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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bewegungsvorrichtung zur Abweichungskorrektur, insbesondere eine Bewegungsvorrichtung und ein Verfahren zur sofortigen Abweichungskorrektur im Bewegungszustand.
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Ganz egal, ob eine herkömmliche Bewegungsvorrichtung eine geradlinige Bewegung oder eine nichtgeradlinige Bewegung durchführt, kann eine Bewegungsabweichung erzeugt werden, wenn die Bewegungsvorrichtung einen bestimmten Abstand zurückgelegt hat, wobei die Bewegungsabweichung unter einer Umgebungsbedingung wie Kaltschrumpfung bzw. Wärmeausdehnung, wegen eines menschlichen Fehlers wie einer mangelhaften Qualitätskontrolle bei einem Produktionsprozess, einer Produktdifferenzierung zwischen unterschiedlichen Produktionsserien bzw. unterschiedlichen Herstellern oder aus anderen Gründen entstehen kann. Je größer der zurückgelegte Abstand ist, desto größer werden akkumulierte Abweichungen. Die akkumulierten Abweichungen sind besonders ungünstig für eine präzise Bearbeitung. Deswegen kann ein an einer Bewegungsvorrichtung angezeigter Bewegungsweg ganz unterschiedlich von einem tatsächlichen Abstand abweichen, der durch z. B. eine optische Skala präzis gemessen wird. Um Fertigungskosten zu erniedrigen, Fehlerbedienungen zu vermeiden und somit Produktivität zu erhöhen, werden die menschlichen Bedienungen bei vielen Herstellern derzeit immer mehr durch einen Roboter bzw. einen Roboterarm ersetzt, wobei noch strengere Anforderungen an die Präzision gestellt werden.
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Um mögliche Abweichungen zu verringern, werden die Bewegungsvorrichtungen bei einem herkömmlichen Verfahren regelmäßig (wie z. B.: alltäglich, monatlich oder vierteljährlich) geprüft bzw. geeicht. Nachteilig ist jedoch bei dieser Lösung, dass die Abweichungen nicht in einer Echtzeit korrigierbar sind. Wenn festgestellt wurde, dass ein Fertigprodukt außerhalb einer zulässigen Toleranz liegt, muss es nachgearbeitet bzw. neu angefertigt werden, was schon zu einer Fertigungskostenerhöhung führt, geschweige denn bei solchen Produkten, die als Ausschuss deklariert werden müssen. Außerdem müssen entsprechende Maschinen für eine Nacharbeitung stillgelegt und neu umgerüstet werden, was nicht nur Arbeitskräfte und Produktionszeiten deutlich erhöhen, sondern auch die ganze Produktion stört.
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Eine bekannte Stanzvorrichtung mit Zuführeinrichtung ist in offenbart. Ein weitere bekannte Linearbewegungsvorrichtung ist aus bekannt. Eine weitere Gleitvorrichtung ist in offenbart.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Bewegungsvorrichtung in ihrem Bewegungszustand die erzeugten Abweichungen sofort korrigieren kann, sodass die Abweichungen nicht akkumuliert und in einem zulässigen Bereich eingehalten werden, ohne dabei die Länge des Bewegungswegs zu berücksichtigen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die in einem Bewegungszustand erzeugten Abweichungen sofort korrigiert werden, wobei ein zulässiger Toleranzwert vorher in einer Antriebseinheit einer Bewegungsvorrichtung vorgegeben wird. Auf dem Bewegungsweg wird eine Mehrzahl von Detektionselementen angebracht, deren tatsächliche Position aufgrund einer präzisen Messung gemessen und als vergleichbare Positionsdaten zur Verfügung gestellt wird, wobei ein Steuergerät dafür sorgt, dass die sofort gemessenen Daten mit den vergleichbaren Positionsdaten verglichen werden. Wenn festgestellt wurde, dass die sofort gemessenen Daten die Toleranz der vergleichbaren Positionsdaten überschreiten, werden sie sofort korrigiert, sodass sie innerhalb eines zulässigen Bereiches liegen. Gesteuert durch eine Antriebseinheit kann ein Bewegungselement auch beschleunigt bzw. abgebremst werden, sodass das Bewegungselement mit einer zulässigen Toleranz das nächste Detektionselement erreicht, um zu vermeiden, dass die Abweichungen sich akkumulieren und den zulässigen Bereich überschreiten. Dadurch werden die Abweichungen in einem zulässigen Bereich eingehalten, selbst wenn der Bewegungsweg vergrößert wird, was ein freies Design bei einer Längenfestlegung der Bewegungsvorrichtung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und Bewegungsvorrichtung zur sofortigen Abweichungskorrektur im Bewegungszustand, das die folgenden Schritte aufweist:
- • Bereitstellen einer Bewegungsvorrichtung, die einen Grundrahmen, ein Bewegungselement, eine Antriebseinheit und ein Steuergerät aufweist, wobei der Grundrahmen über einen Bewegungsweg verfügt, und wobei in der Antriebseinheit ein zulässiger Toleranzwert vorgegeben ist;
- • Anordnen von mehreren Detektionselementen in einer Reihe auf dem Bewegungsweg;
- • Präzises Messen der tatsächlichen Position der Detektionselemente auf dem Bewegungsweg, wodurch sich mehreren Positionsdaten ergeben, die dann an das Steuergerät weitergeleitet werden, wobei das Steuergerät anhand der Positionsdaten und des zulässigen Toleranzwertes eine Mehrzahl von Vergleichsdaten herausrechnet;
- • Sofortiges Ermitteln des Bewegungselementes, derart, dass die Bewegung des Bewegungselementes von einem Detektionselement zu einem nächsten Detektionselement sofort gemessen wird, wobei ein Echtzeitsignal erzeugt wird, das dem Steuergerät zugeschickt wird, sodass entsprechende Echtzeitdaten entstehen;
- • Vergleichen der Echtzeitdaten mit den entsprechenden Vergleichsdaten durch das Steuergerät; und
- • Steuern durch das Steuergerät, wobei, wenn das Steuergerät feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten nicht überschreiten, das Bewegungselement ohne Korrektur weiter bewegt wird, und wenn das Steuergerät beurteilt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, die Abweichung korrigiert werden muss.
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Damit weichen die Echtzeitdaten nicht mehr von den Vergleichsdaten ab. Es kann aber auch das Bewegungselement, gesteuert durch die Antriebseinheit, beschleunigt bzw. abgebremst werden, sodass die Echtzeitdaten nicht mehr die Vergleichsdaten überschreiten, wenn das Bewegungselement das nächste Detektionselement erreicht.
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Auf diese Weise kann die Abweichung sofort im Bewegungszustand korrigiert werden, um zu vermeiden, dass die Abweichungen sich akkumulieren und den zulässigen Bereich überschreiten. Dadurch werden die Abweichungen in einem zulässigen Bereich eingehalten, selbst wenn der Bewegungsweg vergrößert wird, was ein freies Design bei einer Längenfestlegung der Bewegungsvorrichtung ermöglicht.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Bewegungsvorrichtung bereitzustellen, die eine in ihrem Bewegungszustand erzeugte Abweichung sofort korrigieren kann. Zu diesem Zweck wird auf dem Bewegungsweg eine Mehrzahl von Detektionselementen angeordnet, welche zusammen mit der Antriebseinheit elektrisch (rein elektrisch oder elektromagnetisch) mit einem Steuergerät verbunden werden, wobei das Steuergerät entsprechende Echtzeitdaten mit den vergleichbaren Positionsdaten vergleicht. Wenn festgestellt wurde, dass die Realzeitdaten die vergleichbaren Positionsdaten überschreiten, werden sie sofort so korrigiert, sodass sie den vergleichbaren Positionsdaten entsprechen. Auf diese Weise werden die im Bewegungszustand erzeugten Abweichungen sofort korrigiert, wodurch die akkumulierten Abweichungen innerhalb des zulässigen Bereiches liegen. Selbst wenn der Bewegungsweg noch vergrößert wird, können die Abweichungen in dem zulässigen Bereich eingehalten werden, was ein unbeschränktes Design bei der Längenfestlegung der Bewegungsvorrichtung ermöglicht.
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Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Bewegungsvorrichtung bereitzustellen, die eine in ihrem Bewegungszustand erzeugte Abweichung sofort korrigieren kann, wobei ein zulässiger Toleranzwert vorher in der Antriebseinheit vorgegeben wird. Das Steuergerät verfügt über eine Mehrzahl von tatsächlichen Positionsdaten der genannten Detektionselemente auf dem Bewegungsweg. Anhand der Positionsdaten und des zulässigen Toleranzwertes kann das Steuergerät eine Mehrzahl von Vergleichsdaten ausrechnen. Darüber hinaus kann das Steuergerät noch Echtzeitsignale empfangen und entsprechende Echtzeitdaten erzeugen. Durch Vergleichen der Echtzeitdaten mit den Vergleichsdaten beurteilt das Steuergerät, ob eine Abweichungskorrektur nötig ist, wodurch eine momentan erzeugte, große Abweichung, die den zulässigen Bereich überschreitet, vermieden wird.
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Die zweite und die dritte Aufgabe werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Bewegungsvorrichtung zur sofortigen Abweichungskorrektur im Bewegungszustand, die Folgendes aufweist:
- • einen Grundrahmen, der über einen Bewegungsweg verfügt;
- • ein Bewegungselement, das beweglich auf dem Bewegungsweg des Grundrahmens angeordnet ist;
- • eine Antriebseinheit, die das Bewegungselement antreibt, sodass dieses sich auf dem Bewegungsweg des Grundrahmens 1 bewegt, wobei ein zulässiger Toleranzwert in der Antriebseinheit vorgegeben ist;
- • eine Mehrzahl von Detektionselementen, die in der Reihe auf dem Bewegungsweg angeordnet sind, wobei die Detektionselemente die Bewegung des Bewegungselementes auf dem Bewegungsweg überwachen und entsprechende Echtzeitsignale erzeugen; und
- • ein Steuergerät, das elektrisch mit der Antriebseinheit und den Detektionselementen verbunden ist, wobei das Steuergerät eine Mehrzahl von Positionsdaten der einzelnen Detektionselemente auf dem Bewegungsweg aufweist.
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Anhand der Positionsdaten und des zulässigen Toleranzwertes kann das Steuergerät eine Mehrzahl von Vergleichsdaten ausrechnen. Darüber hinaus kann das Steuergerät noch Echtzeitsignale empfangen und entsprechende Echtzeitdaten erzeugen. Durch Vergleichen der Echtzeitdaten mit den Vergleichsdaten beurteilt das Steuergerät, ob eine Abweichungskorrektur nötig ist.
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Auf diese Weise kann die Abweichung sofort im Bewegungszustand korrigiert werden, um zu vermeiden, dass die Abweichungen sich akkumulieren und den zulässigen Bereich überschreiten. Dadurch werden die Abweichungen in einem zulässigen Bereich eingehalten, selbst wenn der Bewegungsweg vergrößert wird, was ein freies Design bei einer Längenfestlegung der Bewegungsvorrichtung ermöglicht.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- 1 ein Blockfließbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abweichungskorrektur;
- 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung;
- 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2;
- 4 eine schematische Darstellung der Bewegungsposition einer herkömmlichen Bewegungsvorrichtung; und
- 5 eine schematische Darstellung der Bewegungsposition einer erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung.
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Anhand beiliegender 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Blockfließbild dargestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellungsschritt S101; Anordnungsschritt S102; Messungsschritt S103; Echtzeit-Detektionsschritt S104; Vergleichsschritt S105 und Steuerschritt S106.
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Bereitstellungsschritt S101: In dem Schritt wird eine Bewegungsvorrichtung, bestehend aus einem in Bezug auf 2 und 3 dargestellter Grundrahmen 1, einer Antriebseinheit 2, einem Bewegungselement 3 und einem Steuergerät 5, bereitgestellt, wobei der Grundrahmen 1 über einen Bewegungsweg 11 verfügt und ein zulässiger Toleranzwert in der Antriebseinheit 2 vorgegeben wird. In dem Ausführungsbeispiel wird in der Bewegungsvorrichtung mindestens eine Gewindespindel 12 angeordnet, die das Bewegungselement 3 antreibt, wobei die Gewindespindel 12 mit einem zulässigen Toleranzwert versehen ist. Beispielsweise kann eine genormte Gewindespindel der Klasse C7 verwendet werden, die bei einer Bewegung von 300 mm einen Toleranzbereich von +/- 50µm aufweist, d. h. wenn das Bewegungselement 15mm bewegt wird, beträgt der Toleranzbereich +/- 2.5µm. Angenommen, der Bewegungsweg 11 beträgt 300mm, so ist der zulässige Toleranzwert +/- 50 µm. Zu beachten ist jedoch, dass die vorliegende Erfindung auf keinen Fall darauf beschränkt werden soll, dass nur die Gewindespindel 12 verwendet wird. Irgendein Element, durch das die Antriebseinheit 2 das Bewegungselement 3 antreiben kann, kann dabei verwendet werden.
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Anordnungsschritt S102: Eine Mehrzahl von Detektionselementen 4 wird in einer Reihe auf dem Bewegungsweg 11 der Bewegungsvorrichtung angeordnet.
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Messungsschritt S103: Die tatsächliche Position der einzelnen Detektionselemente 4 auf dem Bewegungsweg 11 wird präzis gemessen, wobei die erhaltenen Positionsdaten dem Steuergerät 5 zur Verfügung gestellt werden. Anhand der Positionsdaten und des zulässigen Toleranzwertes rechnet das Steuergerät 5 (wie z. B.: in einem in der Fig. dargestellten Prozessor des Steuergerätes 5) eine Mehrzahl von Vergleichsdaten aus. In dem Ausführungsbeispiel wird eine genormte Gewindespindel der Klasse C7 verwendet, wobei das Bewegungselement 3 einen Toleranzwert von +/-50µm besitzt, wenn es 300mm bewegt wird. Die Detektionselemente 4 werden isometrisch in einem gleichen Abstand von 60mm zueinander angeordnet, wobei jedes Detektionselement 4 einen zulässigen Toleranzwert von +/- 10µm besitzt. Um eine Überschreitung des zulässigen Toleranzwertes zu vermeiden, muss der absolute Wert der Vergleichsdaten kleiner als der absolute Wert der tatsächlichen Positionsdaten, d. h. kleiner als +/-10µm sein. In dem Ausführungsbeispiel beträgt der Toleranzwert der tatsächlichen Position +/- 9µm, wobei die präzise Messung durch eine optische Skala erfolgt.
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Echtzeit-Detektionsschritt S104: Die Bewegung des Bewegungselementes 3 von einem vorderen Detektionselement 4 (hierunter als Detektionselement N bezeichnet) nach einem nächsten Detektionselement 4 (hierunter als Detektionselement N+1 bezeichnet) erzeugt ein Echtzeitsignal, das an das Steuergerät 5 weitergeleitet wird und entsprechende Echtzeitdaten erzeugt.
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Vergleichsschritt S105: Das Steuergerät 5 vergleicht die Echtzeitdaten mit den Vergleichsdaten.
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Steuerschritt: Wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten nicht überschreiten, kann das Bewegungselement 3 ohne Korrektur weiter bewegt werden. Umgekehrt, wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, so ist eine Abweichungskorrektur erforderlich. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Bei der ersten Möglichkeit, wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, werden die Echtzeitdaten so geändert, dass sie innerhalb der Vergleichsdaten liegen. Bei einer anderen Möglichkeit, wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, so wird das Bewegungselement 3 der Antriebseinheit 2 beschleunigt bzw. abgebremst, sodass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten nicht überschreiten, wenn das Bewegungselement 3 das nächste Detektionselement 4 erreicht. Kurz gesagt: Auf dem Bewegungsweg 11 wird eine Mehrzahl von Detektionselementen 4 in der Reihe angeordnet, deren tatsächliche Position durch die präzise Messung als Positionsdaten erhalten wird. Jedes Mal, wenn das Bewegungselement 3 an einem Detektionselement 4 vorbeifährt, werden entsprechende Echtzeitdaten durch ein Echtzeitsignal erzeugt. Sobald die Echtzeitdaten von den Vergleichsdaten abweichen, beurteilt das Steuergerät 5 sofort, ob eine Abweichungskorrektur notwendig ist. Dadurch ist realisiert, dass das Steuergerät 5 die Abweichungen aller Echtzeitdaten stets in einem zulässigen Bereich einhalten kann. Wenn genügende Detektionselemente 4 entlang dem Bewegungsweg angeordnet werden, können die Abweichungen während des Bewegungszustandes sofort korrigiert werden, was die akkumulierten Abweichungen vermeidet, ganz egal, wie lange der Bewegungsweg des Bewegungselementes 3 ist. Dadurch ist eine Abweichungskorrektur ohne Maschinenstopp realisiert, was die Produktivität effektiv erhöht und die Fertigungskosten erniedrigt.
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In Bezug auf 2 und 3 wird eine erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung dargestellt, deren Bewegungsabweichung sofort korrigierbar ist, wobei die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung aus einem Grundrahmen 1, einer Antriebseinheit 2, einem Bewegungselement 3, einer Mehrzahl von Detektionselementen 4 und einem Steuergerät 5 besteht.
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Um die Abweichung aufgrund der Kaltschrumpfung bzw. Wärmeausdehnung zu vermeiden, wird der Grundrahmen 1 aus einem Material mit einem geringsten Dehnungsfaktor hergestellt. Der Grundrahmen 1 verfügt über einen Bewegungsweg 11. Das Bewegungselement 3 wird beweglich auf dem Bewegungsweg 11 des Grundrahmens 1 angebracht. Die Antriebseinheit 2 treibt das Bewegungselement 3 an, sodass dieses auf dem Bewegungsweg 11 des Grundrahmens 1 bewegbar ist, wobei ein zulässiger Toleranzwert in der Antriebseinheit 2 vorgegeben wird. In dem Ausführungsbeispiel wird die Antriebseinheit 2 unten an einem Ende des Grundrahmens 1 angeordnet, wobei mindestens eine Gewindespindel 12 auf dem Bewegungsweg 11 des Grundrahmens 1 angebracht wird. Dies soll die vorliegende Erfindung aber auf keinen Fall beschränken. Irgendein Element, durch das die Antriebseinheit 2 das Bewegungselement 3 antreiben kann, gehört zum Anspruchsbereich der vorliegenden Erfindung. Die Antriebseinheit 2 treibt die Gewindespindel 12 an, sodass diese rotiert. Das Bewegungselement 3 und die Gewindespindel 12 sind durch eine Schraubverbindung beweglich miteinander verbunden, wobei die Achslinie der Gewindespindel 12 parallel zu der Achslinie des Bewegungswegs 11 steht. Die Gewindespindel 12 ist dabei mit einem zulässigen Toleranzwert versehen. Beispielsweise kann eine genormte Gewindespindel der Klasse C7 verwendet werden, die bei einer Bewegung von 300 mm einen Toleranzbereich von +/- 50pm aufweist, d. h. wenn sich das Bewegungselement über eine Länge von 15mm bewegt, beträgt der Toleranzbereich +/- 2.5µm. Angenommen, der Bewegungsweg 11 beträgt 300mm, so ist der zulässige Toleranzwert +/- 50 µm. In dem Ausführungsbeispiel wird eine genormte Gewindespindel der Klasse C7 verwendet, wobei das Bewegungselement 3 einen Toleranzwert von +/-50µm besitzt, wenn es 300mm bewegt wird. Die Detektionselemente 4 werden isometrisch mit einem gleichen Abstand von 60mm zueinander angeordnet, wobei jedes Detektionselement 4 einen zulässigen Toleranzwert von +/- 10µm besitzt. Um eine Überschreitung des zulässigen Toleranzwertes zu vermeiden, muss der absolute Wert der Vergleichsdaten kleiner als der absolute Wert der tatsächlichen Positionsdaten, d. h. kleiner als +/-10µm sein. In dem Ausführungsbeispiel beträgt der Toleranzwert der tatsächlichen Position +/- 9µm, wobei die genannte präzise Messung durch eine optische Skala erfolgt. Wenn die Antriebseinheit 2 die Gewindespindel 12 dabei antreibt, so wird das Bewegungselement 3 mit in Bewegung gesetzt. Darüber hinaus kann noch ein Paar Führungsschienen 13 an dem Grundrahmen 1 angebracht werden, welche die Bewegung des Bewegungselementes 3 in einer richtigen Position halten. Der genannte Bewegungsweg 11 kann entweder in einer Geradlinie, in einer Bogenlinie oder in einer gemischten Form von den beiden ausgeführt sein.
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Die Detektionselemente 4 werden in der Reihe auf dem Bewegungsweg 11 des Grundrahmens 1 angeordnet. Die 2 und 3 stellt die vorliegende Erfindung in einer Draufsicht dar. Wie dargestellt werden die einzelnen Detektionselemente 4 unterhalb der Gewindespindel 12 an der Oberfläche des Grundrahmens 1 angeordnet. Die Bodenfläche des Bewegungselementes 3 wird der Oberfläche des Grundrahmens 1 zugewandt angebracht und dient zum Befestigen von Betätigungsteil 31 einzelner Detektionselemente 4, sodass die Detektionselemente 4 die Bewegung des Bewegungselementes 3 entlang dem ganzen Bewegungsweg 11 überwachen und entsprechende Signale sofort erzeugen können, wobei die Detektionselemente 4 ein photoelektrischer Sensor, ein magnetischer Sensor oder irgendein Detektionselement, der/das sich zur Detektion einer Stellung eignet, sein können. In dem Ausführungsbeispiel werden die photoelektrischen Sensoren verwendet. Wenn das Betätigungsteil 31 des Bewegungselementes 3 - wie in der 3 dargestellt - die photoelektrischen Sensoren bedeckt, werden entsprechende Sensorsignale erzeugt und an das Steuergerät 5 weitergeleitet. Dadurch wird die Detektionsaufgabe der einzelnen Detektionselemente 4 erfüllt.
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Im Steuergerät 5 werden die Positionsdaten der einzelnen Detektionselemente 4 auf dem Bewegungsweg 11 eingespeichert. Das Steuergerät 5 wird elektrisch (rein elektrisch oder elektromagnetisch mittels eines Lichtleitkabels) mit der Antriebseinheit 2 und die einzelnen Detektionselemente 4 verbunden. Anhand der genannten Positionsdaten und des zulässigen Toleranzwertes rechnet das Steuergerät 5 eine Mehrzahl von Vergleichsdaten heraus. Zudem kann das Steuergerät 5 die Echtzeitsignale empfangen und entsprechende Echtzeitdaten erzeugen. Das Steuergerät 5 vergleicht die entsprechenden Echtzeitdaten mit den Vergleichsdaten und beurteilt, ob eine Korrektur nötig ist. Wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten nicht überschreiten, wird das Bewegungselement 3 ohne Korrektur weiter bewegt. Wenn das Steuergerät 5 beurteilt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, so muss die Abweichung sofort korrigiert werden. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Bei der ersten Möglichkeit, wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, werden die Echtzeitdaten so geändert, dass sie innerhalb der Vergleichsdaten liegen. Bei einer anderen Möglichkeit, wenn das Steuergerät 5 feststellt, dass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten überschreiten, so wird das Bewegungselement 3 der Antriebseinheit 2 beschleunigt bzw. abgebremst, sodass die Echtzeitdaten die Vergleichsdaten nicht überschreiten, wenn das Bewegungselement 3 das nächste Detektionselement 4 erreicht.
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Jedes Mal, wenn das Bewegungselement 3 an den einzelnen Detektivelementen 4 vorbeifährt, werden die Echtzeitdaten gemessen. Sobald die erhaltenen Echtzeitdaten von den Vergleichsdaten abweichen, beurteilt das Steuergerät 5 sofort, ob eine Korrektur nötig ist. Dadurch werden die von dem Steuergerät 5 angezeigten Abweichungen der Echtzeitdaten stets in dem zulässigen Bereich eingehalten, ganz egal, wie lange der Bewegungsweg des Bewegungselementes 3 ist. Wenn genügende Detektionselemente 4 entlang des Bewegungswegs 11 angebracht werden, können die Abweichungen in einem Bewegungszustand sofort korrigiert, wodurch eine Akkumulation der Abweichungen vermieden wird.
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In Bezug auf 4 wird ein Verwendungsbeispiel einer herkömmlichen Bewegungsvorrichtung dargestellt, deren Bewegungsgeschwindigkeit 3mm pro Sekunde beträgt. Angenommen, dass die zulässige Toleranz bei einer Bearbeitung +/- 0.5mm beträgt, wenn das Bewegungselement 3mm bewegt wird. So kann eine unerwartete Momentanabweichung den zulässigen Bereich leicht überschreiten. Im Gegensatz dazu wird ein zulässiger Toleranzwert zum Korrigieren der Echtzeitabweichung in der Antriebseinheit 2 der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung vorgegeben, wie es in 2, 3, 5 dargestellt ist. Beispielsweise beträgt der zulässige Toleranzwert +/-0.5 mm, wenn sich die Bewegungsvorrichtung über 3 mm bewegt. So wird das Bewegungselement 3 der Bewegungsvorrichtung noch enger beschränkt, um zu vermeiden, dass eine große Momentanabweichung den zulässigen Bereich überschreitet.
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Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung zum sofortigen Korrigieren der Abweichungen und des dazu verwendeten Verfahrens liegt darin: Eine Mehrzahl von Detektionselementen 4 wird auf dem Bewegungsweg 11 in der Reihe angeordnet, wobei die tatsächliche Position der einzelnen Detektionselemente 4 präzis gemessen wird, sodass entsprechende Vergleichsdaten erhalten werden. Jedes Mal, wenn das Bewegungselement 3 an einem Detektionselement 4 vorbeifährt, werden entsprechende Echtzeitdaten erfasst, die sich aus einem Echtzeitsignal ergibt. Sobald die Echtzeitdaten von den genannten Vergleichsdaten abweichen, beurteilt das Steuergerät 5 in der Realzeit, ob eine Korrektur nötig ist, wodurch die Toleranz der Realzeitdaten stets in einem zulässigen Bereich eingehalten wird. Wenn das Bewegungselement 3 entlang seinem Bewegungsweg durch genügende Detektionselemente 4 überwacht wird, kann eine Abweichung in dem Bewegungszustand sofort korrigiert werden, was eine Akkumulation der Abweichungen vermeidet, ganz egal, wie lange der Bewegungsweg 11 dabei ist. Mit anderem Wort kann die vorliegende Erfindung die in einem Bewegungszustand erzeugten Abweichungen sofort korrigieren, was die Akkumulation der Abweichungen vermeidet, sodass die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung ihre richtige Stellung auf einmal erreichen kann, ohne dass es erforderlich ist, die Maschine zu stoppen und die Abweichungen zu beheben, was nicht nur die Produktivität erhöht und die Fertigungskosten erniedrigt, sondern auch ermöglicht, die Abweichungen stets in einem zulässigen Bereich einzuhalten, ganz egal, wie lange der Bewegungsweg ist.
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Bezugszeichenliste
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- S101
- Bereitstellungsschritt
- S102
- Anordnungsschritt
- S103
- Messungsschritt
- S104
- Echtzeit-Detektionsschritt
- S105
- Vergleichsschritt
- S106
- Steuerschritt
- 1
- Grundrahmen
- 11
- Bewegungsweg
- 12
- Gewindespindel
- 13
- Führungsschiene
- 2
- Antriebseinheit
- 3
- Bewegungselement
- 31
- Betätigungsteil
- 4
- Detektionselement
- 5
- Steuergerät
