotor 20 stromlos wird. Die Wirkungsweise des Bremsimpulsmodulators 9 wird später näher beschrieben im Zusammenhang mit dem Massenträgmoment des Vorschubmotors 20 und des Maschinenschlittens 22, wodurch trotz Stromloswerden des Vorschubmotors 20 der Maschinenschlitten 22 sich in die alte Richtung noch weiter bewegt.
Nun zurück zu den beiden Pufferspeichern 2, 3, welche in den Leitungen 111, 112 des Steuerungssystems angeordnet sind. Wie bereits eingangs gesagt, sind diese beiden P,ufferspeicher 2, 3 in einem solchen Falle vorteilhaft, wenn mehrere numerisch gesteuerten Werk zeugrlllaschinen, d. h. eine grössere Anzahl von Vorschubmotoren und Ma'schinenschlitten, von einem einzigen Rechner im Simultan-Multiplex-Betrileb gesteuert werden. In einem solchen Fall kommen die Informationen von dem numerischen Steuerungssystem 1 nichl mehr kontinuierlich auf die Detektoren 4, 5, sondern stossartig, so dass die Vorschubantriebe nicht mehr ohne weiteres dem Schrittimpuls folgen können.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Speicher 6 eine hinreichend grosse Anzahl von Speicherplätzen hat, um ein gewisses stossartiges Angebot der Schrittimpulse mit Drehrichtungsangabe speichern zu können. Ein eventueller Über- lauf des Speichers 6 wird durch eine bekannte und nicht dargestellte Vorrichtung angezeigt. Um jedoch den Speicher 6 nicht allzu gross werden zu lassen, hat man ihn für normal stossartige Informationsbelastungen ausgelegt. Bei grösseren stossartigen Belfiastungen wie zum Beispiel in dem obenerwähnten Simultan-Multiplex Betrieb von mehreren Werkzeugmaschinen sind vorteilhafterweise die beiden Oberlaufspeicher 2, 3 in den Leitungen 111, 112 angeordnet.
Die in den Pufferspei chern 2, 3 temporär gespeicherte Information wird nur dann auf die Detektoren 4, 5 transportiert,wenn die Ausleselogik 19 über die Leitungen 191, 192 das Auslesesignal gibt. Die Ausleselogik wird von der Auswertelogik 10 über die Leitung 190 gesteuert.
Normalerweise erfolgt die Steuerung dadurch, dass nach iedem zweiten Anreiz der Auswertelogik 10 über die Leitung 65 die Ausleselogik 19 über Leitung 190 angereizt wird für das Auslesen der nächsten Information aus den Pufferspeichern 2, 3. Die Steuerung kann auch so erfolgen, dass die Ausleselogik 19 nur dann angereizt wird, wenn der Speicher 6 einen 0-Inhalt aufweist. Tn diesem Falle würde die Ausleselogik 19 zweckmässigerweise vom Bremsimpulsmodulator 9 angesteuert werden, welcher Bremsimpulsmodulator be kanntlich nur bei 0-Inhalt des Speichers 6 anspricht.
Der Drehgeber 21 wurde in den bisherigen. Beispiel len in der Weise beschrieben, dass er die Teilung von 1 /tm aufweist, welche bei Drehung optisch abgetastet wird und elektrische Signale erzeugt. Es ist auch ohne weiteres möglich, an den Maschinenschlitten 22 einen linearen Massstab 223 anzuordnen, welcher bei Verschiebung des Maschinenschliftens 22 die die Wegauflösung darstellenden Striche optisch abtastet und als elektrisches Signal über die Leitungen 211, 212 auf die beiden Diskriminatoren 7, 8 gibt. In einem solchen Falle braucht man den Drehgeber 21 nicht.
Der Vorteil der optischen Abtastung am lineares Massstab 223 liegt darin, dass der Fehler durch die Spindel 221 und Übertragung 222 eliminiert worden ist. Der lineare Massstab 223 gibt die echte, wirklich lineare Verschiebung des Maschinenschlittens 22 und somit des Werkzeuges oder des Werkstückes an.
Bei der Beschreibung der beiden Beispiele (positiver oder negativer Inhalt des Speichers 6, positive oder negative Drehrichtung des Vorschubmotors 20, Rück- meldung durch Signale und Rückstellung des Inhaltes des Speichers 6 auf 0) wurde festgestellt, dass bei Rückstellung des Speicherinhaltes auf 0 das geschlossene Paar der elektronischen Schalter 14, 15 oder 13, 16 geöffnet wurde, so dass der Vorschubmotor ohne Strom ist. Wegen der Massenträgheit dieses Vorschubmotors und seiner Übertragung 121, 222 und des Maschinenschlittens 22 bewegt sich der Vorschubmotor im stromlosen Zustand in der alten Drehrichtung weiter.
Bei einer sehr feinen Einteilung, wie sie zum Beispiel mit 1 um Wegauflösung angenommen worden ist, macht sich diese Bewegung in der Weise bemerkbar, dass der Drehgeber 21 oder der Linearmassstab 223 einen oder mehrere Impulse über die Leitungen 211, 212 auf die beiden Diskriminatoren 7, 8 gibt. Von hier gelangen Impulse über die Eingänge 63, 64 in den Speicher 6 und werden dort vom vorhandenen Inhalt subtrahiert, so dass auf der Leitung 65 Spannungssignale entstehen, welche über die Auswertelogik 10, ODER-Schaltung 11, bzw. 12, das Paar der elektronischen Schalter schliesst, welches den Vorschubmotor in die entgegengesetzte Drehrichtung treibt bis der Inhalt des Speichers 6 wieder auf 0 zurückgestellt ist.
Auch in diesem Falle läuft bef Rücksteilung des Speicherinhaltes auf 0 und bei Öffnen der elektronischen Schalter der Vorschubmotor 20 noch weiter in der alten Richtung. Es leuchtet ein, dass sich auf diese Art und Weise ein Pendelzustand des Vorschubmotors 20 zwischen Inhalt +1 und -1 des Speichers 6 einstellt. Zu Vermeidung dieses Pendelzustandes ist der Bremsimpulsmodulator 9 vorgesehen.
Dieser Bremsimpulsmodulator wird über Leitung 65 vom Speicher 6 angereizt, wenn der Inhalt des Speichers 6 auf 0 zurückgestellt worden ist. In diesem Falle gibt der Bremsimpulsmodulato- 9 entweder über Leitung 91 und ODER Torschaltung 12 jbzw. über Leitung 92 und ODER Torschaltung 11 einen Brems-Steuerimpuls zu dem Paar der elektronischen Schalter, welches gegen die augenblickliche Drehrichtung des Vorschubmotors 20 wirken. Da die Auswertelogik 10 ebenfalls durch den 0 Inhalt des Speichers 6 über die Leitung 65 angereizt wurde, wird über die eine oder andere ODER-Torschal tun 11., 12 das Paar der elektronischen Schalter geöffnet, welches gerade für die durchgeführte Vorschubbewegung geschlossen war.
Auf diese Art und Weise erhält der Vorschubmotor 20 einen sogenannten Bremsimpuls in die entgegengesetzte Drehrichtung. Der Bremsimpuls, welcher vom Bremsimpulsmodulator 9 ausgelöst wird, bleibt so lange bestehen, wie der Inhalt des Speichers 6 nicht auf 0 zurückgestellt worden ist.
Mit Ider beschriebenen Schaltungsanordnung werden unter Verwendung von billigen Vorschubmotoren, welche nicht als Schrittmotoren ausgebildet sind, eine 1 000 000 Schritte pro Sekunde, 20 000 Schritte pro Umdrehung und Drehmomente bis zu mehreren mkp erzielt. Hierdurch ist es zum ersten Mal möglich, dass bei so kleinen Wegauflösungen wie zum Beispiel 1,um Eilverstellungen mit Vorschubgeschwindigkeiten von 6000mm pro Minute durchführbar sind, wobei noch hohe Drehmomente erzielt werden. Die Vorschubeinrichtung nach der Erfindung kann Iselbstverständlich an jedes beliebige numerische, digitale Steuerungssystem 1 angeschlossen werden.
Hierdurch ist es also möglich, die Vorschubanlagen bei bestehenden Werkzeugmaschinen zu verbesseren und zwar in der Weise, dass die Möglichkeiten einer numerischen Steuerung voll weitergegeben werden können auf die mechanische Seite des Vorschubs. Weiterhin ersetzt der beschriebene Vorsohub die bekannten, hydraulischen Vorschubanlagen, welche vor einiger Zeit entwickelt wurden, um bei einer gewissen Präzision hohe Vorschubkräfte zu bekommen.
Die Erfindung bringt ein neues Konzept in der Entwicklung von Werkzeugmaschinen, deren wesentlicher Teil der Vorschub ist.