DE2130879C3 - Kurvenfolger - Google Patents

Description

V-ttelpunktsabstand-Meßglied und dem Funktional- umgeformt, welche durch das Formierglied 12 in informer ein Baustein vorgesehen wird, welcher das einen Wählimpuls bestimmter Dauer und Phase um-Ausgangssignal des Meßgliedes in eine stetig an- gewandelt wird.

chVnde Gleichspannung uniform!, welche ihrer- Während der eine Eingang der Koinzidenzsc».a.-

^W^ts zusammen mit den Ausgangssignalen der Tor- 5 tung 9 vom verstärkenden Formierungsglied 7 her ^S haltung in den Funktionalumformer eingegeben beaufschlagt wird, ist der andere Eingang mittels ^sc°j einer Rückführung an den Ausgang des_'Formier-

^W'es dient dabei zweckmäßigerweise als Funktional- gliedes 12 angeschlossen. Während der Zeitdauer, in mformer ein gesteuertes Phasenschieberglied und der der Multivibrator 10 ein /-Signal erzeugt, ist also ^u. -Jg₁. genannte Baustein ein Integrierglied. io die Koinzidenzschaltung 9 offen für die zu dieser

^a In einer zweckmäßigen praktischen Ausführung Zeit eintreffenden Impulse A. An ihrem Ausgang h steht das Mittelpunktsabstand-Meßglied aus einer erscheinen mithin nur Signale entsprechend den voraus Inverter und Koinzidenzschaltung aufgebauten deren Impulsen A.

Antikoinzidenzschaltung, einem monostabilen Säge- Zur Auswahl des dem in Verfolgungsrichtung hm-

^nnspannungsgenerator und einem Impulsphasen- 15 teren Schnittpunkt B entsprechenden Impulses dient Vektor und das gesteuerte Phasenschiebergiied be- eine Antikoinzidenzschaltung, bestehend aus einem ti>ht aus einem monostabilen Multivibrator und Inverter 25 und einer Koinzidenzschaltung 24, die •nern Frequenzfilter, wobei das Auseangssignal der ebenfalls ein logisches UND-Glied darstellt. Der Em-TvUchaltun« auf den Eingang des Sägezahnspan- gang des Inverters 25 ist an den Ausgang der „„!„,generators und einen der Einaänge des Multi- *o Koinzidenzschaltung 9 angeschlossen, so daß sein auf ihr-.tors wirkt während der Ausgang des Sägezahn- einen der Eingänge der Koinzidenzschaltung 24 wir-Tnerators auf einen der Eingänge des Impulsphasen- kender Ausgang gerade dann kein Signal abgibt, HrtAtors wirkt dessen anderer Eingang von der wenn am Ausgang der Koinzidenzschaltung V üas Antikoinzidenzschaltung beaufschlagt wird, welche dem vorderen Schnittpunkt A entsprechende Signal t se its die Signale von Eingang und Ausgang der *5 erscheint. Der andere Eingang der Ko.nz.denzscna ΐο Sa tung erfiält, und wobef das Integrierglied tung 24 ist an den Ausgang des verstärkenden, For-Twscnen Ausgang des Impulsphasendetektors und mierungsglicdes 7 angeschlossen. Auf diese_ We.se Γ. anderen Fingang des Multivibrators geschal- entsteht an ihrem Ausgang em dem hinteren Schnittden anderen nmt t t ^^ _{R cntsprcchender} impuls, wahrend die vor-

^tet Erfindung wird nachfolgend durch die Be- 30 deren Impulse A unterdrückt werden.

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V\Tl eirBlockschaltbild des vorgeschlagenen 35 monostabiler Sägezahngenerator 27 und ein Impuls-

ν f„Wr<- nhasendeiektor 26.

Kurvenfolger.. _dic ^ _Der ^ monostabilen Sägezahngenerators

definiertes' Koordinatensystem der Verlauf der zu 27 ist an den Ausgang der Ko.nz.denzsch.1 tung 9

ν Senden Linie M gezeigt, die vom Absuchkreis angeschlossen. Deren Ausgangsimpulse synchrom-

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wfnke 1- der seinerseits den Mittelpunktsabstand .1 zum Zeitpunkt des Impulses »B« hat. D.ese Span

Ji- -Jm rfpfiniert "¹¹¹¹S erscheint am Ausgang von 26.

^deärTn F? g 2 schematisch dargestellte Kurven- Wenn der Mittelpunkt O des Absuch^kre.s« frade

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spannung ableitet. Der Baustein 4 ist z. B. ein Integrierglied oder ein Trägheitsglied. Nachfolgend soll von ihm als Integrierglied gesprochen werden.

Da die Eingangsspannung des Integriergliedes 4 proportional der Mittelpunktsabweichung A ist, wird seine Ausgangsspannung proportional dem zeitlichen Integral über A, also IZ₄ «s J A d t.

Zur Gewinnung der Steuersignale dient ein Funktionalumformer 5, ausgebildet als gesteuertes Phasenschieberglied und aufgebaut aus einem monostabilen Multivibrator 13 und einem nachgeschalteten Frequenzfilter 14. Der eine Eingang des monostabilen Multivibrators 13 ist an den Ausgang der Koinzidenzschaltung 9 angeschlossen und der andere Eingang an den Ausgang des Integriergliedes 4.

Der monostabile Multivibrator 13 wird durch die die von der Koinzidenzschaltung 9 kommenden Impulse »/1« angestoßen und erzeugt Rechteck-

impulse, deren Vorderflanke also mit dem Zeitpunkt des Durchlaufs des Absuchstrahls durch den vorderen Schnittpunkt A zusammenfällt. Der Länge der Rechteckimpulse wird bestimmt durch die am anderen Eingang, vom Integrierglied 4 her anliegende Spannung.

Die Rechteckspannung am Ausgang des Multivibrators 13 wird im Frequenzfilter 14 in eine sinusähnliche Spannung entsprechend der Grundwelle der Rechteckspannung umgeformt, die durch die Phasendelektoren 16 und 17 des Sinus-Kosinus-Verteilers 15 in zwei Gleichspannungssignale U_x und U_y umgesetzt wird. Diese werden durch Leistungsverstärker 18 und 19 verstärkt und speisen dann die Koordinatenmotore 20 und 21. die jeweils die x- und y-Komponente der erforderlichen Bewegung des Arbeitsorgans 22 und des mit diesem verbundenen Tischs 23 erzeugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

signale der Torschaltung und des Mittelpunkts-Patentansprüche: abstand-Meßgüeds in Steuersignale für Koordinatenantriebe des Arbeitsorgans umformt. Ein Kurven-

1. Kurvenfolger zur Steuerung der Bewegung folger dieser Art ist aus der britischen Patentschrift eines Arbeitsorgans mit einem die zu verfolgende 5 7 59 868 bekannt.

Linie auf einer diese pro Umlauf zweimal schnei- Derartige Kurvenfolger werden z. B. zur Steuerung

denden Kreisbahn absuchenden Fotokopf, einer der Bewegung des Arbeitsorgans von Werkzeug-Torschaltung zur Selektion des dem in Verfol- maschinen oder in Schweißanlagen beim Brennen gungsrichtung vorderen Schnittpunkt entspre- von Blech oder auch in Informationsmaschinen zur chenden Impulses und einem Meßglied für den io Umsetzung einer graphisch vorliegenden Information Abstand des Mittelpunkts des Absuchkreises von in digitale Form verwendet.

der verfolgten Linie sowie mit einem Funktional- Bei dem kreisförmigen Absuchen der zu verfol-

umformer, welcher die Ausgangssignale der Tos- genden Linie erzeugt der Fotokopf beim Überqueren schaltung und des Mittelpunktsabstand-Meß- der Linie einen Impuls, also pro Umlauf zwei glieds in Steuersignale für Koordinatenantriebe 15 Impulse, einen ersten Impuls entsprechend dem in des Arbeitsorgans umformt, gekennzeichnet Verfolgungsrichtung vorderen Schnittpunkt A und durch einen zwischen Mittelpunktsabstand- einen zweiten Impuls entsprechend dem in Verfol-Meßglied (3) und Funklionalumformer (5) vor- gungsrichtung hinteren Schnittpunkt B. Die zeitgesehenen Baustein (4), welcher das Ausgangs- liehen Abstände des Aufeinanderfolgens dieser signal des Meßgliedes (3) in eine stetig an- 20 Impulse definieren dabei den Verlauf der verfolgten wachsende Gleichspannung umformt, welche Linie relativ zu einer Bezugskoordinatenachse x, ihrerseits zusammen mit den Ausgangssignalen d. h. sowohl einen Winkel β zwischen der den Mittelder Torschaltung in den Funktionalumformer punkt des Ab?uchkreises mit dem vorderen Schnitteingegeben wird. punkt A verbindenden Linie und der gewählten

2. Kurvenfolger nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 Bezuesachse als auch einen Winkel λ zwischen kennzeichnet, daß als Funktionalumformer (5) einer den vorderen Schnittpunkt A und den hinteren ein gesteuertes Phasenschieberglied und als Bau- Schnittpunkt B verbindenden Geraden mit der gestein (4) ein Integrierglied dient. wählten Bezugsachse und somit auch den Abstand Λ

3. Kurvenfolger nach Anspruch 1 und 2, da- des Mittelpunkts des Absuchkreises von der verdurch gekennzeichnet, daß das Mittelpunkts- 30 folgten Linie, welcher eine Funktion des Winkels γ abstand-Meßglied (3) besteht aus einer aus zwischen der genannten Geraden und der Verbin-1 inerter (25) und Koinzidenzschaltung (24) auf- dungslinie vom Mittelpunkt zum ersten Schnittgebauten Antikoinzidenzschaltung, einem mono- punkt A ist.

stabilen Sägezahnspannungsgenerator (27) und Bei den bekannten Kurvenfolgern, welche sowohl

einem Impulsphasendetektor (26) und daß das 35 die Richtung vom Mittelpunkt des Absuchkreises gesteuerte Phasenschiebergiied (5) besteht aus zum ersten Schnittpunkt A als auch den Mitteleinem monostabilcn Multivibrator (13) und punktsabstand J in die Steuerung einbeziehen, geeinem Frequenzfilter (14), wobei das Ausgangs- schiebt dies gewöhnlich durch eine Summierung und signal der Torschaltung (2) auf den Eingang des eine dem Winkel /} = \ + γ proportionale Steuer-Sägezahnspannungsgeneralors (27) und einen der 40 einwirkung. Bei der eingangs beschriebenen bekann-Eingiinge des Multivibrators (13) wirkt, der Aus- ten Ausbildung geschieht es dadurch, daß dem Begang des Sägezahngenerators (27) auf einen der wegungsvektor zum Schnittpunkt A hin ein betrags-Eingängc des Impulsphasendetektors (26) wirkt, mäßig kleinerer Bewegungsvektor zum Schnittpunkt B dessen anderer Eingang von der Antikoinzidenz- hin übeilagert wird, so daß auch hier die Resulschaltung (25/24) beaufschlagt wird, welche 45 tierende steiler zur Linie hinsteuert. ihrerseiis die Signale von Eingang und Ausgang Nachteilig ist hierbei, daß ein Verfolgungsfehler

der Torschaltung (2) erhält, und daß das auftreten kann, wenn die Steuersignale nicht mit Integrierglied (4) zwischen Ausgang des Impuls- völlig exakter Gleichmäßigkeit von den Koordinatenphasendetektors (26) und den anderen Eingang motoren in die Verfolgungsbewegung umgesetzt des Multivibrators (13) geschaltet ist. 50 werden. Dies kann z.B. eintreten, wenn die Kenn

linien der Koordinatenantriebe nicht ganz linear sind, wenn die Verstärkungsfaktoren der Steuerkanäle der Antriebe nicht gleich sind, wenn die

Nachlaufsysteme eine Nulldrift aufweisen, bei einer

55 Veränderung der Verstärkungsfaktoren sonstiger Verstärkungsglieder des Systems u. dgl. Diese Nachteile führen zu einer Verringerung der Genauigkeit sowie zu einer Herabsetzung der Stabilität der Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kurvenverfolgung.

Kurvenfolger zur Steuerung der Bewegung eines 60 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Arbcilsorgans mit einem die zu verfolgende Linie auf Vermeidung der beschriebenen Nachteile einen einer diese pro Umlauf zweimal schneidenden Kreis- Kurvenfolger zu schaffen, der auftretende Mittelbahn absuchenden Fotokopf, einer Torschaltung zur punktsabweichungen und Fehler unabhängig von Selektion des dem in Verfolgungsnchlung vorderen den sie bewirkenden Faktoren mit erhöhter dyna-Schnittpunkt entsprechenden Impulses und einem 65 mischer Stabilität beseitigt.

Meßglied für den Abstand des Mittelpunkts des Ausgehend von einem Kurvenfolger der eingangs

Absuchkreises von der verfolgten Linie sowie mit beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Auigaoe omiMn Funktionaliimformcr. welcher die Ausgangs- erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen dem