DD214950A1 - Schaltungsanordnung zur glaettung von bewegungssollwerten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Lagestellantrieb versehene numerische Steuerung, bei der die Bewegungssollwerte von einem Interpolator erzeugt und dem Lagestellantrieb vorgegeben werden.Zwischen Interpolator und Lagestellantrieb ist die Reihenschaltung eines Differenzbildners, eines Integrierglieds und eines Produktbildners vorhanden. Ein Funktionsbildner ist mit dem zweiten Eingang des Produktbildners verbunden und ein Richtungsdekoder am Minuendeneingang des Differenzbildners angeschlossen. Ziel der Erfindung ist es, die Ansprechempfindlichkeit der Schaltungsanordnung zu verbessern. Es wird die Aufgabe geloest, die vom Interpolator ausgegebenen Bewegungssollwerte auch bei Richtungsumkehr vollzaehlig zum Lagestellantrieb zu uebertragen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass zwischen Integrierglied und Produktbildner ein Addierglied eingefuegt ist, dem Funktionsbildner ein Signalumformungsglied mit Reziprokwertbildner, Rundungsglied oder Dekrementierglied, Speicher sowie ein Richtungsmodifikator nachgeschaltet sind und der Richtungsmodifikator ausgangsseitig mit dem zweiten Eingang des Addierglieds und steuerseitig mit dem Ausgang des Richtungsdekoders verbunden ist. Die Erfindung ist bei numerischen Steuerungen anwendbar.

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung zur Glättung von Bev/egungssollwerten

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist eine mit einem Lagestellantrieb versehene numerische Steuerung, bei der die Bewegungssollwerte von einem Interpolator erzeugt und dem Lagestellantrieb vorgegeben werden, mit einer zwischen dem Interpolator und dem-Lagestellantrieb vorgesehenen Reihenschaltung eines Differenzbildners, eines Integrierglieds und eines Produktbildners sowie mit einem Punktionsbildner, dessen Ausgang mit dem zweiten- Eingang des Produktbildners verbunden ist. Dabei wird ein eingangsseitig am Minuendeneingang des Differensbildners angeschlossener Richtungsdekoder verwendet.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen.

Aus DD 138 448 ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Glättung- von Bewegungssollwerten bekannt. Diese Bewegungssollwerte werden vom Interpolator einer numerischen Steuerung erzeugt und einem Lageregelkreis als Führungsgröße vorgegeben. Zwischen dem Interpolator und dem Lageregelkreis ist die Reihenschaltung eines mit seinem Minuendeneingang angeschlossenen Differenzbildners, eines Integrierglieds und eines Produktbildners vorgesehen.

Die Schaltungsanordnung enthält ferner einen Punktions oildner, dessen erster und dessen zweiter Eingang getrennt je-

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wells mit einem der beiden Eingänge beziehungsweise mit dem Ausgang "des Dif-fsr^nzbilaners verbunden ist. Ein- dritter Eingang des Punktionsbildners ist an eine Konstantsignalquelie angeschlossen und der Ausgang nix dem zweiten Eingang des Produktbildners verbunden.' Der Produktbildner ist ausgangsseitig auf den Subtrahendeneingang des Differenzbildners rückgeführt. .

Zur Wirkung dieser.bekannten Schaltungsanordnung gehört, daß auch der Geschwindigkeitsübergang von einem vorgegebenen Sollweginkrement je Tastzeit zu einem veränderten' Sollweginkrement je Tastzeit einen vorbestimmten, eingeglätteten Übergangsverlauf nimmt, der über mehrere Tastzyklen verteilt ist. Jedes.reale Sollweginkrement enthält wenigstens ein 3oll?/egrasterir±krement, das als kleinste sollwertseitig vor- und ausgebbare Wegeinheit zu verstehen ist. ' Diese bekannte Schaltungsanordnung erfüllt nachteiligerweise ihre Funktion während.derjenigen kurzen Zeitspanne nicht, bei-der nach einer erfolgten •.Richtungsumkehr-'des Bewegungssollwerts die ersten Sollwegrasterinkremente des veränderten Sollweginkrements ausgegeben werden. Während- dieser Zeitspanne bleibt eine.Glättung aus und die Wegbilanz wird verfälscht. Dieser ünempf indlichkeit se ff ekt' ist umso größer, je mehr der .Bewegungssollwertverlauf einsuglätten ist. Aus DD 150 805 ist bereits weiterhin bekannt, bei einer Positioniereinrichtung, zu der ein Lageregelkreis mit einem Subtrahierglied gehört, das die lageabweichung zwischen dem Lagesollwert und dem Lageistwert ermittelt, einen Richtungsdekoder vorzusehen, wobei dessen Eingang mit dem Minuehden- :eingang des Subtrahierglieds verbunden ist. .

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, die Ansprechempfindlichkeit der Schaltungsanordnung zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

beschriebene Mangel hat seine Ursache in der fehlenden schaltungsstrukturellejq. Berücksichtigung der Besonderheiten, die bei der Glättung von Sewegungsscllwerten unter der Bedingung eines dabei stattfindenden Richtungswechsels auftreten. Um diese Ursache zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Glättung von Bewegungssollwerten, die in einer mit einem Lagestellantrieb versehenen numerischen Steuerung von einem Interpolator erzeugt und dem Lagestellantrieb vorgegeben werden, mit einer zwischen dein Interpolator und dem Lagestellantrieb vorgesehenen Reihenschaltung eines Differenzbildners, eines Integrierglieds und eines Produktbildners sowie mit einem Funktionsbildner, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Produktbildners verbunden ist, unter Verwendung eines eingangsseitig am Minuendeneingang des Differenzbildners angeschlossenen Richtungsdekoders, zu;schaffen, die die vom Interpolator ausgegebenen BewegungsSollwerte auch bei Richtungsumkehr vollzählig zum Lagestellantrieb überträgt. Srfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß zwischen dem Integrierglied und dein Produktbildner ein Addierglied eingefügt ist, dem Punktionsbildner seriell ein Signalformungsglied und ein Richtungsmodifikator nachgeschaltet sind und der Richtungsmodifikator ausgangsseitig mit dem zweiten Eingang des Addierglieds sowie über seinen Steuereingang mit dem Ausgang des Richtungsdekoders verbunden ist. In vorteilhafter Weise ist dabei das Signalformungsglied' aus der Reihenschaltung eines Reziprokwertbildners, eines Rundungsglieds oder Dekrementierglieds sowie eines Speichers zusammengesetzt. . · ·

Diese Lösung stellt' die Glättung und Wegbilanz uneingeschränkt auch für solche BewegungsSollwerte sicher, die im Zusammenhang mit einer Richtungsumkehr auftreten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

An einem interpolator 1 einer numerischen Steuerung istder Hinuendeneingang eines. Differenzbildners.2- angeschlossen, Dem Differenzbildner 2 folgt ausgangsseitig die- Reihenschaltung eines Integrierglieds 3, eines mit seinem ersten Eingang angeschlossenen Addierglieds 4 und eines ebenfalls mit seinem ersten Eingang angeschlossenen Produktbildners 5> dessen Ausgang auf einen Lagestellantrieb 6 geführt sowie, auf den Subtrahendeneingang des Differenzbildners 2 rückgeführt ist. ; Sin'Funktionsbildner 7 ist mit seinem ersten Eingang am Interpolator 1, mit seinem zweiten Eingang am Ausgang des Differenzbildners 2 sowie mit seinem dritten Eingang an einer Konstantsignalquelle 8 angeschlossen und ausgangsseitig mit dem zweiten Eingang des Produktbildners 5 verbunden. Am Ausgang des Punktionsbiidners 7 ist die Reihenschaltung eines Signalformungsglieds 9, der seriell geschaltet einen Reziprokwertbildner 10, ein Rundungsglied 11 sowie einen Speicher 12 enthält, und eines Richtungsmodifikatοrs 13 , angeschlossen, zu dem ein Vorzeichenwandler 14 gehört. Der Steu.ereingang des Richtungsmodi fikat ors 13 ist mit dem Ausgang eines Richtungsdekoders -4 Sverbunden, der eingangs-'' seitig am Interpolator .1 angeschlossen ist. Der Ausgang des Richtungsmodifikators 13 ist auf den zweiten Eingang des Addierglieds 4 geführt.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie.folgt: Vor Beginn der ersten Bewegung wird .die üriempfindlichkeit der Glattung der Bewegungssollwerte, automatisch ermittelt, um sie dann bei der Bewegung berücksichtigen zu können. Zu diesem Zweck wird im rückgesetzten Zustand des Integrier-.glieds 3 und des Speichers 12 auf lull das Sighalformungsglied 9 aktiviert. Dieses übernimmt den vom Punktionsbiidner 7 ausgegebenen vv'ert, der jetzt noch unverändert dem Verstärkungsfaktor k entspricht, in den Reziprokwertbildner 10· Derselbe Ausgangswert des Punktionsbildners 7 steht gleichzeitig auch am zweiten Eingang des Produktbildners 5 an. Der Ausgangswert 1/k > 1 des Reziprokwertbildners 10 ergibt, wenn er nun mit dem bei Sollgeschwindigkeit gleich

Hull wirksamen Wert des Verstärkungsfaktors k im Produktbildner 5 multipliziert werden würde, einen Geschwindigkeitssoliwert, den ein Sollwegrasterinkrement je Tastzeit darstellen würde. Das Rundungsglied 11 rundet die numerische Größe des Reziprokwertes 1/k auf einen ganzzahligen Wert ab. Anstelle des Rundungsglieds 11 kann auch ein Dekrementierglied eingesetzt werden, das die numerische Größe des Reziprokwertes 1/k um ein ganzzahliges Wegrasterinkrement reduziert. Diese gerundete beziehungsweise dekrementierte Zahl wird im Speicher 12 abgelegt* Sie entspricht der jeweils bei Hull beginnenden, in eine Richtung wirkenden Unempiindlichkeit der Glättung der Bewegungssollwerte. Diese Ermittlung der Unempfindlichkeit läuft, von einer nicht dargestellten Ablaufsteuerung gesteuert, nur einmal vor Beginn der ersten Bewegung ab.

Bei realer Bewegung wird mit jeder Tastung im. Differenzbildner 2 die Differenz aus den Sollweginkrementen des Interpolators 1 und denen des Produktbildners 5 ermittelt und im Integrierglied 3 aufsummiert. Im Addierglied 4 wird zu diesen -aufsunlinierten. Sollwegrasterinkrementen der Inhalt des Speichers 12 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Richtungsdekoders 15 unnegiert oder negiert addiert. Der Richtungsdekoder 15 steuert den Richtungsmodifikator 13 so, daß der Inhalt des Speichers 12 bei positiv gerichteten Sollweginkrementen ungleich Hull des Interpolators 1 unnegiert an den zweiten Eingang des Addierglieds 4 geführt wird, bei negativ gerichteten Sollweginkrementen ungleich Hull des Interpolators I dagegen negiert. Gibt der Interpolator 1 ein Sollweginkrement der Größe ITuIl aus, so bleibt die im Richtungsdekoder 15 zuletzt festgestellte Richtung bestimmend.

Im Produktbildner 5 wird die vom Addierglied 4 ausgegebene Summe mit dem wirksamen Terstärkungsfaktor k multipliziert, der im Punktionsbildner 7 aus dem Interpolatorsollweginkrement sowie aus der Differenz aus dem Interpolatorsollweginkrement und eingeglättetem Sollweginkrement des vorangegangenen Tastzyklus gebildet wird. Als Produkt entsteht

— O —

das neue eingeglättete ScllT/egirkrenient, das .im· Ausgang des Produktbildners 5 gespeichert bleibt und von dort dem Lagestellantrieb 6 zugeführt wird.

Die Schaltungsanordnung ermittelt somit die bei der Glättung der Bewegungssollwerte auftretende ünempfindlichkeit in einer Richtung und schaltet sie richtungsabhängig kompensierend auf. Dadurch ist gewährleistet, daß diejenigen beim Interpolatorsollweginkrement Null nach Abgleich im Integrierglied 3 verbleibenden Restwegrasterinkreraente verschwinden, die nach Multiplikation im Produktbildner 5 nur ein solches Sο ll?/e ginkreme nt ergeben, das kleiner als ein Sollwegrasterinkrement ist. Erreicht wird,-daß· jedes vom Interpolator 1 ausgegebene Sollwegrasterinkrement an dem Eingang des Lagestellantriebs 6 gelangt. Die durch die ünempfindlichkeit hervorgerufene Hysterese bei der Einglättung der erzeugten BewegungsSollwerte wird beseitigt. Die Positioniergenauigkeit bei Vorgabe eingeglätteter Sollwerte wird erhöht.

Claims (2)

1. £ri α. tiQungsansp ru.cn:

   . Schaltungsanordnung zur Glättung von Bevregungssollwerten, die in einer mit einem Lagestellantrieb versehenen numerischen Steuerung von einem Interpolator erzeugt und den Lagestellantrieb vorgegeben werden, mit einer zwischen dem Interpolator und dem Lagestellantrieb vorgesehenen .Reihenschaltung eines Differenzbildners, eines 'Integrierglieds und eines Produktbildners sowie mit · einen Punktionsbildner, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Produktbildners verbunden ist, unter Verwendung eines eingangsseitig am Minuendeneingang des Differenzbildners angeschlossenen Richtungsdekoders, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Integrierglied (3) Lind dem Produktbild- £er (5) ein Addierglied (4) eingefügt ist, dem Punktionsbildner (7) seriell ein Signalformungsglied (9) und ein Richtungsmodifikator (13) nachgeschaltet sind und der Richtungsmodixikator (13) ausgangsseitig mit dem zweiten Eingang des Addierglieds (4) sowie über seinen Steuereingang mit dem Ausgang des Richtungsdekoders (15) verbunden ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Signalfοrmungsglied (9,) aus der Reihenschaltung eines Reziprokwertbildners (10), eines Rundungsglieds (11) oder Dekrementierglieds sowie eines Speichers (12) zusammengesetzt ist.

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