DE102017011655A1

DE102017011655A1 - Numerical controller

Info

Publication number: DE102017011655A1
Application number: DE102017011655.5A
Authority: DE
Inventors: Yuuki OONISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-06-28
Also published as: CN108227635A; CN108227635B; US20180181100A1; JP6426691B2; JP2018103201A

Abstract

Eine numerische Steuerung treibt über eine Drucksteuerung zwei Motoren, welche zwei Tische eines Antriebsapparates unter Parallelhaltung derselben antreiben. Bei Auftreten einer Positionsabweichung zwischen den beiden Motoren, berechnet die numerische Steuerung einen Korrekturdruck auf Basis von Korrekturverstärkungen, welche einem Zusammenhang zwischen Druck und Position entsprechen und zuvor abgespeichert sind. Die numerische Steuerung korrigiert Druckbefehlswerte der beiden Motoren auf Basis des Korrekturdruckes.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung und insbesondere eine numerische Steuerung, welche multimotorbetätigte Tische parallel hält und die Tische mit einer Drucksteuerung antreibt.
Zum Stand der Technik
Eine Antriebsvorrichtung mit mehreren Motoren zum Antrieb von Tischen ist bekannt. Beispielsweise verwendet in einer Druckbearbeitungsvorrichtung oder dergleichen gemäß dem jüngeren Stand der Technik ein weithin verwendetes System mehrere Motoren zum Antrieb von Tischen zum Pressen eines Werkstückes mit hinreichend großem Druck. 1 zeigt ein Beispiel für eine Druckbearbeitungsvorrichtung.
Eine obere Pressform 11 und eine untere Pressform 21 sind zwischen einem oberen Tisch 10 und einem unteren Tisch 20 über Kugelgewindespindeln verbunden und ein Werkstück 30 ist zwischen den Pressformen 11 und 21 angeordnet. Der obere Tisch 10 wird in Z-Richtung durch mehrere Motoren (hier ein erster Motor M1 und ein zweiter Motor M2) angetrieben und die Pressformen 11 und 21 pressen das Werkstück 30. Die am oberen Tisch 10 installierten Motoren M1 und M2 sind mit Kugelgewindespindeln 51 und 52 über Riemen 41 und 42 verbunden und die Last in Z-Richtung wird erzeugt durch die Antriebskraft der Motoren M1 und M2 sowie das Gewicht dieser Motoren.
Steuersysteme für die Antriebsvorrichtung, wie die Druckbearbeitungsvorrichtung, umfassen eine Positionssteuerung und eine Drucksteuerung. Bei der Positionssteuerung werden die Positionen der Tische detektiert und diese Positionen werden rückgemeldet für eine Steuerung des Druckes. Bei der Drucksteuerung detektiert ein Kraftsensor die an den Tischen anliegende externe Kraft und meldet die externe Kraft zurück zur Steuerung des Druckes. Die 2A, 2B zeigen typische Merkmale dieser beiden Typen von Steuersystemen.
Gemäß 2A kann bei der Positionssteuerung zwar die Änderung der Position in Bezug auf die Zeit instruiert werden, jedoch kann dabei die Druckänderung nicht gesteuert werden. Mit anderen Worten: zwar ist die Position reproduzierbar, jedoch ist eine Schwankung bezüglich der Reproduzierbarkeit des Druckes gegeben. Deshalb kann der Druck auf dem Werkstück überschießen, das heißt, es kann zu viel Druck ausgeübt werden. Ein derartiges Überschießen kann zu einer geringen Qualität des Produktes führen.
Gemäß 2B kann zwar die Druckänderung über der Zeit bei der Drucksteuerung instruiert werden, jedoch kann die Schwankung bezüglich der Position dabei nicht gesteuert werden. Mit anderen Worten: zwar ist der Druck reproduzierbar, jedoch ist eine Schwankung hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Position gegeben. Ein Überschießen ist bei der Drucksteuerung unwahrscheinlich. Die Druckbearbeitung ist ein Prozess mit externen Kräften. Deshalb bleibt die Qualität des Produktes konstant, wenn die externe Kraft, das heißt der Druck, gesteuert wird anstelle einer Steuerung der Position. Deshalb ist die Qualität des Produktes im Allgemeinen besser bei der Drucksteuerung.
Die Drucksteuerung basiert allerdings nicht auf der Position. Werden deshalb die Tische durch mehrere Motoren angetrieben, kann das Problem auftauchen, dass die Positionen der Motoren abweichen und der obere Tisch geneigt ist. Bei der Positionssteuerung können die Tische nach unten gedrückt werden im parallelen Zustand der Tische, auch wenn Motoren die Tische antreiben.
Bei der Drucksteuerung hingegen hängen die Positionen der Motoren vom Druck ab. Deshalb kann es vorkommen, dass die Tische nicht gleichmäßig angetrieben werden und im Ergebnis der obere Tisch eine Neigung aufweist. Sind der obere Tisch und der untere Tisch nicht parallel, kann es zu Beeinträchtigungen an den Produkten kommen; beispielsweise können Bearbeitungsfehler an den Produkten auftreten oder die Lebensdauern der Pressformen verkürzt werden. Die 3A und 3B zeigen typische Fälle, in denen der obere Tisch bei der Drucksteuerung geneigt (gekippt) ist.
Liegt die Installationsposition des Werkstückes 30 nahe an den Kanten der Tische 10 und 20 gemäß 3A oder hat das Werkstück 30 eine Form, welche leicht geneigt ist, wie beispielsweise eine obere Fläche, die nicht streng horizontal ist, wie 3B zeigt, dann ist es unwahrscheinlich, dass der Parallelzustand der Tische 10 und 20 aufrechterhalten bleibt.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung 2015-205474 beschreibt eine Vorrichtung, welche auf jeder Druckstange mit einem Intervallsensor versehen ist, welcher ein Intervall misst zwischen einer bewegbaren Pressform und einer fixierten Pressform und an einen Servomotor einen Positionsbefehl gibt zur Steuerung des Servomotors, um eine Neigung der bewegbaren Pressform relativ zur Druckstange zu eliminieren.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung 2009-226451 beschreibt eine Vorrichtung, die eingerichtet ist zum Eliminieren der Neigung eines Schlittens, wobei dann, wenn eine Lastdifferenz zwischen den linken und rechten Seiten des Schlittens detektiert wird, die Vorrichtung Positionsbefehle an die linken und rechten Servomotoren gibt, um die Drehgeschwindigkeit zur Elimination der Neigung des Schlittens zu bewirken.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung 2003-230996 beschreibt eine Vorrichtung, welche Positionsbefehle korrigiert, um Positionsabweichungen einer Mehrzahl von Servoachsen anzugleichen, das heißt, Abweichungen zwischen Zielpositionen und Positionsrückmeldewerten, um so eine Neigung des Tisches zu verhindern.
Allerdings basieren die in den drei Patentdokumenten genannten Techniken auf einer Positionssteuerung und diese Techniken können nicht bei einer Drucksteuerung eingesetzt werden. Die in den offengelegten japanischen Patentanmeldung 2015 - 205474 beschriebene Technik hat weiterhin den Nachteil, dass Intervallsensoren zusätzlich vorgesehen werden müssen. Auch beschreiben die japanischen Patentdokumente 2015-205474 und 2009-226451 nicht, wie ein Bewegungsbetrag oder eine Verstärkung für einen Servomotor zu gewinnen ist, um eine Neigung eines Tisches zu verhindern.
[KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG]
Die Erfindung soll obige Probleme lösen und hat insbesondere zum Ziel, eine numerische Steuerung bereitzustellen, welche multimotorbetätigte Tische auf Basis einer Drucksteuerung antreiben und dabei parallel halten kann.
Eine numerische Steuerung gemäß der Erfindung steuert einen Antriebsapparat mit einem Tisch, der durch zumindest zwei Motoren, einen ersten Motor und einen zweiten Motor, angetrieben wird. Die numerische Steuerung enthält: eine Zustandsdetektoreinheit, welche jeweilige Positionen des ersten Motors und des zweiten Motors detektiert; eine Korrekturverstärkungsspeichereinheit, welche für sowohl den ersten als auch den zweiten Motor eine Korrekturverstärkung abspeichert, welche eine Beziehung angibt zwischen Druck und Position; und eine Korrekturbefehlseinheit, welche bei Abweichung der Positionen des ersten Motors und des zweiten Motors einen Korrekturdruck berechnet auf Basis der Korrekturverstärkung, um einen Druckbefehlswert für den ersten Motor und den zweiten Motor auf Basis des Korrekturdruckes zu korrigieren.
Die numerische Steuerung kann weiterhin aufweisen eine Korrekturverstärkungsberechnungseinheit, welche die Korrekturverstärkungen berechnet.
Ist der Vorschub der Position des zweiten Motors in Antriebsrichtung größer als der des ersten Motors, kann die Korrekturbefehlseinheit eine Korrektur ausführen durch Vergrößerung des Druckbefehlswertes für den ersten Motor und Verkleinerung des Druckbefehlswertes für den zweiten Motor.
Ist der Vorschub der Position des zweiten Motors in Antriebsrichtung größer als der des ersten Motors, kann die Korrekturbefehlseinheit eine Korrektur durchführen durch Vergrößerung nur des Druckbefehlswertes für den ersten Motor, während der Druckbefehlswert für den zweiten Motor gehalten wird.
Ist der Vorschub der Position des zweiten Motors in Antriebsrichtung größer als der des ersten Motors, kann die Korrekturbefehlseinheit eine Korrektur ausführen durch Halten des Druckbefehlswertes für den ersten Motor und Verkleinerung des Druckbefehlswertes für den zweiten Motor.
Mit der Erfindung wird eine numerische Steuerung bereitgestellt, welche multimotorgetriebene Tische auf Basis einer Drucksteuerung unter Parallelhaltung der Tische antreibt.
Figurenliste

1 zeigt ein Beispiel für eine herkömmliche Druckbearbeitungsvorrichtung;
2A und 2B erläutern ein Positionssteuersystem und ein Drucksteuersystem;
3A und 3B zeigen ein Beispiel für den Betrieb einer herkömmlichen Druckbearbeitungsvorrichtung;
4 zeigt ein Beispiel für eine Neigungskorrektur mit einer numerische Steuerung;
5 zeigt einen Detektionsvorgang bezüglich Motorpositionen mit einer Zustandsdetektionseinheit;
6 zeigt einen Berechnungsprozess für Korrekturverstärkungen mittels einer Korrekturverstärkungsberechnungseinheit;
7 zeigt einen Berechnungsvorgang für einen Korrekturdruck mittels einer Korrekturbefehlseinheit;
8 zeigt ein Beispiel für den Betrieb der numerischen Steuerung:
9 zeigt ein Beispiel für den Betrieb der numerischen Steuerung;
10 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer numerischen Steuerung; und
11 ist ein Flussdiagramm für einen Betriebsablauf in der numerischen Steuerung.

[BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE IM EINZELNEN]
Eine Konfiguration einer numerischen Steuerung 100 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung wird nun mit Blick auf 10 näher erläutert.
Die numerische Steuerung 100 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsapparates und eingerichtet, einen ersten Motor und einen zweiten Motor gemäß Druckbefehlswerten anzutreiben, um einen oberen Tisch nach unten und oben zu bewegen, d.h. in Richtung der Z-Achse. Bei den Ausführungsbeispielen ist die Richtung nach unten, d.h. die Richtung gemäß der Z-Achse, eine positive Antriebsrichtung. Die numerische Steuerung 100 hat eine Zustandsdetektoreinheit 110, eine Korrekturbefehlseinheit 120, eine Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130, und eine Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140. Die numerische Steuerung 10 hat typischerweise einen zentralen Prozessor (CPU), eine Speichereinrichtung, eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung, wobei die CPU ein vorgegebenes Programm ausführt, um die Zustandsdetektionseinheit 110, die Korrekturbefehlseinheit 120, die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 und die Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140 zu implementieren.
Die Zustandsdetektionseinheit 110 detektiert eine Positionsabweichung mehrerer Motoren. Die Motoren sind ebenso mit Positionsdetektoren versehen und Positionsinformationen der Motoren können in der Drucksteuerung gewonnen werden. Die Zustandsdetektionseinheit 110 gewinnt Koordinatenwerte der mehreren Motoren zu jedem Zeitpunkt oder zu bestimmten Zeitpunkten und gewinnt Unterschiede zwischen den Koordinatenwerten, um die Abweichung zu ermitteln. Die Korrekturbefehlseinheit 120 korrigiert Druckbefehlswerte der Motoren, um eine Neigung des Tisches zu eliminieren. Die Korrekturbefehlseinheit 120 stellt fest, dass der obere Tisch geneigt ist, wenn der Betrag der Abweichung, wie durch die Zustandsdetektionseinheit 110 detektiert, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und treibt die Motoren auf Basis von neuen Druckbefehlswerten (auch als Korrekturdruckwerte bezeichnet) an, welche gewonnen werden durch Korrekturverstärkungen, welche weiter unten noch näher beschrieben werden, um die ursprünglichen Druckbefehlswerte für den ersten und zweiten Motor zu korrigieren. Auf diese Weise wird eine Neigung des oberen Tisches korrigiert, um den Parallelzustand zwischen oberem und unterem Tisch wieder zu gewinnen. Ein Berechnungsverfahren für die Korrekturdruckwerte wird weiter unten näher beschrieben.
Die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 kalkuliert Koeffizienten, das heißt, die Korrekturwerte, für die Korrekturbefehlseinheit 120, um die Druckbefehlswerte zu korrigieren. Die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 berechnet die Korrekturverstärkungen auf Basis einer Korrelation zwischen den Koordinatenwerten und dem Druck. Mit anderen Worten: die Korrekturverstärkungen sind Koeffizienten, welche Änderungsbeträge bezüglich Positionen im Verhältnis zu angewandten Druckbeträgen angeben. Bei den Ausführungsbeispielen berechnet die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 die Korrekturverstärkungen auf Basis von Bewegungen der Motoren unmittelbar bevor die Korrekturbefehlseinheit 120 die Druckbefehlswerte korrigiert.
Die Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140 speichert die mit der Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 berechneten Korrekturverstärkungen. Angemerkt sei, dass die Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140 auch Korrekturverstärkungen abspeichern kann, welche von Hand über eine Eingabevorrichtung (nicht gezeigt) eingegeben werden anstelle der Korrekturverstärkungen, wie durch die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 berechnet.
Ein Verfahren zum Berechnen der Korrekturverstärkungen durch die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 wird nunmehr mit Bezug auf die 5 und 6 näher beschrieben. In 5 bedeutet Z_L einen Koordinatenwert des ersten Motors M1 in Z-Achsenrichtung und Z_R bedeutet einen Koordinatenwert des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung, jeweils detektiert durch die Zustandsdetektionseinheit 110 an einer bestimmten Stelle. 6 zeigt Zusammenhänge zwischen den Koordinatenwerten und dem Druck bis zu den Koordinatenwerten Z_L und Z_R. Die durchgezogene Linie in 6 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Koordinatenwert und dem Druck beim ersten Motor M1 und die strich-punktierte Linie zeigt den Zusammenhang zwischen dem Koordinatenwert und den Druck beim zweiten Motor M2.
Zwar ist der Zusammenhang zwischen dem Koordinatenwert und dem Druck häufig nicht linear, jedoch nähert gemäß 6 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 die Beziehung zwischen den Koordinatenwerten und dem Druck unmittelbar vor der Detektion der Koordinatenwerte Z_L und Z_R durch gerade Linien an und gewinnt die Korrekturverstärkungen auf Basis dieser linearen Näherung. Beträgt die Abweichung, welche zu korrigieren ist, nur geringe Werte, wie einige mm, dann sind die durch diese Näherungsrechnung gewonnenen Korrekturverstärkungen ohne praktische Probleme verwendbar. Eine Korrekturverstärkung G_L für den ersten Motor M1 und eine Korrekturverstärkung G_R für den zweiten Motor M2 (Einheit: N/mm) kann durch die nachfolgenden Gleichungen gewonnen werden. $G_{L} = (Δ P_{L} / Δ Z_{L})$
$G_{R} = (Δ P_{R} / Δ Z_{R})$
Hier bedeuten ΔP_L und ΔP_R Druckänderungen pro Zeiteinheit beim ersten Motor M1 und beim zweiten Motor M2 unmittelbar vor Detektion der Koordinatenwerte Z_L und Z_R, und ΔZ_L und ΔZ_R bedeuten Positionsänderungen pro Zeiteinheit für den ersten Motor M1 und den zweiten Motor M2 unmittelbar vor Detektion der Koordinatenwerte Z_L und Z_R.
Die numerische Steuerung 100 führt grundsätzlich die Drucksteuerung aus und treibt dabei die mehreren Motoren M1 und M2 mit der gleichen Leistung an. Detektiert die numerische Steuerung 100, dass die Tische 10 und 20 nicht mehr zueinander parallel sind, verwendet sie die Korrekturverstärkungen, um die Leistungsbilanz der mehreren Motoren M1 und M2 auszubalancieren und so Neigungen der Tische 10 und 20 zu eliminieren.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Ein typischer Betrieb der numerischen Steuerung 100 wird nun beschrieben mit Bezug auf das Flussdiagramm gemäß 11 und einen Tisch entsprechend 4. Der Betrieb wird in den einzelnen Schritten beschrieben.
Schritt S1: Die Zustandsdetektionseinheit 110 gewinnt die Koordinatenwerte Z_L und Z_R des ersten Motors M1 und des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung zu bestimmten Zeitpunkten. Vorzugsweise gewinnt die Zustandsdetektionseinheit 110 auch Druckwerte von Kraftsensoren am ersten Motor M1 und am zweiten Motor M2, zusätzlich zu der Gewinnung der Koordinatenwerte dieser Motoren. Die Zustandsdetektionseinheit 110 speichert die detektierten Koordinatenwerte und Druckwerte des ersten Motors M1 und des zweiten Motors M2 für die letzten beiden Messungen. Die Koordinatenwerte und die Druckwerte werden in Schritt S5 verwendet. Die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 kann die Druckwerte detektieren und sicherstellen.
Schritt S2: Die Zustandsdetektionseinheit 110 berechnet die Differenz zwischen den Koordinatenwerten der Motoren und dann, wenn die Differenz einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, veranlasst die Zustandsdetektionseinheit 110 die Korrekturbefehlseinheit 120, das Verfahren gemäß Schritt S2 und den nachfolgenden Schritten auszuführen. Ist hingegen die Differenz gleich oder kleiner als der Schwellenwert, ist das Verfahren beendet.
Entsprechend 4 wird angenommen, dass der Koordinatenwert des ersten Motors M1 in Z-Achsenrichtung 980 mm beträgt und der Koordinatenwert des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung 1020 mm beträgt. Ist der Schwellenwert auf 1 mm gesetzt, dann überschreitet die Differenz von 40 mm zwischen den Koordinatenwerten den Schwellenwert und der Prozess in Schritt S2 sowie in den nachfolgenden Schritten wird ausgeführt.
Schritt S3: Die Korrekturbefehlseinheit 120 berechnet einen Mittelwert der Koordinatenwerte des ersten Motors M1 und des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung. Beim Beispiel gemäß 4 ist der Koordinatenwert des ersten Motors M1 in Z-Achsenrichtung 980 mm und der Koordinatenwert des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung ist 1020 mm. Die mittlere Position liegt somit bei 1000 mm.
Schritt S4: Die Korrekturbefehlseinheit 120 berechnet die Differenz zwischen den Koordinatenwerten des ersten Motors M1 und des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung und der mittleren Position, berechnet gemäß Schritt S3.
Beim Beispiel nach 4 beträgt die Abweichung des ersten Motors M1 von der mittleren Position 20 mm aufwärts (-20 mm in Z-Achsenrichtung) und die Abweichung des zweiten Motors M2 von der mittleren Position beträgt 20 mm nach unten (+20 mm in Z-Achsenrichtung).
Schritt S5: Die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 verwendet die Koordinatenwerte und die Druckwerte des ersten Motors M1 und des zweiten Motors M2 in Z-Achsenrichtung der letzten zwei Messwerte, wie in Schritt S1 gespeichert, um die Korrekturverstärkung G_L für den ersten Motor M1 und die Korrekturverstärkung G_R für den zweiten Motor M2 gemäß obiger Gleichung (1) bzw. Gleichung (2) zu berechnen. Beim Beispiel nach 4 liegen die Korrekturverstärkungen bei 10.
Die Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140 speichert die Korrekturverstärkungen G_L und G_R, wie durch die Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 berechnet. Angemerkt sei, dass der Prozess in Schritt S5 übersprungen werden kann, wenn die Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140 im Voraus eingestellte Korrekturverstärkungen abspeichert.
Die Korrekturbefehlseinheit 120 verwendet die in der Korrekturverstärkungsspeichereinheit 140 abgespeicherten Korrekturverstärkungen, um die entsprechenden Drücke zu berechnen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Korrekturdrücke gleich für den ersten Motor M1 und den zweiten Motor M2. Der Druck des in Z-Achsenrichtung vorschiebenden Motors (zweiter Motor M2 in 5) wird um P abgeschwächt und der Druck des zurückgebliebenen Motors (erster Motor M1 in 5) wird um P erhöht. Auf diese Weise wird zwar die Druckbalance zwischen den Motoren geändert, jedoch bleibt der Gesamtdruck gleich.
Nunmehr wird ein Berechnungsverfahren für den Korrekturdruck gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 7 näher beschrieben. Der Bewegungsbetrag des ersten Motors M1, welcher erforderlich ist für eine Korrektur der Abweichung kann durch die nachfolgende Gleichung gewonnen werden. $\begin{matrix} Bewegungsbetrag des ersten Motors M1 \\ = Δ Z \times (G_{R} \div (G_{L} + G_{R})) \end{matrix}$
Der Korrekturdruck, welcher erforderlich ist, um den Bewegungsbetrag für den ersten Motor M1 zu erreichen, kann gewonnen werden durch Multiplikation der Korrekturverstärkung des ersten Motors M1 mit dem Bewegungsbetrag des ersten Motors M1. $\begin{matrix} Korrekturdruck des ersten Motors M1 \\ = Δ Z \times ((G_{L} \times G_{R}) \div (G_{L} + G_{R})) \end{matrix}$
Der Korrekturdruck des zweiten Motors M2 wird auf ähnliche Weise gewonnen, also $\begin{matrix} Korrekturdruck des zweiten Motors M2 \\ = Δ Z \times ((G_{L} \times G_{R}) \div (G_{L} + G_{R})) \end{matrix}$
Beim Beispiel nach 4 beträgt der Korrekturdruck des ersten Motors M1 +200 N, und der Korrekturdruck des zweiten Motors M2 beträgt -200 N.
Für die weitere Beschreibung sei ein anderes Beispiel gewählt. Es sei angenommen, dass der Koordinatenwert Z_L des ersten Motors M1 bei 985 mm liegt und der Koordinatenwert Z_R des zweiten Motors M2 bei 1015 mm. Es sei weiter angenommen, dass die Korrekturverstärkung G_L des ersten Motors M1 bei 10 N/mm liegt und die Korrekturverstärkung G_R des zweiten Motors M2 bei 5 N/mm. In diesem Fall kann der Korrekturdruck durch die obige Gleichung (3) gewonnen werden. $\begin{array}{l} Korrekturdruck \\ \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} & = (1015 - 985) \times ((10 \times 5) \div (10 + 5)) = 100 N \end{matrix} \end{array}$
Schritt S6: Die Korrekturbefehlseinheit 120 korrigiert den Druckbefehlswert unter Verwendung des Korrekturdruckes zum Erzeugen neuer Druckbefehlswerte (nachfolgend als „Korrekturdruckbefehlswerte“ bezeichnet) und gibt die korrigierten Ausgangswerte an die Motoren M1 und M2. Im Einzelnen: die Korrekturbefehlseinheit 120 subtrahiert den Korrekturdruck vom Druckbefehlswert des in Z-Achsenrichtung vorschiebenden (vorauseilenden) Motors und addiert den Korrekturdruck zum Druckbefehlswert des zurückgebliebenen Motors.
Beim Beispiel nach 4 beträgt der Korrekturdruckbefehlswert des ersten Motors M1 1000 N + 200 N = 1200 N und der Korrekturdruckbefehlswert des zweiten Motors M2 beträgt 1000 N - 200 N = 800 N.
Ein weiteres Beispiel: es sei angenommen, dass der Koordinatenwert Z_L des ersten Motors M1 bei 985 mm liegt und der Koordinatenwert Z_R des zweiten Motors M2 bei 1015 mm. Es sei weiter angenommen, dass der Druckbefehlswert des ersten Motors M1 und der Druckbefehlswert des zweiten Motors M2 beide bei 1000 N liegen und dass der Korrekturdruck 100 N beträgt. In diesem Fall ist der Korrekturdruckbefehlswert des ersten Motors M1 1000 N + 100 N = 1100 N und der Korrekturdruckbefehlswert des zweiten Motors M2 ist 1000 N - 100 N = 900 N.
Ist der Prozess beendet, geht die Korrekturbefehlseinheit 120 wieder zu Schritt S2 und prüft, ob die Neigung des Tisches 10 eliminiert ist oder nicht. Ist die Neigung des Tisches 10 eliminiert, beendet die Korrekturbefehlseinheit 120 das Verfahren und prüft dann die Neigung des Tisches 10 jeweils nach vorgegebenen Zeitspannen. Ist die Neigung des Tisches 10 nicht eliminiert, führt die Korrekturbefehlseinheit 120 den Prozess in Schritt S3 wieder aus sowie die anschließenden Schritte und korrigiert die Neigung weiter. Auf diese Weise kann der Neigungskorrekturprozess periodisch oder kontinuierlich wiederholt werden, um die Neigung des oberen Tisches 10 zu entfernen und den Zustand paralleler Tische schnell wieder zu erreichen.
Wenn gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Korrekturbefehlseinheit 120 auf Basis der Differenz der Positionsinformationen zwischen mehreren Motoren die Neigung eines Tisches detektiert, verwendet die Korrekturbefehlseinheit 120 die mit der Korrekturverstärkungsberechnungseinheit 130 berechneten oder vorab eingestellten Korrekturverstärkungen, um die Korrekturdrücke für die mehreren Motoren zu berechnen. In diesem Falle haben die Absolutwerte der Korrekturdrücke der mehreren Motoren die gleichen Werte. Deshalb kann die Neigung des Tisches eliminiert werden und so können Bearbeitungsfehler durch den Antriebsapparat, wie bei einer Druckbearbeitungsvorrichtung, reduziert werden. Auch können die Lebensdauern von Pressformen und dergleichen verlängert werden. Auch können unerwünschte Geräusche und unerwünschte Vibrationen beim Antrieb aufgrund der Neigungen des Tisches verhindert werden.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Beim ersten Ausführungsbeispiel führt die Korrekturbefehlseinheit 120 die Korrektur so aus, dass der Gesamtdruck des ersten Motors M1 und des zweiten Motors M2 vor und nach der Korrektur gleich gehalten ist. Beim zweiten Ausführungsbeispiel hingegen ändert die Korrekturbefehlseinheit 120 nicht den Druckbefehlswert für den in Richtung der Z-Achse vorauseilenden (zu schnellen) Motor, sondern korrigiert den Druckbefehlswert für den nacheilenden (langsameren) Motor. Dieses Korrekturverfahren ist insbesondere geeignet für ein Material, welches stark dazu neigt, in die Ausgangsform zurückzufedern (ein Material das dazu neigt, bei Entfernung der Last am Werkstück in die Ausgangsform zurückzukehren) oder ein Material, welches sich vollständig plastisch deformiert. Erfolgt die Korrektur durch Druckreduktion entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel bei einem solchen Material, kann das Werkstück in ungewollter Weise deformiert werden oder in eine Form zurückspringen. Mit dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel kann dies verhindert werden.
Ein Betrieb der numerischen Steuerung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nunmehr mit Blick auf 8 näher beschrieben.
Es sei angenommen, dass der zweite Motor M2 in Z-Achsenrichtung vorauseilt und der erste Motor M1 verzögert ist, wie in 8, linke Seite dargestellt ist. Sind die ursprünglichen Druckbefehlswerte für den ersten Motor M1 und den zweiten Motor M2 1000 N, erhöht die Korrekturbefehlseinheit 120 nur für den ersten Motor M1, welcher in Z-Achsenrichtung verzögert ist, den Korrekturdruckbefehlswert auf beispielsweise 1200 N. Die Korrekturverstärkungen und die Korrekturdrücke können so wie beim ersten Ausführungsbeispiel berechnet werden. Die Korrekturbefehlseinheit 120 kann aber auch die Absolutwerte der Korrekturdrücke für alle Motoren M1 und M2 addieren und den Gesamtwert als Korrekturdruck für den ersten Motor M1 wählen. Andererseits kann die Korrekturbefehlseinheit 120 auch den Korrekturdruckbefehlswert nur für den ersten Motor M1 ausgeben.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel führt die Korrekturbefehlseinheit 120 eine Korrektur aus durch Reduzierung des Druckbefehlswertes für den in Z-Achsenrichtung vorauseilenden Motor, während für den verzögerten (nacheilenden) Motor der Druckbefehlswert so gehalten wird, wie er ist. Dieses Korrekturverfahren ist insbesondere geeignete für kritische Materialien, bei denen Bearbeitungsfehler bei starken Lasten häufiger auftreten.
Der Betrieb der numerischen Steuerung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel soll nun mit Blick auf 9 näher beschrieben werden.
Es sei angenommen, dass der zweite Motor M2 in Z-Achsenrichtung vorauseilt und der erste Motor M1 langsamer ist, wie in 9, linke Seite, dargestellt ist. Weiterhin sei angenommen, dass der ursprüngliche Druckbefehlswert für den ersten Motor M1 und den zweiten Motor M2 bei 1000 N liegt. Die Korrekturbefehlseinheit 120 reduziert nur den Korrekturdruckbefehlswert für den zweiten Motor M2, der in Z-Richtung vorauseilt, auf beispielsweise 800 N. Zwar können die Korrekturverstärkungen und die Korrekturdrücke wie beim ersten Ausführungsbeispiel berechnet werden, jedoch kann die Korrekturbefehlseinheit 120 auch die Absolutwerte der Korrekturdrücke aller Motoren M1 und M2 addieren und den Gesamtwert als Korrekturdruck für den zweiten Motor M2 einstellen. Andererseits kann die Korrekturbefehlseinheit 120 auch einen Korrekturdruckbefehlswert nur für den zweiten Motor M2 ausgeben.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann abgewandelt werden, ohne ihren Bereich zu verlassen. Die einzelnen Komponenten der Ausführungsbeispiele können abgewandelt und auch weggelassen werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise sind bei Beschreibung der Ausführungsbeispiele zwei Motoren vorgesehen, jedoch können auch drei oder mehr Motoren eingesetzt sein. Es wurden für jeden Motor Abweichungen von der Mittelwertposition berechnet und die Korrekturverstärkungen und Korrekturdrücke wurden berechnet auf Basis der Abweichungen, um die Neigung im Antriebsapparat zu eliminieren, wobei dieses Verfahren auch bei drei oder mehr Motoren so eingesetzt werden kann.
Zwar stellt die Korrekturbefehlseinheit 120 die gleichen Korrekturdrücke für die mehreren Motoren ein oder stellt einen der Korrekturdrücke auf 0 bei den Ausführungsbeispielen ein, jedoch können die Korrekturdrücke auch graduell auf mehrere Motoren verteilt werden. Wenn beispielsweise der erste Motor in Z-Richtung vorauseilt, kann der Absolutwert des Korrekturdruckes zum Reduzieren des Druckbefehlswertes für den ersten Motor kleiner eingestellt werden als der Absolutwert des Korrekturdruckes für die Erhöhung des Korrekturdruckes am zweiten Motor. In diesem Fall kann das Problem beim ersten Ausführungsbeispiel, wie anhand des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels beschrieben, vermieden werden und die Neigung des Tisches kann schneller als bei den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen eliminiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015205474 [0010, 0013]
JP 2009226451 [0011, 0013]
JP 2003230996 [0012]
JP 2015 [0013]
JP 205474 [0013]

Claims

Numerische Steuerung für eine Drucksteuerung auf Basis eines Druckbefehls und zum Steuern eines Antriebsapparates mit einem Tisch, der durch zumindest zwei Motoren, einen ersten Motor und einen zweiten Motor, angetrieben wird, wobei die numerische Steuerung aufweist: eine Zustandsdetektionseinheit, welche jeweilige Positionen des ersten Motors und des zweiten Motors detektiert; eine Korrekturverstärkungsspeichereinheit, welche für sowohl den ersten Motor als auch den zweiten Motor eine Korrekturverstärkung abspeichert, welche einer Beziehung zwischen Druck und Position entspricht; und eine Korrekturbefehlseinheit, welche dann, wenn die Positionen des ersten Motors und des zweiten Motors abweichen, einen Korrekturdruck berechnet auf Basis der Korrekturverstärkungen zum Korrigieren eines Druckbefehlswertes für sowohl den ersten als auch den zweiten Motor auf Basis des Korrekturdruckes.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Korrekturverstärkungsberechnungseinheit zum Berechnen der Korrekturverstärkungen.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die Position des zweiten Motors in Antriebsrichtung der Position des ersten Motors vorauseilt, die Korrekturbefehlseinheit eine Korrektur durchführt durch Erhöhung des Druckbefehlswertes für den ersten Motor und Reduzierung des Druckbefehlswertes für den zweiten Motor.
Numerische Steuerung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei dann, wenn die Position des zweiten Motors der Position des ersten Motors in Antriebsrichtung vorauseilt, die Korrekturbefehlseinheit eine Korrektur durchführt durch Erhöhung nur des Druckbefehlswertes für den ersten Motor und Konstanthaltung des Druckbefehlswertes für den zweiten Motor.
Numerische Steuerung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei dann, wenn die Position des zweiten Motors in Antriebsrichtung der Position des ersten Motors vorauseilt, die Korrekturbefehlseinheit eine Korrektur durchführt durch Konstanthaltung des Druckbefehlswertes für den ersten Motor und Reduzierung nur des Druckbefehlswertes für den zweiten Motor.