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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung mit einer Verzögerungsfaktor-Kennzeichnungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Beim Ausführen eines Bearbeitungsprogramms zum Bearbeiten eines Werkstücks bewegt sich ein Werkzeugmittelpunkt mit einer angewiesenen Geschwindigkeit (tangentiale Geschwindigkeit) auf einem befohlenen Weg. Der Werkzeugmittelpunkt bewegt sich jedoch nicht immer mit der angewiesenen Geschwindigkeit, und die Geschwindigkeit kann abhängig vom Ort verschiedenen Einschränkungen unterliegen.
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Manche Controller für Werkzeugmaschinen besitzen beispielsweise eine Funktion zum Beschränken der Geschwindigkeit des Werkzeugmittelpunkts, damit die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Blöcken nicht größer ist als ein Toleranzwert, der eine präzise Bearbeitung nahe an Eckpositionen erlaubt, oder eine Funktion zum Beschränken der Geschwindigkeit, damit die Beschleunigung für jede Achse nicht größer ist als ein Toleranzwert.
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Die offengelegte
japanische Patentschrift Nr. 11-338530 offenbart eine Vorgehensweise für einen Controller einer Werkzeugmaschine, die mehrere Antriebsachsen umfasst. Dabei wird die Tangentialgeschwindigkeit eines Werkzeugs abhängig von einer größten zulässigen Beschleunigung gesteuert, die für jede Achse eingestellt ist.
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Herkömmlicherweise erfolgt die Verarbeitung zum Beschränken der Geschwindigkeit eines Werkzeugmittelpunkts durch verschiedene Bedingungen. Es ist jedoch schwierig, an jedem Punkt eines Werkzeugwegs die Bedingung festzustellen, mit der die Geschwindigkeit eingeschränkt wird. In der offengelegten
japanischen Patentschrift Nr. 11-338530 wird kein Verfahren beschrieben, mit dem der Zusammenhang zwischen einem Punkt auf dem Werkzeugweg und der Geschwindigkeitsbeschränkung angezeigt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einer numerischen Steuerung bereitzustellen, wobei es leicht möglich ist, auf jedem Punkt eines Werkzeugwegs die Bedingung festzustellen, durch die die Geschwindigkeit eines Werkzeugmittelpunkts eingeschränkt ist, und die Verarbeitung für die Geschwindigkeitseinschränkung durch verschiedene Bedingungen vorgenommen wird.
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In einer Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einer numerischen Steuerung der Erfindung ist die Werkzeugmaschine dafür konfiguriert, ein Werkstück mit Hilfe mehrerer Antriebsachsen zu bearbeiten. Der numerische Controller ist dafür konfiguriert, die relativen Positionen und Lagen eines Werkzeugs und des Werkstücks zu steuern. Der numerische Controller umfasst eine erste Positionsbefehls-Berechnungseinheit, die einen ersten Positionsbefehl einer jeden Antriebsachse gestützt auf den Wegverlauf und eine Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs berechnet, die das Bearbeitungsprogramm vorgibt. Der numerische Controller umfasst eine zweite Positionsbefehls-Berechnungseinheit, die die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs beschränkt, damit eine vorab spezifizierte Bedingung erfüllt wird, und die den ersten Positionsbefehl abhängig von der beschränkten Geschwindigkeit in einen zweiten Positionsbefehl umwandelt. Der numerische Controller umfasst zudem eine Statussignal-Ausgabeeinheit, die ein Statussignal ausgibt, das das Durchführen der Einschränkung der Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs anzeigt, damit die vorab spezifizierte Bedingung erfüllt wird, und die Umwandlung des ersten Positionsbefehls in den zweiten Positionsbefehl abhängig von der beschränkten Geschwindigkeit. Der numerische Controller umfasst ferner eine Antriebsachsen-Steuereinheit, die die jeweiligen Antriebsachsen abhängig von dem zweiten Antriebsachsen-Positionsbefehl während der Bewegung steuert. Weiterhin besitzt die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung eine Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit, die zwei- oder dreidimensionale Koordinatenwerte einer Werkzeugbefehlsposition gesehen aus einem Koordinatensystem berechnet, des fest mit dem Werkstück verbunden ist, und zwar abhängig von dem zweiten Positionsbefehl für jede Antriebsachse der Werkzeugmaschine zu jedem Zeitpunkt und von Information über eine Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine. Die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung umfasst zudem eine Darstellungsfarben-Befehlseinheit, die eine Darstellungsfarbe anweist, die dem Statussignal zugeordnet ist, das die Statussignal-Ausgabeeinheit ausgibt, und eine Werkzeugweg-Anzeigeeinheit, die einen zwei- oder dreidimensionalen Weg des Werkzeugs in der Darstellungsfarbe anzeigt, die die Darstellungsfarben-Befehlseinheit anweist, und zwar abhängig von den Koordinatenwerten der Werkzeugbefehlsposition, die die Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit berechnet. Das Einhalten der Geschwindigkeitseinschränkungen des Werkzeugs kann man anhand der Farbanzeige an jedem Punkt eines Werkzeugwegs feststellen.
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Die zweite Positionsbefehls-Berechnungseinheit kann zahlreiche Bedingungen für die Geschwindigkeitseinschränkung im Voraus erstellen, die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs beschränken, damit alle Bedingungen erfüllt sind, und den ersten Positionsbefehl abhängig von der eingeschränkten Geschwindigkeit in den zweiten Positionsbefehl umwandeln. Die Statussignal-Ausgabeeinheit kann die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs gemäß einer der Bedingungen einschränken und Statussignale ausgeben, die das Durchführen der Umsetzung des ersten Positionsbefehls in den zweiten Positionsbefehl anzeigen, und zwar jeweils individuell den Bedingungen zugeordnet. Die Darstellungsfarben-Befehlseinheit kann vorab Darstellungsfarben festlegen, die den Bedingungen einzeln zugeordnet sind. Sie kann vorab die Reihenfolge der Priorität der Statussignale festsetzen, die die Statussignal-Ausgabeeinheit ausgibt, und sie kann die Darstellungsfarben in der festgelegten Prioritätsreihenfolge anweisen. Damit kann man die Bedingung, durch die die Geschwindigkeitseinschränkung des Werkzeugs erfolgt, an jedem Punkt des Werkzeugwegs anhand der Darstellungsfarbe erkennen.
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Der numerische Controller kann zudem eine Tangentialgeschwindigkeits-Ausgabeeinheit umfassen, die die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs beschränkt, damit die vorab festgelegte Bedingung erfüllt wird, und die die beschränkte Tangentialgeschwindigkeit ausgibt. Die Werkzeugweg-Anzeigeeinheit kann zudem eine Kurvenanzeigeeinheit enthalten, die simultan zu jedem Zeitpunkt eine Tangentialgeschwindigkeit und ein Statussignal erfasst und die erfasste Tangentialgeschwindigkeit und das Statussignal jeweils einzeln in Kurvenform darstellt.
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Die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung kann zudem eine Koordinatenberechnungseinheit für die tatsächliche Werkzeugposition umfassen, die zwei- oder dreidimensionale Koordinatenwerte des Werkzeugs gesehen aus dem werkstückfesten Koordinatensystem berechnet, und zwar abhängig von einer tatsächlichen Position einer jeden Antriebsachse der Werkzeugmaschine zu jedem Zeitpunkt und der Information über die Maschinenkonfiguration, eine Wegfehler-Berechnungseinheit, die einen Wegfehler des Werkzeugs abhängig von den Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenwerten berechnet, die die Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit ermittelt, und von den tatsächlichen Werkzeugpositions-Koordinatenwerten, die die Koordinatenberechnungseinheit für die tatsächliche Werkzeugposition berechnet, und eine Kurvenanzeigeeinheit, die simultan die Tangentialgeschwindigkeit, das Statussignal und den Wegfehler gleichzeitig einzeln in Form von Kurven darstellt.
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Gemäß der Erfindung kann eine Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, die es ermöglicht, in einfacher Weise die Bedingung festzustellen, durch die in jedem Punkt eines Werkzeugwegs die Geschwindigkeit eines Werkzeugmittelpunkts begrenzt wird, wobei die Verarbeitung zum Beschränken der Geschwindigkeit abhängig von unterschiedlichen Bedingungen erfolgt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die genannten Aufgaben und Merkmale der Erfindung sowie weitere Aufgaben und Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigt:
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1 eine Skizze einer ersten Ausführungsform einer Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung;
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2 eine Skizze einer zweiten Ausführungsform der Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung, die eine Tangentialgeschwindigkeit anzeigt;
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3 eine Skizze einer dritten Ausführungsform der Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung, die einen Wegfehler anzeigt;
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4 ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus für die Verzögerungsfaktorkennzeichnung, die die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung vornimmt;
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5 Diagramme der Eckenverzögerung als eine Bedingung für die Geschwindigkeitseinschränkung;
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6 eine Skizze, die die Beschränkung durch die Beschleunigung als eine Bedingung für die Geschwindigkeitseinschränkung darstellt;
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7 eine Skizze, die darstellt, wie unterschiedliche Darstellungsfarben für einzelne Verzögerungsfaktoren festgelegt werden, so dass an jedem Punkt des Werkzeugwegs nur diejenigen Teile, die die Bedingungen erfüllen, in den Farben angezeigt werden können, die den Faktoren zugeordnet sind;
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8 eine Skizze, die angibt, wie die Tangentialgeschwindigkeit und auftretende Zustände der Faktoren durch graphische Darstellungen angezeigt werden, auf deren Abszissen die Zeit aufgetragen ist; und
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9 eine Skizze, die darstellt, wie eine Werkzeugweg-Kurve und zeitabhängige Kurven der Tangentialgeschwindigkeit, des Wegfehlers und der Statussignale in einem einzigen Sichtbereich angezeigt werden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine Skizze einer ersten Ausführungsform einer Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung.
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Ein numerischer Controller 4 steuert mehrere Antriebsachsen einer Werkzeugmaschine abhängig von einem Bearbeitungsprogramm, und er steuert die relativen Positionen und Lagen eines Werkzeugs bezogen auf ein Werkstück, wodurch die Werkzeugmaschine das Werkstück bearbeiten kann. Der numerische Controller 4 umfasst eine Befehlspositions-Berechnungseinheit 10 und eine Antriebsachsen-Steuereinheit 18. Die Befehlspositions-Berechnungseinheit 10 enthält eine erste Positionsbefehls-Berechnungseinheit 12, die dafür ausgelegt ist, einen ersten Positionsbefehl zu berechnen, eine zweite Positionsbefehls-Berechnungseinheit 14, die dafür ausgelegt ist, aus dem ersten Positionsbefehl einen zweiten Positionsbefehl zu berechnen, und eine Statusinformations-Ausgabeeinheit 16.
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Die erste Positionsbefehls-Berechnungseinheit 12 berechnet den ersten Positionsbefehl für eine Position, an der ein Werkzeug 42 anzuordnen ist, und zwar für jede Antriebsachse und jeden Zeitpunkt abhängig vom Wegverlauf und der Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs 42, die das Bearbeitungsprogramm vorgibt. Die zweite Positionsbefehls-Berechnungseinheit 14 beschränkt die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs, damit vorher festgelegte Bedingungen erfüllt werden, wandelt den ersten Positionsbefehl entsprechend der beschränkten Tangentialgeschwindigkeit in einen zweiten Positionsbefehl um und gibt den zweiten Positionsbefehl an eine Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit 20 aus. Die Berechnung des zweiten Positionsbefehls aus dem ersten Positionsbefehl ist eine Verarbeitung, die bisher schon in numerischen Controllern zum Steuern von Werkzeugmaschinen vorgenommen wurde.
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Die Statusinformations-Ausgabeeinheit 16 gibt ein Statussignal an eine Darstellungsfarben-Befehlseinheit 24 einer Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung 2 aus. Das Statussignal gibt an, dass die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs beschränkt ist, damit die vorab in der zweiten Positionsbefehls-Berechnungseinheit 14 festgelegten Bedingungen erfüllt werden. Die Antriebsachsen-Steuereinheit 18 steuert für jede Achse einen Motor 40 abhängig vom zweiten Positionsbefehl an und steuert die Position und Lage des Werkzeugs 42 über eine Antriebsachse (nicht dargestellt).
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Die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung 2 umfasst die Werkzeug befehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit 20, eine Werkzeugweg-Anzeigeeinheit 22 und die Darstellungsfarben-Befehlseinheit 24. Die Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit 20 erfasst den zweiten Positionsbefehl von der zweiten Positionsbefehls-Berechnungseinheit 14 des numerischen Controllers 4 und berechnet Werkzeugbefehlspositions-Koordinaten gesehen aus einem werkstückfesten Koordinatensystem, und zwar aus dem erfassten zweiten Positionsbefehl und aus Information über die Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine.
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Die Darstellungsfarben-Befehlseinheit 24 erfasst aus der Statusinformations-Ausgabeeinheit 16 Statusinformation, die angibt, dass die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs gemäß den Verzögerungsbedingungen beschränkt ist. Die Darstellungsfarben-Befehlseinheit 24 gibt Darstellungsfarbeninformation, die zugeordnet zu den Bedingungen für jede Statusinformation vorab eingestellt ist, an die Werkzeugweg-Anzeigeeinheit 22 aus. Zudem ist die Verzögerungsbedingung für die Darstellungsfarbe, die im Fall der Verzögerung durch die Verzögerungsbedingungen vorrangig an die Werkzeugweg-Anzeigeeinheit 22 auszugeben ist, vorab in der Darstellungsfarben-Befehlseinheit 24 festgelegt. Die vorrangige Darstellungsfarbe kann über einen Einstellvorgang verändert werden.
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2 zeigt eine Skizze einer zweiten Ausführungsform der Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung, die die Tangentialgeschwindigkeit anzeigt. Die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung 2 dieser Ausführungsform umfasst zudem eine Tangentialgeschwindigkeits-Anzeigeeinheit 26.
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Die zweite Positionsbefehls-Berechnungseinheit 14, siehe 1, berechnet beim Ermitteln des zweiten Positionsbefehls Information für die beschränkte Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeugs 42, und sie gibt die berechnete Information an die Tangentialgeschwindigkeits-Anzeigeeinheit 26 aus. Die Tangentialgeschwindigkeits-Anzeigeeinheit 26 kann die erhaltene Tangentialgeschwindigkeitsinformation für das Werkzeug 42 in Kurvenform darstellen, siehe die Erläuterungen im Zusammenhang mit 7 und 8. Ferner kann die Tangentialgeschwindigkeits-Anzeigeeinheit 26 simultan die Tangentialgeschwindigkeit und Statusinformation darstellen, und zwar nach dem Empfang der Statusinformation, die den Verzögerungsbedingungen zugeordnet ist, aus der Statusinformations-Ausgabeeinheit 16.
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3 zeigt eine Skizze einer dritten Ausführungsform der Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung, die einen Wegfehler anzeigt. Die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung 2 dieser Ausführungsform umfasst zusätzlich eine Koordinatenberechnungseinheit 28 für die tatsächliche Werkzeugposition, eine Wegfehler-Berechnungseinheit 30 und eine Wegfehler-Anzeigeeinheit 32.
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Die Koordinatenberechnungseinheit 28 für die tatsächliche Werkzeugposition erfasst über die Antriebsachsen-Steuereinheit 18 Information über die tatsächliche Position, die ein Geber (nicht dargestellt) erzeugt, der am Motor 40 angebracht ist. Zudem berechnet die Koordinatenberechnungseinheit 28 für die tatsächliche Werkzeugposition zwei- oder dreidimensionale Koordinatenwerte des Werkzeugs gesehen aus einem Koordinatensystem, das fest mit dem Werkstück verbunden ist, und zwar aus der tatsächlichen Position einer jeden Antriebsachse der Werkzeugmaschine zu jedem Zeitpunkt und der Information über die Maschinenkonfiguration.
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Die Wegfehler-Berechnungseinheit 30 errechnet einen Wegfehler des Werkzeugs 42 aus Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenwerten, die von der Werkzeugbefehlspositions-Koordinatenberechnungseinheit 20 berechnet werden, und aus den tatsächlichen Werkzeugpositions-Koordinatenwerten, die von der Koordinatenberechnungseinheit 28 für die tatsächliche Werkzeugposition berechnet werden. Die Wegfehler-Anzeigeeinheit 32 zeigt in Form von Kurven Statusinformation an, die von der Statusinformations-Ausgabeeinheit 16 eingegeben wird, und zwar zusammen mit dem Wegfehler, den die Wegfehler-Berechnungseinheit 30 berechnet.
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4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus für die Verzögerungsfaktorkennzeichnung, die die Werkzeugweg-Anzeigevorrichtung der Erfindung vornimmt. Es folgt eine Beschreibung der Schritte dieser Verarbeitung.
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[Schritt SA100] Der erste Positionsbefehl wird aus einem angewiesenen Weg und einer Tangentialgeschwindigkeit berechnet.
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[Schritt SA101] Der erste im Schritt SA100 berechnete Positionsbefehl wird auf Pc zugewiesen.
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[Schritt SA102] Es wird festgestellt, ob die Geschwindigkeitseinschränkung von Bedingung 1 abhängt. Hängt die Einschränkung von Bedingung 1 ab, so geht das Programm zum Schritt SA103 über. Trifft dies nicht zu, geht das Programm zum Schritt SA105 über.
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[Schritt SA103] Der nach der Einschränkung durch Bedingung 1 erhaltene Positionsbefehl wird auf Pc zugewiesen.
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[Schritt SA104] Die Statusinformation 1 wird als Information definiert, die das Durchführen der Einschränkung gemäß Bedingung 1 anzeigt.
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[Schritt SA105] Es wird festgestellt, ob die Geschwindigkeitseinschränkung von Bedingung 2 abhängt. Hängt die Einschränkung von Bedingung 2 ab, so geht das Programm zum Schritt SA106 über. Trifft dies nicht zu, geht das Programm zum Schritt SA108 über.
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[Schritt SA106] Der nach der Einschränkung durch Bedingung 2 erhaltene Positionsbefehl wird auf Pc zugewiesen.
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[Schritt SA107] Die Statusinformation 2 wird als Information definiert, die das Durchführen der Einschränkung gemäß Bedingung 2 anzeigt.
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[Schritt SA108] Es wird festgestellt, ob die Geschwindigkeitseinschränkung von Bedingung 3 abhängt. Hängt die Einschränkung von Bedingung 3 ab, so geht das Programm zum Schritt SA109 über. Trifft dies nicht zu, geht das Programm zum Schritt SA111 über.
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[Schritt SA109] Der nach der Einschränkung durch Bedingung 3 erhaltene Positionsbefehl wird auf Pc zugewiesen.
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[Schritt SA110] Die Statusinformation 3 wird als Information definiert, die das Durchführen der Einschränkung gemäß Bedingung 3 anzeigt.
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[Schritt SA111] Pc wird als zweiter Positionsbefehl festgelegt.
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[Schritt SA112] Die Statusinformation und der zweite Positionsbefehl werden ausgegeben. Daraufhin endet die Verarbeitung.
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Das obige Flussdiagramm wird nun ergänzt. Beispielsweise wird angenommen, dass Bedingung 1 die Eckenverzögerung ist, Bedingung 2 die Einschränkung durch Beschleunigung und Bedingung 3 die Einschränkung durch Rucken. Einschränkende Bedingungen, die jeweils einzeln als Bedingungen 1 bis 3 verwendet werden, und ihre Einstellreihenfolge kann man geeignet wählen. Die Anzahl der Bedingungen ist nicht auf drei Bedingungen begrenzt. Man kann wahlweise eine, zwei oder vier und mehr Bedingungen verwenden.
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Anhand von 5 und 6 wird nun die Eckenverzögerung bzw. die Einschränkung durch Beschleunigung beschrieben.
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5 zeigt Diagramme der Eckenverzögerung als eine Bedingung für die Geschwindigkeitseinschränkung. Dabei zeigt a) ein Beispiel für eine Eckenform, b) eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Zeit und der Tangentialgeschwindigkeit (synthetische Geschwindigkeit) vor der Einschränkung, c) eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Zeit und der X-Achsen-Geschwindigkeit vor der Einschränkung, d) eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Zeit und der Y-Achsen-Geschwindigkeit vor der Einschränkung, e) eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Zeit und der Tangentialgeschwindigkeit (synthetische Geschwindigkeit) nach der Einschränkung, f) eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Zeit und der X-Achsen-Geschwindigkeit nach der Einschränkung, und g) eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen der Zeit und der Y-Achsen-Geschwindigkeit nach der Einschränkung.
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Es sei angenommen, dass ein Befehl für die Bewegung auf einem Pfad mit der Eckenform nach a) in 5 bei einer konstanten Tangentialgeschwindigkeit (siehe b) in 5) vorliegt.
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Hierzu müssen die jeweiligen Geschwindigkeiten der X- und Y-Achsen als Antriebsachsen an einer Eckposition sprungartige Veränderungen durchlaufen (siehe c) und d) in 5). Sind die Geschwindigkeitsveränderungen der X- und Y-Achsen an der Eckposition größer als eine vorbestimmte Höhe, so wird der Befehl eingeschränkt, damit die Tangentialgeschwindigkeit (synthetische Geschwindigkeit) an der Eckposition auf eine gewisse Größe verringert wird (siehe e) in 5). Nun wird eine Tangentialgeschwindigkeit so berechnet, dass die Geschwindigkeitsveränderungen der X- und Y-Achsen an der Eckposition geringer sind als eine zulässige Geschwindigkeitsdifferenz. Ein Befehl wird so berechnet, dass die Tangentialgeschwindigkeit auf die berechnete Geschwindigkeit verringert wird. Durch die Verringerung der Tangentialgeschwindigkeit verhalten sich die Geschwindigkeiten der X- und Y-Achsen in der dargestellten Weise, siehe f) bzw. g) in 5.
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6 zeigt eine Skizze, die die Beschränkung durch die Beschleunigung als eine der Bedingungen für die Geschwindigkeitseinschränkung darstellt.
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Auch dann, wenn die Tangentialbeschleunigung an einem Punkt des Pfads konstant ist, ändert sich die Größe der Beschleunigung einer jeden Achse (z. B. der X- oder Y-Achse) abhängig von der Fortbewegungsrichtung. Seien beispielsweise beide Tangentialbeschleunigungen zwischen den Punkten A und B und zwischen den Punkten B und C zu a angenommen, sei ein Winkel zwischen einem Vektor AB und der X-Achse zu α angenommen, und sei ein Winkel zwischen einem Vektor BC und der X-Achse zu β angenommen. Unter diesen Voraussetzungen erhält man (Beschleunigung in X-Richtung zwischen A und B) = a ≅ cosα und (Beschleunigung in X-Richtung zwischen B und C) = a ≅ cosβ.
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Überschreiten die entsprechenden Beschleunigungen der Achsen vorbestimmte Grenzwerte, so wird die Tangentialbeschleunigung so begrenzt, dass die Achsenbeschleunigungen nicht größer sind als die Grenzwerte.
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7 zeigt eine Skizze, die angibt, wie unterschiedliche Darstellungsfarben für einzelne Verzögerungsfaktoren festgelegt werden, so dass an jedem Punkt des Werkzeugwegs nur diejenigen Teile, die die Bedingungen erfüllen, in den Farben angezeigt werden können, die den Faktoren zugeordnet sind.
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Wie in 4 dargestellt wird für jeden Verzögerungsfaktor festgestellt, ob die Verzögerungsbedingungen erfüllt sind. Sind die Bedingungen erfüllt, wird ”Statussignal = 1” ausgegeben. Wenn nicht, wird ”Statussignal = 0” ausgegeben. Das Einhalten der Geschwindigkeitseinschränkung kann an jedem Punkt des Werkzeugwegs leicht kenntlich gemacht werden, siehe 7, indem man nur den Abschnitt, der zu ”Statussignal = 1” gehört, in einer Darstellungsfarbe darstellt, die dem Faktor zugewiesen ist, und zwar an jedem Punkt.
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8 zeigt eine Skizze, die angibt, wie die Tangentialgeschwindigkeit und auftretende Zustände der Faktoren durch graphische Darstellungen angezeigt werden, auf deren Abszissen die Zeit aufgetragen ist.
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Die Entsprechung zwischen den Verzögerungsfaktoren und der Tangentialgeschwindigkeit kann man leicht verständlich darstellen, indem man die Tangentialgeschwindigkeit und Statussignale für die auftretenden Faktoren A, B und C gleichzeitig in einer Kurve darstellt, die von der Zeit t abhängt und nicht in einer Kurve für den Werkzeugweg.
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9 zeigt eine Skizze, die darstellt, wie eine Werkzeugweg-Kurve und zeitabhängige Kurven der Tangentialgeschwindigkeit, des Wegfehlers und der Statussignale in einem einzigen Sichtbereich angezeigt werden.
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Die Werkzeugweg-Kurve und zeitabhängige Kurven der Tangentialgeschwindigkeit, der Statussignale usw. werden gleichzeitig in dem einzigen Sichtbereich angezeigt, so dass man einen Punkt auf dem Werkzeugweg und die Tangentialgeschwindigkeit an diesem Punkt kennzeichnen kann. In dieser Zeichnung ist die Verzögerung so dargestellt, dass sie von den Faktoren B und C abhängt. Man kann die Darstellungsfarbe für den Werkzeugweg jedoch auch mit Priorität für den Faktor B darstellen. Die Geschwindigkeit kann man geeignet regulieren, indem man zugehörige Parameter (Bedingungseinstellung) abhängig von den Bedingungen für die Geschwindigkeitseinschränkung justiert. Durch die gleichzeitige Darstellung der Wegfehlerkurve kann man zudem die Parameter für die Einschränkung der Tangentialgeschwindigkeit wirksam justieren, so dass eine kleinstmögliche erforderliche Verzögerung vorgenommen wird, um den Wegfehler auf einen Sollwert oder weniger zu verringern.
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Es folgt eine Beschreibung im Überblick für ein Verfahren zum Gewinnen der Wegfehlerkurve. Zu diskreten Zeitpunkten werden befohlene Positionsdaten und tatsächliche Positionsdaten erfasst. Ein Befehlssegment, das zwei benachbarte Punkte verbindet, wird für jeden Positionsbefehlspunkt definiert. Den Wegfehler kann man erhalten, indem man als tatsächlichen Positionsfehler bezüglich des befohlenen Wegs die kürzeste Linie von senkrechten Linien berechnet, und zwar von tatsächlichen Positionen zu einzelnen Zeitpunkten zu dem genannten Befehlssegment sowie zu einem Segment, das die tatsächliche Position und eine befohlene Position verbindet, und zwar abhängig von Positionsbefehlsdaten, die der tatsächlichen Position am nächsten liegen, je nachdem welche Linie kürzer ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 11-338530 [0004, 0005]
