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DE1638173A1 - Electrical control device for the numerical control of a component - Google Patents

Electrical control device for the numerical control of a component

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Publication number
DE1638173A1
DE1638173A1 DE19681638173 DE1638173A DE1638173A1 DE 1638173 A1 DE1638173 A1 DE 1638173A1 DE 19681638173 DE19681638173 DE 19681638173 DE 1638173 A DE1638173 A DE 1638173A DE 1638173 A1 DE1638173 A1 DE 1638173A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control
switching
control device
pulses
pulse repetition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681638173
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Anis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zuse KG
Original Assignee
Zuse KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zuse KG filed Critical Zuse KG
Priority to US796842A priority Critical patent/US3548281A/en
Priority to GB1227725D priority patent/GB1227725A/en
Publication of DE1638173A1 publication Critical patent/DE1638173A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G05B19/40Open loop systems, e.g. using stepping motor
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Description

Elektrische Regeleinrichtung für die numerische Steuerung eines Bauteils Die Erfindung betrifft eine elektrische Regeleinrichtung für die numerische Steuerung von motorisch bewirkten Bewegungen eines Bauteils, einer Werkzeugmaschine, einer Zeichenmaschine oder Graviermaschine unter Verwendung von Schrittmotoren, die in Abhängigkeit von eingegebenen Daten mittels Steuerimpulsen gesteuert werden. Mittels einer bekannten Vorrichtung beschrieben in der USA-Patentschrift 3 190 139) wird ein Werkzeugträger in zwei Koordinatenrichtungen entlang einer programmierten Bahn gesteuert. Die Koordinaten-Sollwerte der Anfangspunkte und Endpunkte eines Bewegungsschrittes und die diesen Anfangs-und Endpunkten entsprechenden Geschwindigkeits-Sollwerte werden in codierter Form auf Lochstreifen gespeichert: Bei dieser bekannten Vorrichtung werden somit Bewegungsschritte auf relativ geradlinig verlaufender Bahn mit großer Geschwindigkeit und Bewegungsschritte auf gekrümmter Bahn mit geringer Geschwindigkeit überfahren,. so daß sich einerseits nur geringe Abweichungen der überfahrenen Istkurve von der vorgegebenen Sollkurve ergeben und doch eine relativ hohe Durchschnittsgeschwindigkeit des Werkzeugträgers erzielt wird. Diese bekannte Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß ein erheblicher Aufwand an Zeit und Material erforderlich ist, um die vielen Geschwindigkeits-Sollwerte zu programmieren, auf Datenträger zu speichern, die gespeicherten Daten zu entschlüsseln, die Steuergrößen abzuleiten und schließlich die entsprechenden Steuerfunktionen zu bewirken.Electrical control device for the numerical control of a component The invention relates to an electrical control device for numerical control of motorized movements of a component, a machine tool, a Drafting machine or engraving machine using stepper motors that are in Depending on the data entered, they can be controlled by means of control pulses. Means a known device described in US Pat. No. 3,190,139) a tool carrier in two coordinate directions along a programmed path controlled. The coordinate setpoints of the starting points and end points of a movement step and the speed setpoints corresponding to these start and end points are stored in coded form on punched tape: In this known device are thus movement steps on a relatively straight path with a large Speed and movement steps on a curved path at low speed run over,. so that on the one hand there are only minor deviations from the actual curve traveled over result from the specified target curve and yet a relatively high average speed of the tool carrier is achieved. However, this known device has the disadvantage that a considerable amount of time and material is required to prepare the many To program speed setpoints, to save the saved ones on a data carrier To decipher data, to derive the control parameters and finally the appropriate ones To effect control functions.

Bei programmgesteuerten Vorrichtungen werden vielfach Schrittmotore als elektromechanische Stellglieder verwendet, die mit Steuerimpulsen gesteuert werden und deren Abtriebswelle sich bei jedem Steuerimpuls um einen genau definierten Sch--?.::::;r-jmx-i#@:el weiter dreht. Diese Schrittmotore haben die Eigenart, daß sie etwa nur im unteren Viertel ihres gesamt möglichen Drehzahlbereiches datengerecht starten und stoppen können. Diese Schrittmotore lassen sich somit nur bei niedrigen Frequenzen (Start-Stop-Frequenzen) der Steuerimpulse datengerecht betreiben, und insbesondere Starten und Stoppen. Die höchste Frequenz, bei der noch ein datengerechter Betrieb möglich ist, wird im folgenden als maximale Start-Stop-Frequenz bezeichnet. Wird die Impulsfolgefrequenz der Steuerimpulse größer als diese maximale Sltart-Stop-Frequenz, dann lassen sich die Schrittmotore zwar nicht mehr datengerecht starten und stoppen, aber doch synchron mit der Frequenz der Steuerimpulse betreiben. Die höchste Impulsfolgefrequenz der Steuerimpulse, bei der noch ein synchroner Betrieb möglich ist, wird im folgenden als maximale Synchronfrequenz bezeichnet. Oberhalb der maximalen Start-Stop-Frequenz folgt der Rotor der Schrittmotore somit synchron der Impulsfolgefrequenz der Steuerimpulse, wobei der Rotor dem Drehfeld nacheilt. Der Abstand wird mit zunehmender Frequenz größer und kann je nach der Güte des Schrittmotors mehrere Schritte betragen. Zum Antrieb programmgesteuerter Bauteile wäre es wünschenswert, die Schrittmotore nicht nur mit maximaler Start-Stop-Frequenz, sondern - wenn möglich - mit maximaler Synchronfrequenz zu betreiben. in dieser Hinsicht ergeben sich aber Schwierigkeiten, wenn zwecks Erzielung größerer Genauigkeit ein datengerechtes Starten und Stoppen der Schrittmotore gefordert wird. Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zur Steuerung von Stellgliedern unter Verwendung von Schrittmotoren anzugeben, mittels derer eine programmgesteuerte Darstellung von Kurven und eine programmgesteuerte Bewegung von Werkzeugträgern möglich ist, die sich durch große Genauigkeit der Bahnführung und durch große Arbeitsgeschwindigkeit auszeichnet und zur Programmierung der vorgegebenen Sollwerte relativ wenig Zeit erfordert.In the case of program-controlled devices, stepper motors are often used used as electromechanical actuators that are controlled with control pulses and the output shaft of which is precisely defined with each control pulse Sch -?. ::::; r-jmx-i # @: el continues to turn. These stepper motors to have the peculiarity that they are only about in the lower quarter of their total possible speed range can start and stop in accordance with data. These stepper motors can only be at low frequencies (start-stop frequencies) of the control impulses according to data operate, and especially starting and stopping. The highest frequency at which still data-compatible operation is possible, is referred to below as the maximum start-stop frequency designated. If the pulse repetition frequency of the control pulses is greater than this maximum Start-stop frequency, then the stepper motors can no longer be data-compliant start and stop, but still operate synchronously with the frequency of the control pulses. The highest pulse repetition frequency of the control pulses at which synchronous operation is still possible is possible, is referred to below as the maximum synchronous frequency. Above The rotor of the stepper motor thus follows the maximum start-stop frequency synchronously the pulse repetition frequency of the control pulses, whereby the rotor lags behind the rotating field. The distance increases with increasing frequency and can vary depending on the quality of the stepper motor be several steps. To drive program-controlled components, it would be desirable the stepper motors not only with maximum start-stop frequency, but - if possible - to operate with maximum synchronous frequency. in this respect, however, arise Difficulties when starting a data-compliant start in order to achieve greater accuracy and stopping the stepper motors is requested. The invention aims a device for controlling actuators using stepper motors specify, by means of which a program-controlled representation of curves and a program-controlled movement of tool carriers is possible, which is through large Accuracy of the web guiding and characterized by high working speed and requires relatively little time to program the specified setpoints.

Erfindungsgemäß ist ein Impulsgenerator vorgesehen, der zwei Folgen von Steuerimpulsen erzeugt, von denen einerseits die Impulsfolgefrequenz einer dieser Steuerimpulse und andererseits deren Impulsfolgefrequenzverhältnis unabhängig voneinander steuerbar sind. Außerdem wird mittels eines Rechners und einer Steuerstufe in Abhängigkeit von den in einem Dateneingabewerk gespeicherten Daten und in Abhängigkeit von der Ansprechverzögerung der Schrittrnotore ein Schaltsignal erzeugt, das eine Änderung der Impulsfolgefrequenzen der Steuerimpulse bewirkt.According to the invention a pulse generator is provided which has two sequences generated by control pulses, one of which is the pulse repetition frequency of one of these Control pulses and, on the other hand, their pulse repetition rate ratio independently of one another are controllable. In addition, a computer and a control stage are used as a function of the data stored in a data entry system and depending on the Response delay of the stepper motors generates a switching signal that indicates a change the pulse repetition frequencies of the control pulses.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung hat den Vorteil, daß sie Änderungen der Geschwindigkeit hinsichtlich Betrag und Bewegungsrichtung des Bauteils mit relativ geringem technischem Aufwand automatisch ermöglicht, einerseits durch Änderung der Irnpulsfolgefrequenz der Steuer-Impulse und andererseits durch Änderung der Teilerverhältnisse. Die Erfindung eignet sich zur Steuerung der Bewegung von Bauteilen, insbesondere von Werkzeugträgern, Trägern von Zeichenstiften und Gravierstiften, aber auch zur Steuerung der Bewegung von Spiegeln, die im Strahlengang zwischen einer Lichtquelle und einem fotoempfindlichen Material angeordnet sind und mittels Schrittmotore angetrieben werden.The control device according to the invention has the advantage that it allows changes the speed in terms of amount and direction of movement of the component with relative automatically made possible with little technical effort, on the one hand by changing the Pulse repetition frequency of the control pulses and, on the other hand, by changing the divider ratios. the Invention is suitable for controlling the movement of components, in particular of Tool carriers, carriers for drawing pens and engraving pens, but also for control purposes the movement of mirrors in the beam path between a light source and a Photosensitive material are arranged and driven by stepper motors will.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Schrittmotore mit der maximalen Synchronfrequenz betrieben, solange dies im Hinblick auf den Betrag der Geschwindigkeit möglich ist. Mittels Regelspannungen, welche die Differenzen der Sollwerte und Istwerte charakterisieren, wird das Schaltsignal vorausschauend ausgelöst, wenn die Zahl der Schritte zur Erzielung der zukünftigen Stellung des Bauteils kleiner als jene Schrittzahl ist, die der Ansprechverzögerung der Schrittmotore entspricht. Es wird somit automatisch und rechtzeitig auf eine geringere Geschwindigkeit übergegangen, falls die Schrittmotore gestoppt werden müssen. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Schrittmotore aber auch mit maximaler Synchronfrequenz betrieben, solange dies im Hinblick auf die Richtung der Geschwindigkeit der Bauteile möglich ist. .Änderungen der Richtungen werden automatisch berücksichtigt, indem ein Richtungssignal abgeleitet wird, das die zu erwartenden .Änderungen der Bewegungsrichtung des Bauteils charakterisiert. Falls große Richtungsänderungen de-- Bauteils erwartet werden, wird eine Umschaltung der Impulsfolgefrequenz der Steuerimpulse von der maximalen Synchronfrequenz auf die maximale Start-Stop-Frequenz bewirkt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Impulsfolgefrequenz der Steuerimpulse vorausschauend derart gesteuert, daß gekrümmte Bahnkurven mit möglichst großer Geschwindigkeit durchlaufen werden, ohne daß wesentliche Abweichungen der Istbahnkurve von der Sollbahnkurve auftreten.In a preferred embodiment of the invention, the Stepper motors operated at the maximum synchronous frequency as long as this is in view on the amount of speed is possible. By means of control voltages, which characterize the differences between the setpoints and actual values, the switching signal Prospectively triggered when the number of steps to achieve the future Position of the component is smaller than the number of steps that the response delay which corresponds to stepper motors. It is thus automatically and timely to a lower speed passed over if the stepper motors are stopped have to. In this preferred embodiment of the invention, the stepper motors but also operated with maximum synchronous frequency, as long as this in view of the direction of the speed of the components is possible. Changes in directions are automatically taken into account by deriving a directional signal that characterizes the expected changes in the direction of movement of the component. If large changes in direction of the component are expected, a Switching the pulse repetition frequency of the control pulses from the maximum synchronous frequency causes the maximum start-stop frequency. According to a further development of the invention the pulse repetition frequency of the control pulses is controlled in advance in such a way that that curved trajectories are traversed at the highest possible speed, without significant deviations of the actual trajectory from the nominal trajectory.

Im folgenden werden die 1s-findung und Ausführungsbeispiele derselben anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben, --wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile oder Signale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen: Figur 1 eine elektrische Regeleinrichtung für die numerische Steuerung eines Zeichenstiftes einer Zeichenmaschine in schematischer Darstellung, -Figur 2 ein Diagramm betreffend den zeitlichen Frequenzverlauf der Steuerimpulse, wie sie mit der Einrichtung nach Figur 1 erzeugt werden, und Figur 3 eine elektrische Regeleinrichtung für die numerische Steuerung zweier Spiegel, die im Strahlengang zwischen einer Lichtquezz = z<..,@ winen1 fotoempfindlichen Material angeordner: swr.-.#.. Die Figur 1 zeigt eine elektrische Regeleinrichtung für die numerische Steuerung des Zeichenstiftes 1 der Zeichenmaschine 2. Mittels der Schrittmotore 3 und 3 wird der Zeichenstift 1 in Richtung x und y verx y schoben und eine Linie auf dem Zeichenpapier 4 gezeichnet, die die Punkte P0, P1, P2 miteinander verbindet. Diese elektrische Regeleinrichtung besteht aus dem Dateneingabewerk 5, aus dem Impulsgenerator 6, aus dem Rechner 7 und aus der Steuerstufe B. Die einzugebenden Daten -sind auf dem Lochstreifen 10 in codierter Form gespeichert. Es sind dies einerseits Sollwerte entsprechend den Koordinaten der Punkte Pi, P2 ... für die Richtungen x und y und andererseits Befehle zum Betrieb der Zeichenmaschine 2, beispielsweise Fahrbefehle und Stopbefehle. Mit der Abtasteinrichtung 11 wird der Lochstreifen 10 abgetastet,und die gewonnenen Daten werden in Form von Impulsen in den Rechner 7 eingegeben und dort gespeichert. Anstelle der Abtasteinrichtung 11 könnte auch eine andere Abtasteinrichtung, beispielsweise eine Magnetbandabtasteinrichtung vorgesehen sein.Der Impulsgenerator 6 erzeugt zwei Folgen von Steuerimpulsen mit den Impulsfolgefrequenzen f/m und f/n zum Betrieb der Schrittmotore 3 x und 3 y . Eine dieser Impulsfolgefrequenzen (f/m oder f%n) und deren Impulsfolgefrequenzverhältnis ( nhn ) sind unabhängig voneinander änderbar. Mit dem Muttergenerator 12 werden zunächst Steuerimpulse mit der Impulsfolgefrequenz f erzeugt und über den Schalter 13 (bei Schalterstellung b) den beiden Frequenzteilern 14 und 15 zugeführt. Unter Verwendung dieser Frequenzteiler 14 bzw. 15 werden Steuerimpulse gewonnen, deren Impulsfolgefrequenzen flm oder fln in Abhängigkeit von einstellbaren Teilerverhältnissen l/rn bzw. lln herabgesetzt sind und die über die Ausgänge der Frequenzteiler 14 bzw. 15 an die Schrittmotore 3 x bzw. 3 y abgegeben werden. Die Teilerverhältnisse 1/m bzw. .1/n der Frequenzteiler 14 bzw. 15 werden vom Rechner 7 aus eingestellt. Durch diese Teilerverhältnisse 1/m bzw. lrn wird das Impulsfolgefrequenzverhältnis nlm der Steuerimpulse festgelegt. Diese Impulsfolgefrequenzverhältnisse (nlm)l,{n/ml ... bestimmen die Beträge jener Winkel p 1,@ 2, die die vom Zeichenstift 1 gezeichneten Geraden mit der Richtung x einschließen. Beim Zeichnen der Geraden, die die Punkte P1 und P0 verbindet, ist beispielsweise das Impulsfolgefrequenzverhältnis (nlm)l gleich dem Betrag des Winkels /%31. Das Impulsfolgefrequenzverhältnis nlm der Steuerimpulse ist somit nur von den Teilerverhältnissen 1/m bzw. 1/n der Frequenzteiler 14 bzw. 15 abhängig, aber unabhängig von der Impulsfolgefrequent f der Steuerimpulse des Muttergenerators 12. Solange diese Teilerverhältnisse vom Rechner 7 aus nicht geändert werden, bleibt ein bestimmtes Impulsfolgefrequenzverhältnis - beispielsweise das Impulsfolgefrequenzverhältnis (n/rn)l x 131 - eingestellt, so daß sich der Zeichenstift 1 entlang einer Geraden bewegt. Änderungen der Teilerverhältnisse 1/m und lln bewirken Änderungen der Winkel? %12 .., und somit Xnderungen der Bewegungsrichtung des Bauteils/ 1 bezüglich der Achsen x und y, wogegen Änderungen der Impulsfolgefrequenz f Änderungen der Geschwindigkeitsbeträge bewirken, mit denen die Linien uxiter Verwendung des Zeichenstiftes 1 gezeichnet werden. Die Schrittschaltmotore 3 x und 3 y lassen sich nur bei niedrigen Frequenzen (Start-Stop-Frequenzen) der Steuerimpulse datengerecht betreiben und insbesondere Starten und Stoppen. Es ist daher zweckmäßig, die Schrittschaltmotore 3x und 3 y immer dann mit einer höheren als der Start-Stop-Frequenz zu betreiben, wenn diese Schrittschaltmotore 3 x und 3 y infolge über längere Zeit konstant gehaltener Teilerverhältnisse llrn bzw. 1/n weder beschleunigt noch verzögert werden müssen.In the following, the 1s invention and exemplary embodiments thereof are described with reference to FIGS. 1 to 3, the same components or signals shown in several figures being identified by the same reference numerals. There are shown: FIG. 1 an electrical control device for the numerical control of a pen of a drawing machine in a schematic representation, FIG the numerical control of two mirrors arranged in the beam path between a Lichtquezz = z <.., @ winen1 photosensitive material: swr .-. # .. Figure 1 shows an electrical control device for the numerical control of the pen 1 of the drawing machine 2. Means the stepper motors 3 and 3, the pen 1 is pushed in the direction x and y verx y and a line is drawn on the drawing paper 4, which connects the points P0, P1, P2 with one another. This electrical control device consists of the data input unit 5, the pulse generator 6, the computer 7 and the control stage B. The data to be entered are stored on the punched tape 10 in coded form. On the one hand, these are setpoint values corresponding to the coordinates of the points Pi, P2. The punched tape 10 is scanned with the scanning device 11, and the data obtained are entered in the form of pulses into the computer 7 and stored there. Instead of the scanning device 11, another scanning device, for example a magnetic tape scanning device, could be provided. The pulse generator 6 generates two sequences of control pulses with the pulse repetition frequencies f / m and f / n for operating the stepper motors 3 x and 3 y. One of these pulse repetition frequencies (f / m or f% n) and its pulse repetition frequency ratio (nhn) can be changed independently of one another. With the mother generator 12, control pulses with the pulse repetition frequency f are first generated and fed to the two frequency dividers 14 and 15 via the switch 13 (in switch position b). Using these frequency dividers 14 and 15, control pulses are obtained whose pulse repetition frequencies flm or fln are reduced as a function of adjustable division ratios l / rn or lln and which are sent to stepper motors 3 x and 3 y via the outputs of frequency dividers 14 and 15, respectively be delivered. The division ratios 1 / m or .1 / n of the frequency dividers 14 and 15 are set by the computer 7. The pulse repetition frequency ratio nlm of the control pulses is determined by these division ratios 1 / m or Irn. These pulse repetition frequency ratios (nlm) l, {n / ml ... determine the amounts of those angles p 1, @ 2 which enclose the straight lines drawn by pen 1 with the direction x. For example, when drawing the straight line connecting points P1 and P 0 , the pulse repetition rate ratio (nlm) l is equal to the amount of the angle /% 31. The pulse repetition frequency ratio nlm of the control pulses is therefore only dependent on the division ratios 1 / m or 1 / n of the frequency dividers 14 and 15, but independent of the pulse repetition rate f of the control pulses of the mother generator 12. As long as these division ratios are not changed by the computer 7, a certain pulse repetition frequency ratio - for example the pulse repetition frequency ratio (n / rn) lx 131 - remains set, so that the pen 1 moves along a straight line. Changes in the division ratios 1 / m and lln cause changes in the angle? % 12 .., and thus changes in the direction of movement of the component / 1 with respect to the axes x and y, whereas changes in the pulse repetition frequency f cause changes in the amounts of speed with which the lines are drawn using pen 1. The stepping motors 3 x and 3 y can only be operated in accordance with the data at low frequencies (start-stop frequencies) of the control pulses and, in particular, starting and stopping. It is therefore advisable to always operate the stepping motors 3x and 3 y at a higher than the start-stop frequency when these stepping motors 3 x and 3 y neither accelerate nor accelerate due to the division ratios llrn or 1 / n kept constant over a long period of time need to be delayed.

Die Darstellung nach Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Impulsfolgefrequenz f. Auf der Abszissenachse sind Beträge der Zeit t und auf der Ordinatenachse sind Beträge der Irnpulsfolgefrequenz f, insbesondere die Beträge der maximalen Start-Stop-Frequenz f1, der maximalen Synchronfrequenz f2 und einer weiteren Synchronfrequenz f' aufgetragen. Bei diesem Diagramm nach Figur 2 wird vorausgesetzt, daß ab dem Zeitpunkt t0 eine möglichst hohe Impulsfolgefrequenz und daher eine Annäherung an die maximale Synchronfrequenz f2 erwünscht ist. Die Impulsfolgefrequenz f wird daher gemäß einer e-Funktion erhöht, bis im Zeitpunkt t1 die maximale Synchronfrequenz f2 erreicht ist. Es wird ferner vorausgesetzt, daß ab dem Zeitpunkt t@ e:in Stoppen des Zeichenstiftes 1 möglich sein soll. Unter Berücksichtigung der Ansprechverzögerung der Schrittmotore wird daher die Impulsfolgefrequenz im Zeitpunkt t2 erniedrigt, so daß im Zeitpunkt t3 die Impulsfolgefrequenz gleich der maximalen Start-Stop-Frequenz f1 ist. Der Kurvenverlauf ab dem Zeitpunkt t2 entspricht.ebenfalls einer e-Funktion. Die Zeitabschnitte _t1 - t0 und t3 - t2 sind gleich den Ansprechverzögerungen der verwendeten Schrittschaltmotore 3 x und 3 y . Jeder Ansprechverzögerung-entspricht eine bestimmte. Schrittzahl g bzw. h in Abhängigkeit von der verwendeten Type der Schrittschaltmotore 3 und 3 , x y Um die aus Figur 2 ersichtlichen Änderungen der Impulsfolgefrequenz f zu erzielen, wird dem Muttergenerator 12 Figur 1) eine Steuerspannung U zugeführt, von deren Betrag die Impulsfolgefrequenz f abhängig ist. Zur Durchführung dieser Impulsfolgefrequenzänderung dienen die Schaltstufe 16, die Schalter 17, 18, die Widerstände 20, 21, 22, die- Spannungsquellen 23, 24 und der Kondensator»25. Die beiden Schalter 17, 18 werden zweckmäßigerweise durch Halbleiterbauteile, beispielsweise durch Transistorschalter gebildet. Bei Schalterstellung b sind die Kontakte a und b leitend miteinander verbunden, und es wird eine relativ hohe Steuerspannung der Spannungsquelle 23 über die Widerstände 20 und 22 an den Eingang des Muttergenerators 12 angeschlossen und dadurch die maximale Synchronfrequenz f2 bewirkt. Dieser Zustand entspricht dem Verlauf der Frequenzkurve nach Figur 2 ab der-n« Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2. Bei der Schalterstellung c sind die Kontakte a und c leitend miteinander verbunden, so daß die relativ niedrige Steuerspannung der Spannungsquelle 24 über den Widerstand 21, über den Schalter 18 und über den Widerstand 22 am Eingang des Muttergenerators 12 wirksam wird und dort die maximale Start-Stop-Frequenz f1 bewirkt. Der Widerstand 22 und der Kondensator 25 bewirken eine Änderung der Irnpulsfolgefrequenz f gemäß einer e-Funktion. Einerseits wird beim Übergang von der Schaltstellung c auf die Schaltstellung b ein Ansteigen der Steuerspannung U und ein entsprechendes Ansteigen der Impulsfolgefrequent f während der Zeit t0 - t1 trigur 2) und andererseits beim Über- gang von der Schaltstellung b zur- Schaltstellung c eine Erniedrigung der Steuerspannung U und eine entsprechende Erniedrigung der Irnpulsfolgefre.=uenz f ab der Zeit t2 - t3 (Figur 2) bewirkt.The illustration according to FIG. 2 shows the time course of the pulse repetition frequency f. The abscissa axis shows the amounts of the time t and the ordinate axis shows the amounts of the pulse repetition frequency f, in particular the amounts of the maximum start-stop frequency f1, the maximum synchronous frequency f2 and another Synchronous frequency f 'plotted. In the case of this diagram according to FIG. 2, it is assumed that from the point in time t0 the highest possible pulse repetition frequency and therefore an approximation to the maximum synchronous frequency f2 is desired. The pulse repetition frequency f is therefore increased according to an exponential function until the maximum synchronous frequency f2 is reached at time t1. It is also assumed that from the time t @ e: in stopping of the pen 1 should be possible. Taking into account the response delay of the stepper motors, the pulse repetition frequency is therefore decreased at time t2, so that at time t3 the pulse repetition frequency is equal to the maximum start-stop frequency f1. The course of the curve from time t2 also corresponds to an exponential function. The time segments _t1 - t0 and t3 - t2 are equal to the response delays of the stepping motors 3 x and 3 y used. Each response delay corresponds to a certain one. Number of steps g or h depending on the type of stepper motor 3 and 3 used, xy In order to achieve the changes in the pulse repetition frequency f shown in FIG. 2, a control voltage U is fed to the mother generator 12, FIG is. The switching stage 16, the switches 17, 18, the resistors 20, 21, 22, the voltage sources 23, 24 and the capacitor 25 are used to carry out this pulse repetition frequency change. The two switches 17, 18 are expediently formed by semiconductor components, for example by transistor switches. In switch position b, the contacts a and b are conductively connected to one another, and a relatively high control voltage of the voltage source 23 is connected via the resistors 20 and 22 to the input of the mother generator 12, thereby causing the maximum synchronous frequency f2. This state corresponds to the course of the frequency curve according to FIG. 2 from time t1 to time t2. In the switch position c, the contacts a and c are conductively connected to one another, so that the relatively low control voltage of the voltage source 24 is effective via the resistor 21, via the switch 18 and via the resistor 22 at the input of the mother generator 12 and there the maximum starting Stop frequency f1 causes. The resistor 22 and the capacitor 25 cause a change in the pulse repetition frequency f according to an exponential function. On one hand, c during the transition from the shift position to the switching position b, an increase of the control voltage U and a corresponding increase in the Impulsfolgefrequent f during the time t0 - t1 trigur 2) and on the other hand, in the transition from the switching position b zur- switching position c a lowering of Control voltage U and a corresponding decrease in the pulse repetition rate = uenz f from time t2-t3 (FIG. 2) .

Mittels des Rechners 7 und der Steuerstufe 8 wird in Abhängigkeit von den im Dateneingabewerk 5 gespeicherten Daten und in Abhängigkeit von der Ansprechverzögerung t1 - t0 bzw. t3 - t2 der Schrittmotore 3x und 3 Y ein Schaltsignal Sch 1 erzeugt, das eine Änderung der Impulsfolgefrequenz flm, fln der Steuerimpulse bewirkt.By means of the computer 7 and the control stage 8, depending of the data stored in the data input unit 5 and as a function of the response delay t1 - t0 or t3 - t2 of the stepper motors 3x and 3 Y generates a switching signal Sch 1, which causes a change in the pulse repetition frequency flm, fln of the control pulses.

Bei der Steuerung der Schrittschaltmotore 3 x , 3 y werden laufend Steuerimpulse den Zählern 26 bzw. 26 zugeführt, die entweder nach vorwärts x y oder nach rückwärts zählen und über ihre Ausgänge die Istwerte X bzw. I Y in Form von Impulskombinationen entsprechend numerischen Werten in binärer Darstellung abgeben. Vom Rechner 7 werden die Sollwerte S x bzw. S Y entsprechend der Sollstellung des Zeichenstiftes 1 ebenfalls in Form von Impulskombinationen (entsprechend numerischen Werten in binärer Darstellung und in gleicher Codierung den Differenzstufen 27 x bzw. 27 y zugeführt. In diesen Differenzstufen 27 x bzw. 27 y werden die Differenzen der numerischen Werte entsprechend den Soll- und Istwerten gebildet. Diese Differenzen werden als Regelsignale R x bzw. R y in Form von Impulskombinationen in binärer- Darstellung abgegeben.When controlling the stepping motors 3 x , 3 y control pulses are continuously fed to the counters 26 and 26, which count either upwards xy or downwards and the actual values X or IY in the form of pulse combinations corresponding to numerical values in binary representation via their outputs hand over. From the computer 7 the nominal values S x and SY corresponding to the nominal position of the pen 1 are also supplied in the form of pulse combinations (corresponding to numerical values in binary representation and in the same coding to the differential stages 27 x and 27 y, respectively. 27 y the differences between the numerical values are formed according to the setpoint and actual values.These differences are output as control signals R x and R y in the form of pulse combinations in binary representation.

Es wird zunächst vorausgesetzt, daß die Koordinaten des Standpunktes P0 und die Koordinaten des Punktes P1 bereits im Rechner 7 gespeichert sind, daß eine relativ große Anzahl von Schritten mindestens einer der Schrittmotore 3x oder 3y) ab dem Punkt P0 zur Erreichung des Punktes P1 erforderlich sind, daß die-beiden Zähler 26 x bzw. 26 y eine Impulskombination entsprechend den Istwerten X bzw. I des Punktes Po abgeben und Y daß bei der Schalterstellung c der Schalter 17 und 18 Steuerimpulse mit maximaler Start-Stop-Frequenz f1 abgegeben werden. Aus den Differenzen ,4 x1 bzw. G1 y1 der Koordinaten in Richtung x bzw. y werden zunächst die Tellerverhältnisse 1/m bzw, lin der beiden Frequenzteiler 14 bzw. 15 berechnet und diese Tellerverhältnisse vom Rechner 7 aus eingestellt. Nun wird der Schalter 13 in die Schalterstellung b gesetzt, so daß die Steuerimpulse des Muttergenerators 12 über die Kontakte a und b des Schalters 13 und über die beiden Frequenzteiler 14 und 15 im eingestellten Impulsfolgefrequenzverhältnis den beiden Schrittmotoren 3x, 3 Y zugeführt werden. Gleichzeitig mit der Umschaltung des Schalters 13 von Schalterstellung c auf die Schalterstellung b im Zeitpunkt t. (Figur 2) werden die Schalter 17, 18 mittels der Schaltstufe 16 in die eingezeichnete Schaltstellung b umgeschaltet, so daß die Impulsfolgefrequenz f der Steuerimpulse, ausgehend von der maximalen Start-Stop-Frequenz f1, `erhöht wird und im Zeitpunkt t1 die maximale Synchronfrequenz f2 erreicht. Um eine große Zeichengeschwindigkeit zu erzielen, ist es günstig, die Schrittmotore 3 x und 3 y oder mindestens einen dieser beiden Schrittmotore möglichst lange mit maximaler Synchronfrequenz f2 zu betreiben. Unter Berücksichtigung der Ansprechverzögerung dieser Schrittschaltmotore 3 x und 3 und der entsprechenden Schrittzahl h wird nun jener y Schritt im Zeitpunkt t2 ermittelt, ab welchem die maximale Synchronfrequenz f2 erniedrigt werden muß, um die Schrittschaltmotore im Zeitpunkt t3 stoppen zu können. Dazu werden die Regelsignale R x bzw. R y beiden Schwellwertstufen 28 x bzw. 28 y zugeführt, die nur dann Signale abgeben, wenn je ein gewisser Schwellwert unterschritten wird. Falls beide Schwellwertstufen 28 x und 28 y Signale abgeben, dann wird vom Ausgang des UND-Elementes 29 ein Schaltsignal Sch l an das UND-Element 31 abgegeben. Falls auch der zweite Eingang dieses UND-Elementes 31 über das NICHT-Element 39 ein Signal Sch 2 erhält, wird vom Ausgang des UND-Elementes 31 das Schaltsignal Sch 4 abgegeben. Dieses Schaltsignal Sch 4 bewirkt unter Verwendung der Schaltstufe 16 die Umschaltung der Schalter 17, 18 von Schaltstellung b in die Schaltstellung a. Die Schwellwerte der Schwellwertstufen 28 x und 28 y sind derart eingestellt, daß die Umschaltung im Zeitpunkt t2 erfolgt. In Folge dieser Umschaltung wird die Frequenz der Steuerimpulse erniedrigt, so daß im Zeitpunkt t3 das beabsichtigte Stoppen des Zeichenstiftes 1 möglich ist. Die Regelsignale R x bzw. R Y werden auch den Schwellwertstufen 32 bzw. 32 y zugeführt, die nur dann ein Ausgangssignal abgeben, wenn die Differenzen der Soll- und Istwerte kleiner als vorgegebene Toleranzwerte - z. B. Null - sind. Falls beide Schwellwertstufen 32 und 32 je ein Ausgangssignal abgeben, dann wird über das UND-Element 33 ein Schaltsignal Sch 5 an das UND-Element 34 abgegeben. Falls das Schaltsignal Schi nicht und daher das Schaltsignal Sch 2 vorliegt, dann wird vom UND-Element 34 das Schaltsignal Sch 6 an den Schalter 13 gegeben und auf Schaltstellung c umgeschaltet, so daß keine weiteren Steuerimpulse an die beiden Schrittmotore 3x, 3 Y gelangen können. Damit hat der Zeichenstift 1-innerhalb der gewünschten Toleranzwerte seine Sollstellung erreicht. Das Schaltsignal Sch 5 wird außerdem dem Rechner 7 zugeführt, wodurch immer dann, wenn der Zeichenstift 1 einen Punkt = beispielsweise den Punkt P1 -erreicht hat, die neuen Teilerverhältnisse I /m, 1!n zur Erreichung des nächsten Punktes - beispielsweise des Punktes P2 .- eingestellt werden, ferner die neuen Sollwerte S x, S Y entsprechend diesem Punkt P2 ausgegeben und außerdem die Schalter 13, 17, 18 in die Schaltstellung b versetzt werden.It is first assumed that the coordinates of the position P0 and the coordinates of the point P1 are already stored in the computer 7, that a relatively large number of steps of at least one of the stepper motors 3x or 3y) from the point P0 are required to reach the point P1 that the two counters 26 x and 26 y emit a pulse combination corresponding to the actual values X and I of the point Po and Y that in switch position c, the switches 17 and 18 control pulses are emitted at the maximum start-stop frequency f1. From the differences, 4 x1 and G1 y1 of the coordinates in the x and y directions, the plate ratios 1 / m or lin of the two frequency dividers 14 and 15 are first calculated and these plate ratios are set by the computer 7. The switch 13 is now set to switch position b so that the control pulses from the mother generator 12 are fed to the two stepper motors 3x, 3 Y via the contacts a and b of the switch 13 and via the two frequency dividers 14 and 15 in the set pulse repetition rate ratio. Simultaneously with the switch 13 being switched from switch position c to switch position b at time t. (Figure 2) the switches 17, 18 are switched over by means of the switching stage 16 in the shown switching position b, so that the pulse repetition frequency f of the control pulses, based on the maximum start-stop frequency f1, `is increased and the maximum synchronous frequency at time t1 f2 reached. In order to achieve a high drawing speed, it is advantageous to operate the stepper motors 3 x and 3 y or at least one of these two stepper motors as long as possible at the maximum synchronous frequency f2. Taking into account the response delay of these stepping motors 3 x and 3 and the corresponding number of steps h, that y step is now determined at time t2 from which the maximum synchronous frequency f2 must be reduced in order to be able to stop the stepping motors at time t3. For this purpose, the control signals R x and R y are fed to both threshold value stages 28 x and 28 y, respectively, which only emit signals when each falls below a certain threshold value. If both threshold stages 28 x and 28 y emit signals, then a switching signal Sch l is emitted to AND element 31 from the output of AND element 29. If the second input of this AND element 31 also receives a signal Sch 2 via the NOT element 39, the switching signal Sch 4 is emitted from the output of the AND element 31. Using the switching stage 16, this switching signal Sch 4 causes the switches 17, 18 to be switched from switching position b to switching position a. The threshold values of the threshold value stages 28 x and 28 y are set in such a way that the switchover takes place at time t2. As a result of this switching, the frequency of the control pulses is lowered so that the intended stopping of the pen 1 is possible at time t3. The control signals R x and RY are also fed to the threshold value stages 32 and 32 y, which only emit an output signal if the differences between the setpoint and actual values are less than specified tolerance values - e.g. B. Zero - are. If both threshold levels 32 and 32 each emit an output signal, then a switching signal Sch 5 is emitted to AND element 34 via AND element 33. If the switching signal Schi is not present and therefore the switching signal Sch 2 is present, the switching signal Sch 6 is sent from the AND element 34 to the switch 13 and switched to switch position c, so that no further control pulses can reach the two stepper motors 3x, 3Y . The drawing pen 1 has thus reached its nominal position within the desired tolerance values. The switching signal Sch 5 is also fed to the computer 7, whereby whenever the pen 1 has reached a point = for example the point P1, the new division ratios I / m, 1! N to reach the next point - for example the point P2 .- are set, the new setpoint values S x, SY are output in accordance with this point P2 and the switches 13, 17, 18 are also set to switch position b.

Falls die Anzahl der Schritte vom Punkt Pp zum Punkt P1 kleiner ist als die Anzahl der Schritte h (siehe Figur 2), wie sie durch die Schwellwertstufen 27x bzw. Z7 Y eingestellt ist, wird unmittelbar das Schaltsignal Sch 1 gegeben, das die Umschaltung der Schalter 17, 18 in die Schalterstellung c bewirkt. Bisher wurde vorausgesetzt, daß der Zeichenstift im Punkt P1 stoppen soll und daß das Schaltsignal Sch 2 den UND-Elementen 31 und 34 zugeführt wird. Es wird nunmehr angenommen, daß der Zeichenstift 1 ohne zu stoppen, nacheinander die Punkte Pp, Pl, P2 anfahren soll. Unter diesen Voraus-Setzungen wird die Abgabe des Schaltsignals Sch4 nur dann ermöglicht, wenn der Zeichenstift 1 wegen einer großen Richtungsänderung gestoppt werden soll.If the number of steps from point Pp to point P1 is less than the number of steps h (see Figure 2), as set by the threshold levels 27x or Z7 Y, the switching signal Sch 1 is given immediately that the switching of the Switches 17, 18 in switch position c causes. So far it has been assumed that the pen should stop at point P1 and that the switching signal Sch 2 is fed to the AND elements 31 and 34. It is now assumed that the pen 1 should approach points Pp, Pl, P2 one after the other without stopping. Under these conditions, the output of the switching signal Sch4 is only possible if the pen 1 is to be stopped because of a major change in direction.

Der Rechner 7 und die Steuerstufe 8 haben nun die Aufgabe, die Richtungen der Strecken vorn Punkt PO zum Punkt P1 und vom Punkt P1 zum Punkt P2 miteinander zu vergleichen und die Schrittmotore 3x, 3 Y mit möglichst hohen Impulsfolgefrequenzen f/rn bzw. fln laufen zu lassen, solange die beiden genannten Strecken einen WinkelLl/3 miteinander einschließen, der kleiner als ein vorgegebener Schwellwert All' ist. Außerdem sollen die Irnpulsfolgefrequenzen der Steuerimpulse rechtzeitig herabgesetzt werden, falls dieser SchwellwertLl,/3' überschritten wird. Zur Durchführung dieser Aufgabe wird aufgrund der eingestellten Teilerverhältnisse llm und 1/n das Impulsfolgefrequenzverhältnis (n/rn)l = ß l in der Divisionsstufe 35 ermittelt und im Register 36 gespeichert. Während sich der Zeichenstift von Punkt P0 nach Punkt P1 bewegt, wird in der Divisionsstufe 35 das Impulsfolgefrequenzverhältnis @nlm}2 2 ermittelt und der Differenzstufe 37 zugeführt. Gleichzeitig wird das Impulsfolgefrequenzverhältnis (nlm)l vorn Register 36 der Differenzstufe 37 zugeführt und das Impulsfolgefrequenzverhältnis (nlm)2 in das Register 36 nachgeschoben, In der Differenzstufe 37 wird nunmehr die Differenz der beiden Irnpulsfolgefrequenzverhältnisse (nlm)l - (nlm)2 1 /@2 xA,über den Ausgang der Differenzstufe 37 an die Schwellr Wertstufe 38 abgegeben, Die Schwellwertstufe 38 gibt dann ein Signal Schi, wenn die Differenz ,tn/11 den in der Schwellwertstufe eingestellten Schwellwert ,Q (.@' unterschreitet. Das Signal Schi der Schwellwertstufe 38 wird dem NICHT-Element 39 zugeführt, von dessen Ausgang das Signal Sch 2 den UND-Elementen 31 und 34 zugeführt wird, wodurch die Schaltsignale Sch 4 und Sch 6 immer dann unterdrückt werden, wenn der Schwellwert Aip' unterschritten wird. Bei relativ kleinem A@ wird somit eine Herabsetzung der maximalen Synchronfrequenz f2 verhindert. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Umschaltung der Schalter 13, 17, 18 von Schaltstellung b in Schalt-Stellung c unterdrückt wird, falls die Differenz ,Q ß kleiner als der Schwellwert,d @ 'ist. Falls der Punkt P1 ein Stoppunkt ist, wird kein Schaltsignal Schi abgegeben, wodurch bei Vorliegen der Schaltsignale Sch 2 und Sch l bzw. Sch 2 und Sch 5 die Schaltsignale Sch 4 bzw. Sch 6 ausgelöst werden. Manchmal ist es zweckmäßig, die Impulsfolgefrequenz des Muttergenerators 12 vom- Betrag A//? abhängig zu machen. Wenn dieser Betrag ,#J"3 relativ groß ist, dann muß die Impulsfolgefrequenz f' der Steuerimpulse relativ klein sein höchstens gleich der maximalen Start-Stop-Frequenz f1), um die Schrittmotore schalten zu können. Falls aber der Betragzj ,-*3 relativ klein ist, dann soll die Impulsfolgefrequenz f' der Steuerimpulse relativ groß sein. Auf diese Weise wird eine Kurve umso schneller bzw. der ein- langsamer überfahren, je kleiner bzw. größer die Beträge L@ f11 zelnen Teilstücke dieser Kurve sind; Die Figur 3 zeigt einen Zeichentisch, der sich von demjenigen nach Figur 1 dadurch unterscheidet, daß nunmehr das Licht der Lichtquelle 41 über die Spiegel 42 x und 42Y auf das fotoempfindliche Material 43 abgelenkt wird und somit die dargestellte Gerade nicht mittels eines Zeichenstiftes, sondern mittels des Lichtstrahles 44 gezeichnet wird. Die Schrittmotore 3 x bzw.The computer 7 and the control stage 8 now have the task of comparing the directions of the distances from point PO to point P1 and from point P1 to point P2 and the stepper motors 3x, 3 Y run with the highest possible pulse repetition frequencies f / rn and fln to leave, as long as the two routes mentioned include an angle L1 / 3 with each other, which is smaller than a predetermined threshold value All '. In addition, the pulse sequence frequencies of the control pulses should be reduced in good time if this threshold value L1, / 3 'is exceeded. To carry out this task, the pulse repetition frequency ratio (n / rn) l = β l is determined in the division stage 35 and stored in the register 36 on the basis of the set division ratios llm and 1 / n. While the pen moves from point P0 to point P1, the pulse repetition rate ratio @nlm} 2 2 is determined in the division stage 35 and fed to the difference stage 37. At the same time, the pulse repetition frequency ratio (nlm) l is fed from register 36 of the differential stage 37 and the pulse repetition frequency ratio (nlm) 2 is shifted into the register 36. @ 2 xA, transmitted via the output of the differential stage 37 to the threshold value stage 38. The threshold value stage 38 then emits a signal Schi when the difference, tn / 11 falls below the threshold value, Q (. @ ', Set in the threshold value stage. The signal Schi the threshold stage 38 is fed to the NOT element 39, from whose output the signal Sch 2 is fed to the AND elements 31 and 34, whereby the switching signals Sch 4 and Sch 6 are always suppressed when the threshold value Aip 'is undershot With a relatively small A @, a reduction in the maximum synchronous frequency f2 is prevented Actual position b is suppressed in switching position c if the difference 'Q ß is less than the threshold value' d @ '. If the point P1 is a stop point, no switching signal Schi is emitted, whereby the switching signals Sch 4 or Sch 6 are triggered when the switching signals Sch 2 and Sch 1 or Sch 2 and Sch 5 are present. Sometimes it is useful to set the pulse repetition frequency of the mother generator 12 from the amount A //? to make dependent. If this amount, # J "3 is relatively large, then the pulse repetition frequency f 'of the control pulses must be relatively small at most equal to the maximum start-stop frequency f1) in order to be able to switch the stepper motors. But if the amount zj, - * 3 is relatively small, then the pulse repetition frequency is f 'of the control pulses to be relatively large in this way, a curve is the faster or the e i n, the amounts L @ are slow down the smaller or larger f11 individual portions of this curve. FIG. 3 shows a drawing table which differs from that according to FIG. 1 in that the light from the light source 41 is now deflected onto the photosensitive material 43 via the mirrors 42 x and 42Y and thus the straight line shown is not deflected by means of a drawing pen, but by means of of the light beam 44 is drawn. The stepper motors 3 x resp.

3 werden unter Verwendung der Dateneingabevorrichtung 5,des Impuls-Y generators 6, des Rechners 7 und der Steuerstufe 8 gesteuert. Sobald in der Steuerstufe 8 mittels der Schwellwertstufen 32x bzw. 32 Y siehe auch Figur 1) festgestellt wird, daß die Soll- und Istwerte. hinsichtlich der zu zeichnenden Punkte hinreichend genau übereinstimmen, dann wird unter Verwendung des UND-Elementes 33 das Schaltsignal Sch 5 abgegeben und damit ein Lichtblitz der Lichtquelle 41 ausgelöst.3 are generated using the data input device 5, the Pulse-Y generator 6, the computer 7 and the control stage 8 controlled. Once in the tax bracket 8 is determined by means of the threshold levels 32x or 32 Y see also Figure 1), that the setpoint and actual values. sufficiently precise with regard to the points to be drawn match, then using the AND element 33, the switching signal Sch 5 released and thus triggered a flash of light from the light source 41.

Claims (1)

Patentansprüche 1, Elektrische Regeleinrichtung für die numerische Steuerung von motorisch bewirkten Bewegungen eines Bauteils einer Werkzeugmaschine, Zeichenmaschine oder Graviermaschine unter Verwendung von Schrittschaltmotoren, die in Abhängigkeit von eingegebenen Daten mittels Steuerimpulsen gesteuert werden, da- durch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator (6) vorgesehen ist, der zwei Folgen von Steuerimpulsen erzeugt, von denen einerseits die Impulsfolgefrequenz (fim oder fln) einer dieser Steuerimpulse und andererseits deren Impulsfolgefrequenzverhältnis (n/m) unabhängig voneinander steuerbar sind, und daß mittels eines Rechners (7) und einer Steuerstufe (8) in Abhängigkeit von den in einem Dateneingabewerk (5) gespeicherten Daten und in Abhängigkeit von der Ansprechverzögerung (t3 - t2) der Schrittmotore (3x, 3 Y ) ein Schaltsignal (Schi) erzeugt wird, das eine Änderung der Irnpulsfolgefrecluenzen (f/m, flii) der Steiieriirihulsc# bewirkt. 2. Regeleinrichtung nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Muttergenerator (12) vorgesehen ist, der Steuerimpulse erzeugt, deren Impulsfolgefrequenz (f) änderbar ist, daß der Ausgang dieses Muttergenerators (12) mit zwei Frequenzteilern (14, 15) verbunden ist, deren Teilungsverhältnisse .(l/M, 1/n) vom Rechner (7) aus gesteuert werden und daß die Steuerimpulse der Freruenzteiler (14, 15), deren Impulsfolgefrecuenzen (f/m, fln) durch die Frequenzteilung herabgesetzt sind, zur Steuerung der Schrittschaltmotore (3 , 3 verwendet werden. x y 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse des Muttergenerators (12) über einen Schalter (13) den Frequenzteilern ,j14, 15) zugeführt werden und daß dieser Schalter (13) vom Rechner (7) gesteuert wird. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Muttergenerator (12) eine Steuerspannung (U) zugeführt wird, von deren Betrag die im Muttergenerator (12) erzeugte Impulsfolgefrequenz (f) der Steuerimpulse abhängig ist, und daß das Schaltsignal (Schi) einer Schaltstufe (16) zugeführt wird, die eine Änderung der Steuerspannung (U) bewirkt. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsgenerator (20, 2L) vorgesehen ist, der die Steuerspannung (U) erzeugt und über ein integrierendes Netz-. werk (22, 25) - vorzugsweise über ein RC-Glied - an den Muttergenerator j12 angeschlossen ist. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Spannungsquelle (20) an einen Kontakt (a) einer ersten Schaltstrecke j17 und ein weiterer Kontakt (b) dieser ersten Schaltstufe (17) über das integrierende Netzwerk (22, 25) an den Eingang des Muttergenerators (12) angeschlossen ist, daß eine zweite Spannungsquelle (21) an einen Kontakt (a) einer zweiten Schaltstrecke (18) und ein weiterer Kontakt (c) dieser zweiten Schaltstrecke j18) über das integrierende Netzwerk (22, 25) mit dem Eingang des Muttergenerators verbunden ist und daß die beiden Schaltstrecken (17, 18) durch die Schaltstufe (16) derart gesteuert werden, daß jeweils nur eine der beiden Schaltstrecken (17 oder 18) geschlossen und die andere (18 bzw. 17)geöffnet ist. 7. Regeleinrichtung nach: Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Eingang des Muttergenerators (12) anliegenden Steuerspannungen @U) - vorzugsweise mit änderbaren Widerständen (20, 21) -einstellbar sind. B. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuerimpulse, deren Impulsfolgefrequenz f gleich einer der Synchronfrequenzen (f' ) ist; durch das Dateneingabewerk (5), das die Sollwerte (Sx bzw. S y ) betreffend die zukünftige Stellung des Bauteils (1) speichert; durch Istwertvorrichtungen (26x bzw. 26y), mittels derer die Istwerte (Ix bzw. y) betreffend die augenblickliche Stellung des Bauteils (1) ermittelt werden; durch Differenzstufen (27 x bzw. 27 y ), mittels derer Regelsignale (R bzw. R y ) abgeleitet werden, die die Differenzen zen der Soll- und Istwerte charakterisieren, und mittels derer das Schaltsignal (Schl) ausgelöst wird, wenn die Zahl der Schritte zur Erzielung der zukünftigen Stellung des Bauteils (1) kleiner als jene Schrittzahl ist, die der Ansprechverzögerung (t3 - t2) der Schrittmotore (3x, 3 Y ) entspricht. 9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Schwellwertstufen (28x bzw. 28 Y ), denen die Regelsignale (Rx bzw. Ry) zugeführt werden und die Ausgangsimpulse abgeben, wenn die entsprechenden Differenzen der Soll- und Istwerte kleiner als vorgegebene Schwellwerte sind; durch ein UND-Element (29), dem die Ausgangsimpulse der Schwellwertstufen (28 x bzw. 28 y ) zugeführt werden und das bei Koinzidenz dieser Ausgangsimpulse das Schaltsignal (Schi) auslöst. 10. Regeleinrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Richtungssignal@j. abgeleitet wird, das Änderungen der Bewegungsrichtung des Bauteils (1) charakterisiert, und daß dieses Richtungssignals einer weiteren Schwellwertstufe (38) zugeführt wird, die ein Schaltsignal (Schi) abgibt, falls das Richtungssignal kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist. 11. Regeleinrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Divisionsstufe (35) aus den Tellerverhältnissen (1/m, llri,) laufend die Impulsfolgefrequenzverhältnisse (n/m) berechnet werden, daß in einer Differenzstufe (37) die Differenzen zweier aufeinanderfolgender Impulsfolgefrequenzverhältnisse { (nlrn)l - (n/m)2 ) abgeleitet werden und auf diese Weise das Richtungssignal (z1. ;'#f gewonnen wird, daß das Schaltsignal (Sch 3) der weiteren Schwellwertstufe (38) einem NICHT-Element (39) zugeführt wird und daß das Signal (Schl)_des UND-Elementes (29),- und-das Ausgangssignal (Sch.) des NICHT-Elementes (39) einem weiteren UND-Element (31) zugeführt werden, mit dessen Ausgangssignal (Sch 4) die Schaltstufe (16) gesteuert wird. 12. Regeleinrichtung nach Anspruch 8 für die numerische Steuerung von motorisch bewirkten Bewegungen von Bauteilen einer Zeichenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauteile zwei bewegbare Spiegel (42 x , 42y) im Strahlengang zwischen einer Lichtquelle (41) und einem fotoempfindlichen Material (43) angeordnet sind, daß die Regelsignale (R x , R y ) zwei Toleranzschwellwertstufen (32x, 32y) zugeführt werden, die Ausgangsimpulse abgeben, wenn die entsprechenden Differenzen der Sollwerte und Istwerte kleiner als vorgegebene Toleranzschwellwerte sind, daß die Ausgangsimpulse einem weiteren UND-Element (33) zugeführt werden und bei Koinzidenz dieser Ausgangsimpulse Schaltimpulse (Sch 5) auslösen, die die Lichtquelle (41) blitzartig schalten.Patent claims 1, electrical control device for the numerical control of motorized movements of a component of a machine tool, drawing machine or engraving machine using stepper motors which are controlled by means of control pulses as a function of entered data, characterized in that a pulse generator (6) is provided , which generates two sequences of control pulses, of which on the one hand the pulse rate (fim or fln) of these control pulses and on the other hand their pulse rate ratio (n / m) can be controlled independently, and that by means of a computer (7) and a control stage (8) in Depending on the data stored in a data input unit (5) and depending on the response delay (t3 - t2) of the stepper motors (3x, 3 Y), a switching signal (Schi) is generated that changes the pulse repetition frequencies (f / m, flii) the Steiieriirihulsc # causes. 2. Control device according to .Anspruch 1, characterized in that a mother generator (12) is provided which generates control pulses whose pulse repetition frequency (f) can be changed that the output of this mother generator (12) is connected to two frequency dividers (14, 15) , whose division ratios (l / M, 1 / n) are controlled by the computer (7) and that the control pulses of the frequency divider (14, 15), whose pulse repetition frequencies (f / m, fln) are reduced by the frequency division, for control the stepping motors (3, are used. 3 xy 3. a control device according to claim 2, characterized in that the control pulses of the parent generator (12) the frequency dividers, j14, 15 via a switch (13)) are fed and in that this switch (13) is controlled by the computer (7). 4. Control device according to claim 1, characterized in that the mother generator (12) is supplied with a control voltage (U), on the amount of which the pulse repetition frequency (f) of the control pulses generated in the mother generator (12) is dependent, and that the switching signal (Schi) a switching stage (16) is supplied, which causes a change in the control voltage (U). 5. Control device according to claim 4, characterized in that a voltage generator (20, 2L) is provided which generates the control voltage (U) and via an integrating network. Werk (22, 25) - is connected to the mother generator j12 - preferably via an RC element. 6. Control device according to claim 4, characterized in that a first voltage source (20) to a contact (a) of a first switching path j17 and a further contact (b) of this first switching stage ( 17) via the integrating network (22, 25) the input of the mother generator (12) is connected, that a second voltage source (21) is connected to a contact (a) of a second switching path ( 18) and a further contact (c) of this second switching path j18) via the integrating network (22, 25) is connected to the input of the mother generator and that the two switching paths ( 17, 18) are controlled by the switching stage ( 16) in such a way that only one of the two switching paths (17 or 18 ) is closed and the other ( 18 or 17) is opened is. 7. Control device according to: Claim 4, characterized in that the control voltages @U) applied to the input of the mother generator (12) - preferably with variable resistors (20, 21) - are adjustable. B. Control device according to claim 1, characterized by control pulses whose pulse repetition frequency f is equal to one of the synchronous frequencies (f '); through the data input unit (5) which stores the setpoint values (Sx or S y) relating to the future position of the component (1 ) ; by actual value devices (26x or 26y), by means of which the actual values (Ix or y) relating to the current position of the component (1) are determined; through differential stages (27 x or 27 y), by means of which control signals (R or R y) are derived, which characterize the differences zen of the setpoint and actual values, and by means of which the switching signal (Schl) is triggered when the number of Steps to achieve the future position of the component (1) is smaller than the number of steps that corresponds to the response delay (t3 - t2) of the stepper motors (3x, 3 Y). 9. Control device according to claim 8, characterized by threshold value stages (28x or 28 Y) to which the control signals (Rx or Ry) are fed and emit the output pulses when the corresponding differences between the setpoint and actual values are smaller than predetermined threshold values; by an AND element (29) to which the output pulses of the threshold value stages (28 x or 28 y) are fed and which triggers the switching signal (Schi) when these output pulses coincide. 10. Control device according to claim. 1, characterized in that a direction signal @ j. which characterizes changes in the direction of movement of the component (1), and that this directional signal is fed to a further threshold value stage (38) which emits a switching signal (Schi) if the directional signal is less than a predetermined threshold value. 11. Control device according to claim 9 and 10, characterized in that by means of a division stage (35) from the plate ratios (1 / m, llri,) continuously the pulse repetition frequency ratios (n / m) are calculated that the differences in a differential stage (37) two successive pulse repetition frequency ratios {(nlrn) l - (n / m) 2) can be derived and in this way the direction signal (z1.; '# f is obtained that the switching signal (Sch 3) of the further threshold level (38 ) a NOT- Element (39) is fed and that the signal (Schl) _ of the AND element (29), - and the output signal (Sch.) Of the NOT element (39 ) are fed to a further AND element (31), with its Output signal (Sch 4) the switching stage (16) is controlled. 12. Control device according to claim 8 for the numerical control of motorized movements of components of a drawing machine, characterized in that two movable mirrors (42 x, 42y) in the beam path between n a light source (41) and a photosensitive material (43) are arranged so that the control signals (R x, R y) are fed to two tolerance threshold levels (32x, 32y) which emit output pulses when the corresponding differences between the setpoints and actual values are less than The predetermined tolerance thresholds are that the output pulses are fed to a further AND element (33) and, when these output pulses coincide, trigger switching pulses (Sch 5) which switch the light source (41) in a flash.
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WO1982001947A1 (en) * 1980-11-25 1982-06-10 Commw Of Australia Forming contours

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