DE1299916B

DE1299916B - Stellungssteuereinrichtung

Info

Publication number: DE1299916B
Application number: DEI25519A
Authority: DE
Inventors: Farrand Clair Loring
Original assignee: Inductosyn Corp
Current assignee: Inductosyn Corp
Priority date: 1963-03-26
Filing date: 1964-03-24
Publication date: 1969-07-24
Also published as: US3340451A; FR1383658A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stellungssteuereinrichtung mit einem eine Grundfrequenz erzeugenden Generator, mit einem an diesen angeschlossenen, auf dem Transduktorprinzip beruhenden Magnetkopf, mit einem an den Generator angeschlossenen Frequenzverdoppler, mit einem Detektor und mit einem digitalen Informationen aufweisenden Magnetband.
Es ist bekannt, zu Steuerungen dieser Art nach dem Transduktorprinzip arbeitende Magnetköpfe zu verwenden, die ein amplitudenmoduliertes Ausgangssignal des Nutzsignals erzeugen. Dabei können die Magnetköpfe entweder vormagnetisiert sein, so daß sich ein Arbeitspunkt im etwa geraden Teil der Arbeitskennlinie außerhalb des Koordinatenursprungs ergibt. Es kann auch im Ausgangssignal des Magnetkopfes die doppelte Frequenz der Magnetkopf-Erregerfrequenz zugefügt werden. In beiden Fällen läßt sich eine einfache Demodulation des Ausgangssignals erzielen (Sonderdruck aus der Zeitschrift »Journal of the Audio Engineering Society«, B.2, Nr.3 vom Juli 1954).
Ferner ist eine Werkzeugmaschinensteuerung mit einem Magnetband als Programmspeicher bekannt. Diese Werkzeugmaschinensteuerung erfaßt mit Hilfe des Magnetkopfes nur die zeitliche Flußänderung der auf dem Magnetband aufgezeichneten Informationen. Bei solchen Magnetköpfen kann die Werkzeugmaschinensteuerung 180° betragende Phasenfehler machen, wenn das Magnetband zum Stillstand kommt oder sehr langsam läuft. Ein Phasendetektor vergleicht den Istwert mit dem vorn Band angegebenen Sollwert (»Elektronik«, 1955, S. 226).
Schließlich ist ein Verstärker bekannt, der einen Phasendetektor enthält (»Electronics«, Dezember 1953, S. 170 bis 173).
Nach dem Transduktorprinzip arbeitende Magnetköpfe sind bekannt (»ETZ-B«, 1959, S. 128). Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stellungssteuereinrichtung so zugestalten, daß Phasenfehler nicht möglich sind und daß der Synchronismus niemals verlorengeht, selbst wenn das Band steht oder sich nur sehr langsam bewegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der Detektor ein Phasendetektor ist, dessen einer Eingang mit dem Magnetkopf und dessen anderer Eingang mit dem Frequenzverdoppler verbunden ist, daß der Ausgang des Detektors mit einem Digital-Analog-Wandler verbunden ist und daß diesem die Primärwindungen eines Stellungsmeßtransformators nachgeschaltet sind, dessen Ausgangsgröße einen Stellantrieb steuert.
Es wird nur für die Gesamtheit der beanspruchten Merkmale Patentschutz begehrt.
Mit der Erfindung ergibt sich, weil Phasenfehler nicht mehr möglich sind, eine genauere Stellungssteuerung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. i Mit 1 ist ein Bandablesegerät üblicher Art bezeichnet, das in beiden Richtungen arbeiten kann. Mit 2 ist ein Vielkanal-Magnetkopf bezeichnet, der nach dem Transduktorprinzip arbeitet, d. h., der ein Signal im wesentlichen aus der Felddichte und nicht aus der i Änderungsgeschwindigkeit der Felddichte erzeugt. Es wird daher auch dann ein Signal erzeugt, wenn das Magnetband steht. An den Magnetkopf 2 sind so viele Kanäle angeschlossen, wie Spuren auf dem Band vorhanden sind. Jeder Kanal hat eine einstellbare Vormagnetisierung 3, ein Bandpaßfilter 4 und einen Phasendetektor 5, dessen Ausgang einen Schalter in einem mit 6 bezeichneten Digital-Analog-Wandler betätigt. Der Digital-Analog-Wandler 6 erzeugt Sinus- und Cosinus-Ausgangssignale, die den Wicklungen eines Stellungsmeßtransformators zugeführt werden, der mit 7 bezeichnet ist. Die Wicklungen haben einen geometrischen Abstand entsprechend der trigonometrischen Beziehung der Eingangssignale. Die einzige Ausgangswicklung 8 des Stellungsmeßtransformators 7 ist mit einem Fehlersignalverstärker 9 verbunden, .der an einen Phasendetektor 10 angeschlossen ist, der mit einem Verstärker 11 verbunden ist, der auf einen Stellmotor 12 wirkt, der mechanisch mit der Maschine 13 zur Erzeugung der Relativbewegung der Einzelteile der Maschine gekoppelt ist. Die Maschine 13 besitzt einen Support 14, der auf einem Bett 15 in der üblichen Weise geführt ist. Mit 16 ist ein Generator bezeichnet, der eine beliebige Frequenz erzeugen kann. Diese Frequenz wird dem Magnetkopf 2 und einem Frequenzverdoppler 38 zugeführt, der den Digital-Analog-Wandler 6 ansteuert, ferner den Phasendetektor 5 jedes Steuerkanals und den Phasendetektor 10 des Stellantriebs.
Wenn die Lage des auf dem Support 14 befindlichen Werkstücks 29 in bezug auf das Werkzeug 30 nicht mit dem Stellungskommando des Magnetbandes 17 übereinstimmt, so erzeugt der Stellungsmeßtransformator ein Fehlersignal, das den Support 14 in die entsprechende Lage bewegt, in der ein Null-Signal erzeugt wird.
Das Ausgangssignal des Magnetkopfes 2 ist die 2. Harmonische der Frequenz des Eingangssignals an seinen Erregerwicklungen. Durch Einstellen der Vormagnetisierung 3 wird die Amplitude der 2. Harmonischen auf ein Maximum eingestellt. Die Bandpaßfilter 4 reflektieren die Grundfrequenzen und anderen Frequenzen und lassen die 2. Harmonische zu den Phasendetektoren 5 durch, die ein Gleichstromsignal entsprechend der Phase der 2. Harmonischen des Frequenzverdopplers 38 erzeugen. Dieser Gleichstrom wird den Schaltern des Digital-Analog-Wandlers 6 zugeführt. Mit Hilfe dieser Schalter und eines Transformators erzeugt der Digital-Analog-Wandler 6 Sinus- und Cosinus-Spannungen, die den Primärwindungen 31 und 32 des Stellungsmeßtransformators 7 als Analog-Stellungsbefehl für die relative Lage des Supports 14 und des Werkzeugs 30 zugeführt werden.

Claims

Patentanspruch: Stellungssteuereinrichtung mit einem eine Grundfrequenz erzeugenden Generators, mit einem an diesen angeschlossenen, auf dem Transduktorprinzip beruhenden Magnetkopf, mit einem an den Generator angeschlossenen Frequenzverdoppler, mit einem Detektor und mit einem digitale Informationen aufweisenden Magnetband, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor(5) ein Phasendetektor ist, dessen einer Eingang mit dem Magnetkopf (2) und dessen anderer Eingang mit dem Frequenzverdoppler (38) verbunden ist, daß der Ausgang des Detektors (5) mit einem Digital-Analog-Wandler (6) verbunden ist und daß diesem die Primärwindungen (31, 32) eines Stellungsmeßtransformators (7) nachgeschaltet sind, dessen Ausgangsgröße einen Stellantrieb steuert.