DE102019006642A1 - Numerische Steuerung - Google Patents

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Noboru Hirose
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Abstract

Eine numerische Steuerung, die eine Vorgängerachse und eine Nachfolgerachse gemäß einem vorbestimmten Gleichlaufverhältnis durch eine mehrachsige Gleichlaufsteuerung hin und her bewegt, ist mit einer Befehlsdecodierungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Befehl zu decodieren, der eine Mehrzahl von Befehlsblöcken umfasst, einer Verteilungsverarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Verteilungsbewegungsbetrag, bei dem es sich um einen Bewegungsbetrag für jede Steuerperiode eines Motors handelt, basierend auf den Befehlsblöcken zu generieren, einer Endpunktkorrektureinheit, die konfiguriert ist, um eine erste Korrekturverarbeitung auszuführen, um den Verteilungsbewegungsbetrag zu korrigieren, so dass eine Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse einen Endpunkt erreicht, wobei es sich um einen Wendepunkt der Hin- und Herbewegung handelt, und zweite Korrekturverarbeitung auszuführen, um den Gleichlauf wiederherzustellen, der durch die erste Korrekturverarbeitung aufgehoben wurde, und einer Motorsteuereinheit, die konfiguriert ist, um den Motor basierend auf dem korrigierten Verteilungsbewegungsbetrag antriebsmäßig zu steuern, versehen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuerung und genauer gesagt eine numerische Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Befehl für einen Endpunkt bei einer Hin- und Herbewegung zu korrigieren.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Eine numerische Steuerung, die eine mehrachsige Gleichlaufsteuerfunktion aufweist, ist in der Technik bekannt. Die mehrachsige Gleichlaufsteuerung ist ein Steuersystem zum Festlegen des Bewegungsbetrags einer Nachfolgerachse basierend auf der einer Vorgängerachse. Gemäß der mehrachsigen Gleichlaufsteuerung kann eine Trajektorie in der Form einer Dreieckwelle, wie etwa der in 1 gezeigten Befehlswellenform, durch die Hin- und Herbewegung der Nachfolgerachse mit einer festgesetzten Geschwindigkeit in einer festgesetzten Richtung (z. B. der Y-Achsenrichtung), die zur derjenigen der Vorgängerachse, die sich mit einer festgesetzten Geschwindigkeit in einer festgesetzten Richtung (z. B. der X-Achsenrichtung) bewegt, rechtwinklig ist, eingezeichnet werden. Dieser Vorgang wird beispielsweise für eine Vliesstoffwickelvorrichtung ausgeführt, die Fasern bewegt, die auf einem Förderband synchron zu der Geschwindigkeit des Förderbands von einer Seite zur anderen fließen. Beim Ausführen der mehrachsigen Gleichlaufsteuerung ist das Verhältnis zwischen den jeweiligen Bewegungsbeträgen der Vorgänger- und Nachfolgerachsen als Gleichlaufverhältnis vorgegeben. Falls somit die Bewegungsgeschwindigkeit (Bewegungsbetrag pro Steuerperiode) der Vorgängerachse vorgegeben ist, dann wird die Bewegungsgeschwindigkeit (Bewegungsbetrag pro Steuerperiode) der Nachfolgerachse, die zur Vorgängerachse synchron ist, automatisch festgelegt.
  • Falls die Nachfolgerachse unter der mehrachsigen Gleichlaufsteuerung eine Hin- und Herbewegung ausführt, kann jedoch manchmal ein Phänomen vorkommen, bei dem die Nachfolgerachse einen Endpunkt nicht erreichen kann, wie durch die Rückkopplungswellenform aus 1 angegeben. Eine Servoverzögerung gegenüber einem Hin- und Herbewegungsbefehl ist die Hauptursache für ein derartiges Phänomen.
  • Vermutlich kann diese Ursache dadurch behoben werden, dass eine Vorsteuerung aktiviert wird. Da die Nachfolgerachse mit der Vorgängerachse in der mehrachsigen Gleichlaufsteuerung synchron ist, erfolgen Beschleunigung und Verzögerung jedoch nicht am Endpunkt. Falls die Vorsteuerung während der Hin- und Herbewegung aktiviert wird, werden dadurch zu starke Erschütterungen verursacht, so dass die Aktivierung nicht realistisch ist.
  • Die Verfahren, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-173619 und dem japanischen Patent Nr. 5931289 beschrieben werden, sind dazu gedacht, ähnliche Probleme bei der mehrachsigen Gleichlaufsteuerung zu lösen.
  • Bei den Verfahren, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-173619 und dem japanischen Patent Nr. 5931289 beschrieben werden, muss ein Bewegungsvorgang jedoch wiederholt werden, während ein Korrekturbetrag durch Ausprobieren berechnet wird. Somit wird anfänglich keine geeignete Korrektur ausgeführt. Entsprechend leidet die Vliesstoffwickelvorrichtung beispielsweise unter dem Problem, dass sie im Anfangsstadium keine einheitliche Bandform erzielen kann.
  • Des Weiteren offenbaren die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-173619 und das japanische Patent Nr. 5931289 keine spezifischen Verfahren zum Wiederherstellen des Gleichlaufs zwischen den Vorgänger- und Nachfolgerachsen nach der Korrektur.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um die obigen Probleme zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, eine numerische Steuerung bereitzustellen, die konfiguriert ist, um einen Befehl für einen Endpunkt bei einer Hin- und Herbewegung zu korrigieren.
  • Eine numerische Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine numerische Steuerung, die eine Vorgängerachse und eine Nachfolgerachse gemäß einem vorbestimmten Gleichlaufverhältnis durch eine mehrachsige Gleichlaufsteuerung hin und her bewegt, und umfasst eine Befehlsdecodierungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Befehl zu decodieren, der eine Mehrzahl von Befehlsblöcken umfasst, eine Verteilungsverarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Verteilungsbewegungsbetrag, bei dem es sich um einen Bewegungsbetrag für jede Steuerperiode eines Motors handelt, basierend auf den Befehlsblöcken zu generieren, eine Endpunktkorrektureinheit, die konfiguriert ist, um eine erste Korrekturverarbeitung auszuführen, um den Verteilungsbewegungsbetrag zu korrigieren, so dass eine Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse einen Endpunkt erreicht, wobei es sich um einen Wendepunkt der Hin- und Herbewegung handelt, und um eine zweite Korrekturverarbeitung auszuführen, um den Gleichlauf wiederherzustellen, der durch die erste Korrekturverarbeitung aufgehoben wurde, und eine Motorsteuereinheit, die konfiguriert ist, um den Motor basierend auf dem korrigierten Verteilungsbewegungsbetrag antriebsmäßig zu steuern.
  • Bei der numerischen Steuerung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung addiert die Endpunktkorrektureinheit bei der ersten Korrekturverarbeitung einen zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δc) der Nachfolgerachse, der basierend auf der Rückkopplungsposition und dem Endpunkt der Nachfolgerachse berechnet wird, zu einer verbleibenden Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse in dem gerade ausgeführten Befehlsblock.
  • Bei der numerischen Steuerung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung korrigiert die Endpunktkorrektureinheit das Gleichlaufverhältnis basierend auf einem zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δc) der Nachfolgerachse bei der ersten Korrekturverarbeitung.
  • Bei der numerischen Steuerung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung subtrahiert die Endpunktkorrektureinheit bei der zweiten Korrekturverarbeitung einen zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δp) der Vorgängerachse, der basierend auf dem zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δc) der Nachfolgerachse und dem Gleichlaufverhältnis berechnet wird, von einem verbleibenden Bewegungsbetrag der Vorgängerachse in dem nächsten Befehlsblock.
  • Bei der numerischen Steuerung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert die Endpunktkorrektureinheit das Gleichlaufverhältnis in dem nächsten Befehlsblock während eines vorbestimmten Zeitraums bei der zweiten Korrekturverarbeitung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine numerische Steuerung bereitgestellt werden, die konfiguriert ist, um einen Befehl für einen Endpunkt bei einer Hin- und Herbewegung zu korrigieren.
  • Figurenliste
  • Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervorgehen. Es zeigen:
    • 1 ein Diagramm, das ein Problem bei einer mehrachsigen Gleichlaufsteuerung zeigt;
    • 2 ein Diagramm, das eine Betätigung einer Endpunktkorrektureinheit gemäß der Ausführungsform 1 zeigt;
    • 3 ein Diagramm, das eine Betätigung der Endpunktkorrektureinheit gemäß der Ausführungsform 1 zeigt;
    • 4 ein Diagramm, das eine Betätigung einer Endpunktkorrektureinheit gemäß der Ausführungsform 2 zeigt;
    • 5 ein Diagramm, das eine Betätigung einer Endpunktkorrektureinheit gemäß der Ausführungsform 2 zeigt;
    • 6 ein Diagramm, das Vorgänge der Endpunktkorrektureinheiten gemäß der Ausführungsformen 1 und 2 zeigt;
    • 7 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Hardware-Konfiguration einer numerischen Steuerung zeigt; und
    • 8 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration der numerischen Steuerung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsform 1
  • Eine numerische Steuerung 1 gemäß der Ausführungsform 1 bewegt die Rückkopplungsposition einer Nachfolgerachse bis zu einem Endpunkt durch das folgende Verfahren.
    1. (1) Ein Bewegungsbetrag, bevor die Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse den Endpunkt erreicht, wird zum Zeitpunkt der endgültigen Verteilung in einem Befehlsblock berechnet.
    2. (2) Der Befehlsblock wird um den Bewegungsbetrag, der im obigen Punkt (1) berechnet wurde, erweitert, und der Gleichlauf wird während der Bewegung fortgeführt.
    3. (3) Nach dem obigen Punkt (2) wird eine Beschleunigung in einer ersten festgesetzten Periode des nächsten Blocks für einen Umlauf ausgeführt, wodurch eine Position aufgeholt wird, die mit Bezug auf die Vorgängerachse verzögert war.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm einer Hardware-Konfiguration, das die Hauptteile der numerischen Steuerung 1 gemäß der Ausführungsform 1 zeigt. Die numerische Steuerung 1 ist eine Vorrichtung, die Industriemaschinen steuert, wozu Werkzeugmaschinen gehören. Die numerische Steuerung 1 umfasst eine CPU 11, einen ROM 12, einen RAM 13, einen nicht flüchtigen Speicher 14, einen Bus 10, eine Achsensteuerschaltung 16, einen Servoverstärker 17 und eine Schnittstelle 18. Die numerische Steuerung 1 ist mit einem Servomotor 50 und einer Ein-/AusgabeVorrichtung 60 verbunden.
  • Die CPU 11 ist ein Prozessor zum allgemeinen Steuern der numerischen Steuerung 1. Die CPU 11 liest ein Systemprogramm, das in dem ROM 12 gespeichert ist, über den Bus 10 aus und steuert die gesamte numerische Steuerung 1 gemäß dem Systemprogramm.
  • In den ROM 12 werden zuvor Systemprogramme geladen, um diverse Steuerungen von Industriemaschinen, wie etwa einer Vliesstoffwickelvorrichtung und einer Werkzeugmaschine, auszuführen.
  • Der RAM 13 speichert zeitweilig provisorische Rechendaten und Anzeigedaten, Daten und Programme, die durch einen Bediener über die Ein-/Ausgabe-Vorrichtung 60 eingegeben werden, und dergleichen.
  • Der nicht flüchtige Speicher 14 ist beispielsweise durch eine (nicht gezeigte) Batterie gesichert, so dass sein Speicherzustand erhalten bleiben kann, selbst wenn die numerische Steuerung 1 ausgeschaltet wird. Der nicht flüchtige Speicher 14 speichert Daten, Programme und dergleichen, die über die Ein-/Ausgabe-Vorrichtung 60 eingegeben werden. Die Programme und Daten, die in dem nicht flüchtigen Speicher 14 gespeichert sind, können während der Durchführung und der Verwendung in dem RAM 13 dekomprimiert werden.
  • Die Achsensteuerschaltung 16 steuert die Bewegungsachsen der Industriemaschinen. Die Achsensteuerschaltung 16 empfängt einen Bewegungsbefehlsbetrag für jede Achse, der von der CPU 11 ausgegeben wird, und gibt einen Bewegungsbefehl für die Bewegungsachsen an den Servoverstärker 17 aus.
  • Beim Empfang des Achsenbewegungsbefehls, der von der Achsensteuerschaltung 16 ausgegeben wird, treibt der Servoverstärker 17 den Servomotor 50 an.
  • Der Servomotor 50 wird durch den Servoverstärker 17 angetrieben, um die Bewegungsachsen der Industriemaschinen zu bewegen. Der Servomotor 50 weist typischerweise einen eingebauten Positions-/Geschwindigkeitsdetektor auf. Der Positions-/Geschwindigkeitsdetektor gibt ein Rückkopplungssignal für Position/Geschwindigkeit aus, und es erfolgt eine Positions-/ Geschwindigkeitsregelung, wenn dieses Signal an die Achsensteuerschaltung 16 zurückgeführt wird.
  • In 7 sind die Achsensteuerschaltung 16, der Servoverstärker 17 und der Servomotor 50 jeweils als nur ein Exemplar gezeigt. In Wirklichkeit werden diese Elemente jedoch der Anzahl der Achsen der zu steuernden Industriemaschine entsprechend bereitgestellt. Beim Steuern von zwei Achsen, z. B. der Vorgänger- und Nachfolgerachsen, werden die Achsensteuerschaltung 16, der Servoverstärker 17 und der Servomotor 50 in zwei Sätzen bereitgestellt.
  • Die Ein-/Ausgabe-Vorrichtung 60 ist eine Vorrichtung zum Ein-/Ausgeben von Daten, die mit einem Display, materiellen Tasten und dergleichen ausgestattet ist, und ist typischerweise ein MDI- oder Steuerpult. Die Ein-/Ausgabe-Vorrichtung 60 zeigt Informationen, die von der CPU 11 über die Schnittstelle 18 empfangen werden, an dem Display an. Die Ein-/Ausgabe-Vorrichtung 60 liefert Befehle und Daten, die mit den materiellen Tasten und dergleichen eingegeben werden, über die Schnittstelle 18 an die CPU 11.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das eine charakteristische Funktionskonfiguration der numerischen Steuerung 1 zeigt. Die numerische Steuerung 1 umfasst typischerweise eine Befehlsdecodierungseinheit 101, eine Verteilungsverarbeitungseinheit 102, eine Endpunktkorrektureinheit 103 und eine Motorsteuereinheit 104.
  • Die Befehlsdecodierungseinheit 101 liest einen Befehl (typischerweise ein NC-Programm usw.), der eine Mehrzahl von Befehlsblöcken umfasst, beispielsweise aus dem nicht flüchtigen Speicher 14 in den RAM 13, und analysiert ihn.
  • Basierend auf dem Ergebnis der Analyse durch die Befehlsdecodierungseinheit 101, erstellt die Verteilungsverarbeitungseinheit 102 einen Verteilungsbewegungsbetrag, der ein Bewegungsbetrag für jede Steuerperiode des zu steuernden Servomotors 50 ist.
  • Die Endpunktkorrektureinheit 103 korrigiert den Verteilungsbewegungsbetrag, der durch die Verteilungsverarbeitungseinheit 102 erstellt wird, und generiert einen Verteilungsbewegungsbetrag, so dass die Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse den Endpunkt erreicht. Der korrigierte Verteilungsbewegungsbetrag wird an die Motorsteuereinheit 104 ausgegeben.
  • Die Motorsteuereinheit 104 steuert den Servomotor 50 basierend auf dem korrigierten Verteilungsbewegungsbetrag, der von der Endpunktkorrektureinheit 103 eingegeben wird, antriebsmäßig.
  • Der Betrieb der Endpunktkorrektureinheit 103 zum Umsetzen der obigen Punkte (1) bis (3) wird mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das eine Befehlswellenform und eine Rückkopplungswellenform, die durch diese Verarbeitung korrigiert wird, zeigt. Eine dicke durchgezogene Linie stellt die korrigierte Rückkopplungswellenform dar, und eine dicke gestrichelte Linie stellt die Rückkopplungswellenform vor der Korrektur dar. 3 ist ein Diagramm, das einen Verteilungsbewegungsbetrag (Verteilungsimpuls der Nachfolgerachse) zeigt, der durch diese Korrekturverarbeitung generiert wir. Die Endpunktkorrektureinheit 103 korrigiert eine ursprüngliche Befehlswellenform (basierend auf dem Verteilungsbewegungsbetrag, der durch die Verteilungsverarbeitungseinheit 102 erstellt wird), als (a), so dass die tatsächliche Position der Nachfolgerachse die beiden Enden erreicht, direkt bevor die Befehlsposition das Ende erreicht. Des Weiteren erfolgt eine Korrektur (b) zum Wiederherstellen der ursprünglichen Befehlswellenform, direkt nachdem die korrigierte Position durch die Befehlsposition erreicht wurde.
  • Es folgt eine spezifische Beschreibung der Korrekturverarbeitung (a), d. h. einer Korrekturverarbeitung, um zu bewirken, dass die Nachfolgerachse das Ende erreicht. Diese Verarbeitung erfolgt, direkt bevor die Nachfolgerachse das Ende erreicht.
    1. [1] Es wird ein Bewegungsbetrag (Δc) für einen Befehl, der zusätzlich benötigt wird, damit die aktuelle Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse das Ende erreicht, bei der Beendigung der Befehle in einem Ausführungsblock N berechnet. Ein Verfahren zum Berechnen des Bewegungsbetrags Δc wird noch beschrieben.
    2. [2] Es wird ein Bewegungsbetrag (Δp) der Vorgängerachse basierend auf einem Gleichlaufverhältnis (a = Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse / Bewegungsbetrag der Vorgängerachse) des Ausführungsblocks N und dem in dem obigen Punkt [1] berechneten Bewegungsbetrag Δc berechnet.
    3. [3] Die Bewegungsbeträge Δc und Δp, die in den obigen Punkten [1] und [2] berechnet wurden, werden in dem verbleibenden Bewegungsbetrag in dem Ausführungsblock N wiedergegeben (oder dazu addiert). Insbesondere werden die verbleibenden Bewegungsbeträge in dem Befehlsblock N, der gerade ausgeführt wird, wie folgt geändert:
      • - verbleibender Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse = aktueller verbleibender Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse + Δc, und
      • - verbleibender Bewegungsbetrag der Vorgängerachse = aktueller verbleibender Bewegungsbetrag der Vorgängerachse + Δp.
  • Es folgt eine spezifische Beschreibung der Korrekturverarbeitung (b), d. h. einer Verarbeitung, um die synchrone Beziehung wiederherzustellen. Diese Verarbeitung wird ausgeführt, direkt nachdem das Ende durch die Nachfolgerachse erreicht wurde.
    1. [1] Nachdem das Ende durch die Nachfolgerachse erreicht wurde, wird Δp von dem verbleibenden Bewegungsbetrag der Vorgängerachse in einem Ausführungsblock N+1 subtrahiert. Insbesondere wird der verbleibende Bewegungsbetrag in dem Ausführungsblock N+1 nach einem Umlauf von der Ankunft am Endpunkt (wobei die Nachfolgerachse in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird) wie folgt geändert:
      • - verbleibender Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse = Befehlsbewegungsbetrag der Nachfolgerachse im nächsten Block, und
      • - verbleibender Bewegungsbetrag der Vorgängerachse = Befehlsbewegungsbetrag der Vorgängerachse im nächsten Block - Δp.
    2. [2] Nachdem das Ende durch die Nachfolgerachse erreicht wurde, befindet sich die Nachfolgerachse in einer Position, die im Verhältnis zu der Position der Vorgängerachse um (2 x Δc) verzögert ist. Um diese Verzögerung aufzuholen, wird ein Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse basierend auf der Steuerperiode, die aus den Bewegungsbeträgen der Nachfolger- und Vorgängerachsen in dem Ausführungsblock N+1 berechnet wurde, um einen Zeitraum, der durch einen Parameter oder dergleichen vorgegeben wird, korrigiert (oder beschleunigt). Insbesondere wird das Gleichlaufverhältnis für einen festgesetzten Zeitraum geändert, so dass die Verzögerung aufgeholt wird.
  • Das Verfahren zum Berechnen des Bewegungsbetrags Δc wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Die Endpunktkorrektureinheit 103 führt die folgende Vorhersage aus und berechnet den Bewegungsbetrag Δc zu dem Zeitpunkt der endgültigen Verteilung in dem Befehlsblock N.
    1. [1] Es wird vorausgesetzt, dass der Befehlsblock N+1 (wobei die Nachfolgerachse im Verhältnis zu dem Befehlsblock N in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird) in der nächsten Steuerperiode (d. h. Δc = 0) beginnt.
    2. [2] Es werden vorhergesagte Rückkopplungswerte der Geschwindigkeit (vorhergesagte tatsächliche Geschwindigkeiten) für die nächste und die nachfolgenden Perioden basierend auf dem vorausgesetzten Bewegungsbetrag Δc, einem Geschwindigkeitsbefehl, einer Rückkopplungsschleifenverstärkung der Position und einem Rückkopplungswert der Position (tatsächliche Position) zum Zeitpunkt der endgültigen Verteilung in dem Befehlsblock N berechnet. Es wird bestimmt, ob das Ende durch den vorhergesagten Rückkopplungswert der Position (vorhergesagte tatsächliche Position) bei der Vorzeicheninversion des vorhergesagten Rückkopplungswertes der Geschwindigkeit erreicht wird oder nicht.
    3. [3] Falls die Positionsrückkopplung, die in dem obigen Punkt [2] vorhergesagt wurde, kurz vor dem Ende liegt, wird die Voraussetzung korrigiert, um den Befehlsblock N zu verlängern (oder einen vorbestimmten Betrag zu Δc zu addieren), und die Bestimmung aus Punkt [2] wird erneut ausgeführt. Falls das Ende durch die Positionsrückkopplung, die in dem obigen Punkt [2] vorhergesagt wurde, erreicht wird, wird dagegen dieses Mal der Bewegungsbetrag Δc als der Bewegungsbetrag Δc eingesetzt, der in den obigen Schritten (a) und (b) der Korrekturverarbeitung verwendet wurde.
  • Die Endpunktkorrektureinheit 103 kann kurz die Differenz (oder den Fehlbetrag) zwischen dem Ende und der vorhergesagten Positionsrückkopplung übernehmen, falls Δc = 0 als der Bewegungsbetrag Δc gegeben ist, der in den obigen Schritten (a) und (b) der Korrekturverarbeitung verwendet wurde.
  • Ausführungsform 2
  • Im Vergleich zu der Ausführungsform 1 ist die Ausführungsform 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Startzeitpunkt des nächsten Blocks N+1 nicht verschoben werden kann. Eine numerische Steuerung 1 gemäß der Ausführungsform 2 bewegt die Rückkopplungsposition einer Nachfolgerachse bis zu einem Endpunkt durch das folgende Verfahren.
    1. (1) Ein Bewegungsbetrag, bevor die Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse den Endpunkt erreicht, wird zu einem geeigneten Zeitpunkt vor der Ankunft am Endpunkt berechnet.
    2. (2) Der Bewegungsbetrag, der in dem obigen Punkt (1) berechnet wurde, wird für einen festgesetzten Zeitraum dividiert und addiert. Insbesondere wird die Geschwindigkeit erhöht.
    3. (3) Nach dem obigen Punkt (2) erfolgt eine Beschleunigung in einer ersten festgesetzten Periode des nächsten Blocks für einen Umlauf, wodurch eine Position aufgeholt wird, die im Verhältnis zu einer Vorgängerachse verzögert ist.
  • Da die Hardware-Konfiguration und die Funktionskonfiguration der numerischen Steuerung 1 der Ausführungsform 2 ähnlich wie die der Ausführungsform 1 sind, entfällt eine Beschreibung derselben.
  • Die Betätigung der Endpunktkorrektureinheit 103 zum Umsetzen der obigen Punkte (1) bis (3) wird mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist ein Diagramm, das eine Befehlswellenform und eine Rückkopplungswellenform, die durch diese Verarbeitung korrigiert wird, zeigt. Eine dicke durchgezogene Linie stellt die korrigierte Rückkopplungswellenform dar, und eine dicke gestrichelte Linie stellt die Rückkopplungswellenform vor der Korrektur dar. 5 ist ein Diagramm, das einen Verteilungsbewegungsbetrag (Verteilungsimpuls der Nachfolgerachse) zeigt, der durch diese Korrekturverarbeitung generiert wird. Die Endpunktkorrektureinheit 103 korrigiert eine ursprüngliche Befehlswellenform (basierend auf dem Verteilungsbewegungsbetrag, der durch die Verteilungsverarbeitungseinheit 102 erstellt wird) als (a'), so dass die tatsächliche Position der Nachfolgerachse die beiden Enden erreicht, bevor die Befehlsposition das Ende erreicht (d. h. zu einem Zeitpunkt, der um einen voreingestellten Zeitraum vorhergeht). Des Weiteren wird eine Korrektur (b') zum Wiederherstellen der ursprünglichen Befehlswellenform ausgeführt, direkt nachdem die korrigierte Position durch die Befehlsposition erreicht wurde.
  • Es folgt eine spezifische Beschreibung der Korrekturverarbeitung (a'), d. h. der Korrekturverarbeitung, um zu bewirken, dass die Nachfolgerachse das Ende erreicht. Diese Verarbeitung wird zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt, bevor die Nachfolgerachse das Ende erreicht.
    1. [1] Ein Bewegungsbetrag (Δc) für einen Befehl, der zusätzlich benötigt wird, damit die aktuelle Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse das Ende erreicht, wird zu einem Zeitpunkt berechnet, welcher der Beendigung von Befehlen in einem Ausführungsblock N um einen Zeitraum vorhergeht, der zuvor durch einen Parameter oder dergleichen vorgegeben wurde. Das Verfahren zum Berechnen des Bewegungsbetrags Δc wurde bereits in Verbindung mit der Ausführungsform 1 beschrieben.
    2. [2] Der Bewegungsbetrag Δc, der in dem obigen Punkt [1] berechnet wurde, wird in dem Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse des Gleichlaufverhältnisses (α = Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse / Bewegungsbetrag der Vorgängerachse) des Ausführungsblocks N wiedergegeben (oder dazu addiert), und das Gleichlaufverhältnis wird wie folgt geändert: α ' = ( Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse + Δ c ) / Bewegungsbetrag der Vorgängerachse .
      Figure DE102019006642A1_0001
    3. [3] Der Bewegungsbetrag Δc, der in dem obigen Punkt [1] berechnet wurde, wird in dem verbleibenden Bewegungsbetrag in dem Ausführungsblock N wiedergegeben (oder dazu addiert). Insbesondere wird der verbleibende Bewegungsbetrag in dem Befehlsblock N, der gerade ausgeführt wird, wie folgt geändert:
      • - verbleibender Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse = aktueller verbleibender Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse + Δc.
  • Es folgt eine spezifische Beschreibung der Korrekturverarbeitung (b'), d. h. einer Verarbeitung, um die synchrone Beziehung wiederherzustellen. Diese Verarbeitung wird ausgeführt, direkt nachdem das Ende durch die Nachfolgerachse erreicht wurde.
    1. [1] Nachdem das Ende durch die Nachfolgerachse erreicht wurde, befindet sich die Nachfolgerachse in einer Position, die im Verhältnis zu der Position der Vorgängerachse um Δc verzögert ist. Um diese Verzögerung aufzuholen, wird ein Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse basierend auf der Steuerperiode, die aus den Bewegungsbeträgen der Nachfolger- und Vorgängerachsen in dem Ausführungsblock N+1 berechnet wurde, für einen Zeitraum korrigiert (oder beschleunigt), der durch einen Parameter oder dergleichen vorgegeben wird. Insbesondere wird das Gleichlaufverhältnis für einen festgesetzten Zeitraum geändert, so dass die Verzögerung aufgeholt wird.
  • Gemäß diesen Ausführungsformen berechnet die Endpunktkorrektureinheit 103 einen zusätzlichen Bewegungsbetrag Δc, der für die Ankunft an dem Endpunkt benötigt wird, bevor die Nachfolgerachse den Endpunkt erreicht, und korrigiert den Befehl zum Umsetzen des Bewegungsbetrags Δc. Somit kann eine Hin- und Herbewegung unter einer mehrachsigen Gleichlaufsteuerung ohne Ausprobieren richtig korrigiert werden.
  • Des Weiteren führt die Endpunktkorrektureinheit 103 gemäß den obigen Ausführungsformen eine Steuerung aus, um den Gleichlauf zwischen der Vorgängerachse und der Nachfolgerachse nach der Ausführung der Korrekturverarbeitung wiederherzustellen. Somit kann der Gleichlauf sofort wiederhergestellt werden, selbst wenn die Achsen zeitweilig durch die Korrekturverarbeitung asynchron gemacht werden, so dass eine einheitliche Bandform, beispielsweise einer Vliesstoffwickelvorrichtung, unbeschädigt bleibt.
  • Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf die Beispiele der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und kann geeignet geändert und in anderen Formen ausgebildet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 5173619 [0005, 0006, 0007]
    • JP 5931289 [0005, 0006, 0007]

Claims (5)

  1. Numerische Steuerung, die konfiguriert ist, um eine Vorgängerachse und eine Nachfolgerachse gemäß einem vorbestimmten Gleichlaufverhältnis durch eine mehrachsige Gleichlaufsteuerung hin und her zu bewegen, wobei die numerische Steuerung umfasst: eine Befehlsdecodierungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Befehl zu decodieren, der eine Mehrzahl von Befehlsblöcken umfasst; eine Verteilungsverarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Verteilungsbewegungsbetrag, bei dem es sich um einen Bewegungsbetrag für jede Steuerperiode eines Motors handelt, basierend auf den Befehlsblöcken zu generieren; eine Endpunktkorrektureinheit, die konfiguriert ist, um eine erste Korrekturverarbeitung auszuführen, um den Verteilungsbewegungsbetrag zu korrigieren, so dass eine Rückkopplungsposition der Nachfolgerachse einen Endpunkt erreicht, der ein Wendepunkt der Hin- und Herbewegung ist, und eine zweite Korrekturverarbeitung auszuführen, um den Gleichlauf wiederherzustellen, der durch die erste Korrekturverarbeitung aufgehoben wurde; und eine Motorsteuereinheit, die konfiguriert ist, um den Motor basierend auf dem korrigierten Verteilungsbewegungsbetrag antriebsmäßig zu steuern.
  2. Numerische Steuerung nach Anspruch 1, wobei die Endpunktkorrektureinheit bei der ersten Korrekturverarbeitung einen zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δc) der Nachfolgerachse, der basierend auf der Rückkopplungsposition und dem Endpunkt der Nachfolgerachse berechnet wird, zu einem verbleibenden Bewegungsbetrag der Nachfolgerachse in dem gerade ausgeführten Befehlsblock addiert.
  3. Numerische Steuerung nach Anspruch 1, wobei die Endpunktkorrektureinheit das Gleichlaufverhältnis basierend auf einem zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δc) der Nachfolgerachse bei der ersten Korrekturverarbeitung korrigiert.
  4. Numerische Steuerung nach Anspruch 2, wobei die Endpunktkorrektureinheit bei der zweiten Korrekturverarbeitung einen zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δp) der Vorgängerachse, der basierend auf dem zusätzlichen Bewegungsbetrag (Δc) der Nachfolgerachse und dem Gleichlaufverhältnis berechnet wird, von einem verbleibenden Bewegungsbetrag der Vorgängerachse in dem nächsten Befehlsblock subtrahiert.
  5. Numerische Steuerung nach Anspruch 1 oder 4, wobei die Endpunktkorrektureinheit das Gleichlaufverhältnis in dem nächsten Befehlsblock für einen vorbestimmten Zeitraum bei der zweiten Korrekturverarbeitung ändert.
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