Elektrische Steuerung für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft
eine elektrische Steuerung für Werkzeugmaschinen mit konstanter, aus zwei Koordinaten
resultierender Vorschubgeschwindigkeit, insbesondere für Brennschneidmaschinen,
bei welchen die beiden Komponenten der Vorschubgeschwindigkeit durch eine sinus-
und eine cosinusförmig in der Amplitude entsprechend diesen Komponenten sich ändernde
Wechselspannung gesteuert werden, die ein einphasig gespeister induktiver Drehnielder
liefert, dessen Achse entsprechend der jeweils vorgegebenen Vorschubrichtung verstellt
wird, und die phasenabhängig gleichgerichtet werden.Electrical control for machine tools The invention relates to
an electrical control for machine tools with constant, from two coordinates
resulting feed rate, especially for flame cutting machines,
in which the two components of the feed rate are represented by a sinusoidal
and a cosine changing in amplitude corresponding to these components
AC voltage can be controlled, which is a single-phase fed inductive Drehnielder
supplies whose axis is adjusted in accordance with the respective specified feed direction
and which are rectified depending on the phase.
Bei bekannten Anordnungen dieser Art werden die Wechselspannungen
des induktiven Drehmelders Thyratrons zugeführt, welche die Antriebsmotore für den
Längs- und Quervorschub der Werkzeugmaschi# nen erregen. Diese bekannten Steuerungen
sind mit zeitabhängigen Gliedern ausgerüstet, welche die Steuersignale verformen
und zeitlich verschleppen. Für höhere Schnittgeschwindigkeiten und damit verbundene
schnellere Signaländerungen ist diese Art der Steuerung nicht mehr zweckmäßig.In known arrangements of this type, the alternating voltages
of the inductive resolver Thyratron supplied, which the drive motors for the
Excite longitudinal and transverse feed of the machine tools. These known controls
are equipped with time-dependent elements that deform the control signals
and delay it. For higher cutting speeds and related
This type of control is no longer useful for faster signal changes.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Weg zu zeigen, wie
sich die oben angeführten Verfälschungen auf einfache und vorteilhafte Weise bei
nur geringem Schaltungsaufwand beseitigen lassen. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß jede der beiden Komponenten der Vorschubgeschwindigkeit durch
eine Impulsbreitensteuerung gesteuert wird, die ihrerseits immer dann und so lange
einen Impuls abgibt, wenn und solange eine ihr zugeführte Dreieckspannung einen
Schwellwert überschreitet, und daß die Dreieckspannung aus der Differenz der einen
phasenabhängig gleichgerichteten, ungeglätteten Spannung des Drehmelders und einer
zweiten Spannung gebildet ist, die aus der anderen phasenabhängig gleichgerichteten,
ungeglätteten Spannung dadurch erhalten wird, daß die Halbwellen dieser Spannung
mittels eines dem Gleichrichter vorgeschalteten RC-Gliedes in ihrer Phasenlage verschoben
werden. Der Drehmelder besitzt zweckmäßigerweise zwei um 901
versetzte Statorwicklungen,
von denen jeder Wicklung ein phasenabhängiges Glied nachgeschaltet ist, das zwei
phasenabhängige Gleichrichter enthält, wovon jeweils dem einen ein Phasenschieber
vorgeschaltet ist, und das die erforderlichen Steuerspannungen liefert. Die Dreieckspannung
kann einem Schmitt-Trigger zugeführt werden, der einen im Gleichstromkreis eines
Gleichstrom-Nebenschlußmotors liegenden Schalttransistor steuert.The object of the invention is now to show a way in which the above-mentioned falsifications can be eliminated in a simple and advantageous manner with only little circuit complexity. This is achieved according to the invention in that each of the two components of the feed rate is controlled by a pulse width control, which in turn emits a pulse whenever and for as long as and as long as a triangular voltage supplied to it exceeds a threshold value, and that the triangular voltage is derived from the difference The one phase-dependent rectified, unsmoothed voltage of the resolver and a second voltage is formed, which is obtained from the other phase-dependent rectified, unsmoothed voltage by shifting the phase position of the half-waves of this voltage by means of an RC element connected upstream of the rectifier. The resolver expediently has two stator windings offset by 901 , of which each winding is followed by a phase-dependent element which contains two phase-dependent rectifiers, one of which is preceded by a phase shifter and which supplies the required control voltages. The triangular voltage can be fed to a Schmitt trigger which controls a switching transistor located in the direct current circuit of a direct current shunt motor.
Liegt eine sinusförmige Halbwellenspannung geringer Amplitude als
Steuerspannung am Eingang des Schmitt-Triggers, so -kann auf Grund der geringen
Steilheit der Steuerspannüng der Schmitt#Trigger keine definierten Impulse formen,
und damit geht die Proportionalität zwischen der Amplitude, der Steuerspannung und
der vom Schmitt-Trigger erzeugten.Iinpulsbreite verloren. Dieser Mangel wird durch
die Erfindung behoben, indem die sinusförmige Halbwellenspannung zu einer Dreieckspannung
umgeformt wird. Diese Umformung geschieht durch überlagerung dei beiden Spannungen
der phasenabhängigen Glieder.If there is a sinusoidal half-wave voltage of low amplitude as the control voltage at the input of the Schmitt trigger, then - due to the low steepness of the control voltage, the Schmitt trigger cannot form any defined pulses, and the proportionality between the amplitude, the control voltage and the Schmitt trigger Trigger generated, pulse width lost. This deficiency is remedied by the invention in that the sinusoidal half-wave voltage is converted to a triangular voltage. This transformation takes place by superimposing the two voltages of the phase-dependent elements.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild, mit dem der Weg der Steuersignale
eines Motors für eine Koordinate veranschaulicht werden soll und F i g. 2
den Verlauf der Steuerspannung an drei Stellen des Blockschaltbildes nach F i
g. 1. In the drawing, an embodiment according to the invention is shown, namely FIG. 1 is a block diagram with which the path of the control signals of a motor for a coordinate is to be illustrated and FIG. 2 shows the course of the control voltage at three points in the block diagram according to FIG. 1.
Der Drehmelder 1 besteht aus einem Rotor mit der Wicklung 2
und einem Stator mit den beiden gekreuzt angeordneten Wicklungen 3 und 4
und liefert z. B. über die Wicklung 3 die sinusförmige Komponente der Steuerung
an das phasenabhängige Glied 5. Die gleiche Funktion erfüllt die Wicklung
4, welche die cosinusförmige Komponente der Steuerung an das phasenabhängige Glied
6 liefert. Die Glieder 5 und 6
enthalten je zwei phasenabhängige
Gleichrichter, wovon jeweils dem einen ein Phasenschieber 7 vorgeschaltet
ist. Das phasenabhängige Glied 6 hat zwei unterschiedlich pulsierende Ausgangsspannungen.
Die eine pulsierende Gleichspannung des phasenabhängigen Gliedes 6 ist in
ihrer Phase durch den Phasenschieber 7 um 901 gegenüber der anderen
pulsierenden Gleichspannung verschoben. Diese um 901' phasenverschobene Spannung
wird von der Ausgangsspannung des phasenabhängigen Gliedes 5 subtrahiert
und die Differenzspannung einem Schmitt-Trigger 8 zugeführt. Der Schmitt-Trigger
8 steuert den Schalttransistor -9, der dem Motor 10 Rechteckimpulse
von unterschiedlicher Breite in Abhängigkeit der sinusförmigen Komponente zuführt.
Steht
beispielsweise die Wicklung des Rotors 2 zur Statorwicklung 4 nahezu parallel, so
erhält man an der Wicklung 3 nur eine kleine Amplitude, welche in das phasenabhängige
Glied 5 eingespeist wird. An der Wicklung 4 erhält man fast die größtmögliche
Amplitude, welche in das phasenabhängige Glied 6 mit dem Phasenschieber
7 eingespeist und als Spannung U,
von der Ausgangsspannung
U, des Gliedes 5 subtrahiert wird. Durch die Mischung der beiden Spannungen
U, und U2 erreicht man, wie in F i g. 2 dargestellt, eine Dreieckspannung
U., welche eine der betreffenden Komponente der Vorschubgeschwindigkeit proportionale
Aussteuerung des Schmitt-Triggers 8 mit der verhältnismäßig kleinen Schwellspannung
e ermöglicht.The resolver 1 consists of a rotor with the winding 2 and a stator with the two crossed windings 3 and 4 and provides z. B. via the winding 3, the sinusoidal component of the control to the phase-dependent element 5. The winding 4, which supplies the cosine-shaped component of the control to the phase-dependent element 6, fulfills the same function. The members 5 and 6 each contain two phase-dependent rectifiers, each of which is preceded by a phase shifter 7 . The phase-dependent element 6 has two differently pulsating output voltages. One pulsating direct voltage of the phase-dependent element 6 is shifted in phase by the phase shifter 7 by 901 with respect to the other pulsating direct voltage. This voltage, which is phase-shifted by 901 ' , is subtracted from the output voltage of the phase-dependent element 5 and the differential voltage is fed to a Schmitt trigger 8. The Schmitt trigger 8 controls the switching transistor -9, which supplies the motor 10 with square-wave pulses of different widths depending on the sinusoidal component. If, for example, the winding of the rotor 2 is almost parallel to the stator winding 4, only a small amplitude is obtained on the winding 3 , which is fed into the phase-dependent element 5. Almost the largest possible amplitude is obtained at the winding 4, which is fed into the phase-dependent element 6 with the phase shifter 7 and subtracted as voltage U from the output voltage U of element 5. By mixing the two voltages U 1 and U 2, as shown in FIG. 2, a triangular voltage U., which enables a control of the Schmitt trigger 8 proportional to the relevant component of the feed rate with the relatively small threshold voltage e.