DE112020000402T5

DE112020000402T5 - Industriemaschine, Regelungsvorrichtung, Regelungs-Ausgleichsvorrichtung und Regelungsverfahren

Info

Publication number: DE112020000402T5
Application number: DE112020000402.3T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Bandoh
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-10-28
Also published as: JPWO2020203876A1; KR20210113331A; CN113518958A; KR102598075B1; WO2020203876A1

Abstract

Eine Einheit für Berechnung von Gegenwirkung berechnet einen Wert, der sich auf eine Gegenwirkung eines Stellgliedes bezieht, durch die eine relative Position eines Werkzeugs und eines Werkstücks zueinander verschoben wird, auf Basis einer Soll-Position, die sich auf die relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht. Eine Einheit für Ausgabe eines Befehls gibt einen aktuellen Befehl an das Stellglied auf Basis des Wertes, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und der Soll-Position aus.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Industriemaschine, eine Regelungsvorrichtung, eine Regelungs-Ausgleichsvorrichtung und ein Regelungsverfahren. Priorität wird für die japanische Patentanmeldung Nr. 2019-068965 beansprucht, die am 29. März 2019 eingereicht wurde und deren Inhalt durch Verweis einbezogen wird.
Technischer Hintergrund
Patentdokument 1 offenbart eine Methode zum Durchführen einer Vorwärtsregelung eines Regelungsobjekts mittels eines Modells inverser Kinematik. Im Vergleich zu einer Rückführregelung ist bei der Vorwärtsregelung eine bessere Regelungsgüte zu erwarten, da es keine Verzögerung in einer Schleifenzeit gibt.
Liste der Anführungen
Patentdokumente
Patentdokument 1
Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichungs-Nr. H6-320451
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei einer Industriemaschine, die ein Werkstück unter Verwendung eines Werkzeugs bearbeitet, ist es dabei erwünscht, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen und eine Größe der Maschine zu verringern. Um die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, ist es erforderlich, Antrieb eines Werkzeugs und des Werkstücks zu beschleunigen. Jedoch verringert sich, wenn sich die Größe einer Industriemaschine verringert, auch das Gewicht der Industriemaschine selbst. Dementsprechend verringert sich eine Kontaktfläche zwischen einem Sockel der Industriemaschine und einer Bodenfläche. Wenn die Industriemaschine angetrieben wird, bewirkt eine Gegenwirkung des Antriebs Vibration des Sockels der Industriemaschine. Die Vibration des Sockels nimmt zu, wenn das Werkzeug und das Werkstück schneller angetrieben werden. Durch diese Vibration wird eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander verschoben, und die Regelungsgüte, z. B. die Kontur-Regelungsgüte, nimmt ab. Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit zunimmt und die Größe der Maschine verringert wird, nimmt die Regelungsgüte ab.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Industriemaschine, eine Regelungsvorrichtung, eine Regelungs-Ausgleichsvorrichtung und ein Regelungsverfahren zu schaffen, die in der Lage sind, Einflüsse auf Regelungsgüte aufgrund einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit oder einer Verringerung einer Größe der Maschine zu reduzieren.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Industriemaschine geschaffen, die ein Werkzeug, das zum Bearbeiten eines Werkstücks ausgeführt ist, ein Stellglied, das so ausgeführt ist, dass es das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander bewegt, sowie eine Regelungsvorrichtung enthält, die zum Regeln eines Verhaltens des Stellgliedes ausgeführt ist, wobei die Regelungsvorrichtung eine Einheit für Berechnung von Gegenwirkung, die so ausgeführt ist, dass sie einen Wert, der sich auf eine Gegenwirkung in Bezug auf eine Wirkung des Stellgliedes bezieht, auf Basis einer Soll-Position berechnet, die sich auf eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht, sowie eine Befehlsausgabe-Einheit einschließt, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Befehl an das Stellglied auf Basis des Wertes, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und der Soll-Position ausgibt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß dem oben genannten Aspekt ist es möglich, Einflüsse auf Regelungsgüte aufgrund einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit oder einer Verringerung der Größe einer Industriemaschine zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die einen Aufbau einer Industriemaschine gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Schema, das ein Beispiel für Modellierung der Industriemaschine zeigt.
4 ist ein Schema, das ein Beispiel einer Konfiguration eines neuronalen Netzes zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktion der Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das die Funktion der-Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
7A ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Rückführungs-Signalen darstellt, die von einer Regelungsvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel ausgegeben werden.
7B ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Kontur-Abweichungen bei Bearbeitungs-Regelung durch die Regelungsvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt.
8A ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Rückführungs-Signalen darstellt, die von der Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ausgegeben werden.
8B ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Kontur-Abweichungen bei Bearbeitungs-Regelung durch die Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine Draufsicht, die einen Aufbau einer Industriemaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Eine Industriemaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Schleifmaschine.
Aufbau der Industriemaschine
Die Industriemaschine 100 enthält einen Sockel 110, eine Aufnahmeeinrichtung 120, einen Werkzeugträger 130 sowie eine Regelungsvorrichtung 140. Der Sockel 110 ist auf einer Bodenfläche in einer Fabrik installiert. Die Aufnahmeeinrichtung 120 und der Werkzeugträger 130 sind an einer Oberseite des Sockels 110 vorhanden. Die Aufnahmeeinrichtung 120 nimmt beide Enden eines Werkstücks W auf und dreht das Werkstück W um eine Hauptspindel herum. Der Werkzeugträger 130 trägt ein Werkzeug 131 zum Bearbeiten des von der Aufnahmeeinrichtung 120 aufgenommenen Werkstücks W. Im Folgenden wird eine Richtung im rechten Winkel zu der Hauptspindel an der Oberseite des Sockels 110 als eine X-Richtung bezeichnet, wird eine Richtung, in der sich die Hauptspindel erstreckt, als eine Y-Richtung bezeichnet, und wird eine Richtung im rechten Winkel zu der Oberseite des Sockels 110 als eine Z-Richtung bezeichnet. Das heißt, in der folgenden Beschreibung wird eine Positionsbeziehung der Industriemaschine 100 unter Bezugnahme auf ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem mit einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse beschrieben.
Der Sockel 110 enthält einen Y-Achsen-Führungsabschnitt 111, der den Werkzeugträger 130 in der Y-Achsen-Richtung verschiebbar trägt, und ein Y-Achsen-Stellglied 112, das den Werkzeugträger 130 in der Y-Achsen-Richtung an dem Y-Achsen-Führungsabschnitt 111 entlang bewegt. Das Y-Achsen-Stellglied 112 kann als ein Linearmotor oder eine Kombination aus einer Kugelumlaufspindel und einem rotierenden Motor ausgeführt sein.
Die Aufnahmeeinrichtung 120 schließt einen Spindelstock 121, der ein Ende eines im Wesentlichen zylindrischen Werkstücks W trägt, und einen Reitstock 122 ein, der das andere Ende trägt. Der Spindelstock 121 schließt einen rotierenden Motor 123 ein, der das Werkstück W um eine Achse herum dreht.
Der Werkzeugträger 130 schließt das Werkzeug 131, einen X-Achsen-Führungsabschnitt 132, der das Werkzeug 131 in der X-Achsen-Richtung in Bezug auf den Werkzeugträger 130 verschiebbar trägt, ein X-Achsen-Stellglied 133, das das Werkzeug 131 in der X-Achsen-Richtung an dem X-Achsen-Führungsabschnitts 132 entlang bewegt, sowie einen rotierenden Motor 134 ein, der das Werkzeug 131 dreht. Das X-Achsen-Stellglied 133 kann als ein Linearmotor oder eine Kombination aus einer Kugelumlaufspindel und einem rotierenden Motor ausgeführt sein. Das Werkzeug 131 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Schleifstein.
Das heißt, bei der Industriemaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird das Werkstück W zwischen dem Spindelstock 121 und dem Reitstock 122 der Aufnahmeeinrichtung 120 aufgenommen, und wird eine Außenumfangsfläche des Werkstücks W mit dem Werkzeug 131 geschliffen. Ein Nocken und ein Exzenterzapfen sind stellvertretende Beispiele für das Werkstück W.
Aufbau der Regelungsvorrichtung
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau der Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Regelungsvorrichtung 140 steuert das Y-Achsen-Stellglied 112, den rotierenden Motor 123, das X-Achsen-Stellglied 133 und den rotierenden Motor 134. Die Regelungsvorrichtung 140 schließt einen Prozessor 141, einen Hauptspeicher 143, einen Speicher 145 sowie eine Schnittstelle 147 ein. Der Prozessor 141 liest ein Programm aus dem Speicher 145, dekomprimiert das Programm in dem Hauptspeicher 143 und führt die Verarbeitung entsprechend dem Programm aus.
Das Programm kann dazu dienen, einen Teil durch die Regelungsvorrichtung 140 ausgeübter Funktionen zu realisieren. Beispielsweise kann das Programm die Funktionen in Kombination mit einem anderen, bereits in dem Speicher 145 gespeicherten Programm oder in Kombination mit einem anderen, in einer anderen Vorrichtung installierten Programm ausüben. In einer weiteren Ausführungsform kann die Regelungsvorrichtung 140 zusätzlich zu oder anstelle der beschriebenen Konfiguration eine kundenspezifische hochintegrierte Schaltung (custom Large Scale Integrated Circuit - LSI), wie beispielsweise einen programmierbaren Logikbaustein (Programmable Logic Device - PLD), enthalten. Eine programmierbare logische Anordnung (programmable array logic - PAL), eine allgemeine Gatterlogik (generic array logic - GAL), ein komplexer programmierbarer Logikbaustein (complex programmable logic device - CPLD) sowie eine anwenderprogrammierbare Gatteranordnung (field programmable gate array - FPGA) sind stellvertretende Beispiele für den PLD. In diesem Fall kann/können ein Teil oder alle der durch den Prozessor erfüllten Funktionen mittels der integrierten Schaltung realisiert werden.
Ein Festplattenlaufwerk (Hard Disk Drive - HDD), ein sog. Solid-State-Drive (SSD), eine magnetische Platte, eine magnetooptische Platte, eine CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), eine DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), ein Halbleiter-Speicher und dergleichen sind stellvertretende Beispiele für den Speicher 145. Bei dem Speicher 145 kann es sich um interne Medien, die direkt mit einem Bus der Regelungsvorrichtung 140 verbunden sind, oder externe Medien handeln, die über die Schnittstelle 147 oder eine Kommunikationsleitung mit der Regelungsvorrichtung 140 verbunden sind. Darüber hinaus kann, wenn dieses Programm über eine Kommunikationsleitung an die Regelungsvorrichtung 140 verteilt wird, die verteilte Regelungsvorrichtung das Programm in dem Hauptspeicher 143 dekomprimieren und die Verarbeitung ausführen. In wenigstens einer Ausführungsform ist der Speicher 145 ein nicht-flüchtiges physisches Speichermedium.
Ein Modell M1 einer Kennlinie des dynamischen Verhaltens des Sockels, ein Werkstück-Modell M2 und ein Modell M3 einer inversen Bewegungskennlinie sind in dem Speicher 145 gespeichert. Wenn eine Industriemaschine angetrieben wird, verursacht eine Gegenwirkung zu dem Antrieb Vibration des Sockels der Industriemaschine. Aufgrund dieser Vibration wird eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander verschoben, und Kontur-Regelungsgüte nimmt ab. 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Modellierung der Industriemaschine zeigt, bei der die relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander verschoben wird. Beispielsweise zeigt 3 eine Massen-Komponente M_B des Sockels 110, eine Feder-Komponente K_B und eine Dämpfer-Komponente C_B, die Vibrationseigenschaften des Sockels 110 und der Bodenfläche zueinander darstellen, eine Massen-Komponente C_B des Werkzeugträgers 130, eine Dämpfer-Komponente C_L des Werkzeugträgers 130 und des Sockel 110 zueinander, eine externe Kraft F, die durch das X-Achsen-Stellglied 133 erzeugt wird, eine Verschiebung X_L des Werkzeugs 131 sowie eine Verschiebung X_B der Aufnahmeeinrichtung 120. F_L in 3 ist eine nichtlineare Reibungskraft, die zwischen dem Werkzeugträger 130 und dem X-Achsen-Führungsabschnitt 132 wirkt. 3 wird dabei durch den folgenden Ausdruck (1) repräsentiert.
[Ausdruck 1] $\begin{array}{l} X_{L} - X_{B} = \frac{B (s) + L (s) - 2 C_{L^{S}}}{L (s) B (s) - C_{L}^{2} s^{2}} F = G F \\ F = G^{- 1} (X_{L} - X_{B}) = \frac{α_{4} s^{4} + α_{3} s^{3} α_{2} s^{2} + α_{1} s}{(M_{B} + M_{L}) s^{2} + C_{B} s + K_{B}} (X_{L} - X_{B}) \\ \approx {w_{0} s^{2} + w_{1} s^{2} + w_{2} s + w_{3} + \frac{w_{4} s^{3}}{G_{Ω} (s)} + \frac{w_{5} s^{2}}{G_{Ω} (s)} + \frac{w_{6} s}{G_{Ω} (s)} + \frac{w_{7}}{G_{Ω} (s)}} (X_{L} - X_{B}) \end{array}$
Darüber hinaus ist B(s) eine Abbildungs-Funktion, die mittels Laplace-Transformation der Kennlinie des Sockels 110 erzeugt wird. L(s) ist eine Abbildungs-Funktion, die mittels der Laplace-Transformation der Kennlinie des Werkzeugträgers 130 erzeugt wird. G_Ω(s) ist eine Abbildungs-Funktion, die mittels Laplace-Transformation der Vibrations-Kennlinie des Sockels 110 erzeugt wird und dem Modell M1 der Kennlinie des dynamischen Verhaltens des Sockels entspricht. α₁ bis α₄ und wo bis w₇ sind Konstanten. Die Abbildungs-Funktion G_Ω(s) des Modells M1 d der Kennlinie des dynamischen Verhaltens des Sockels wird mittels System-Identifikation experimentell berechnet.
Das Werkstück-Modell M2 schließt Sollform-Daten des zu bearbeitenden Werkstücks W ein. Die Sollform-Daten des Werkstücks W können durch CAD-Daten oder durch Form-Daten eines Querschnitts im rechten Winkel zu einer Drehachse des Werkstücks W dargestellt werden. Des Weiteren schließt das Werkstück-Modell M2 das Modell der Kennlinie des dynamischen Verhaltens des Werkstücks W ein. Eine Schwankung des Maßes an Biegung beim Wirken einer Kraft von außen auf das Werkstück W wird mittels des Werkstück-Modells M2 berechnet.
Das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie ist ein Modell, in das ein Sollwert einer Zustandsgröße der Industriemaschine 100 eingegeben wird und das einen aktuellen Ausgleichswert zum Ausgleichen eines Betrages von Abweichung der relativen Position des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W berechnet, der durch die Vibration des Sockels 110 verursacht wird, die durch die Gegenwirkung erzeugt wird, wenn das X-Achsen-Stellglied 133 entsprechend dem Sollwert angetrieben wird. Das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie gemäß der ersten Ausführungsform wird mittels eines in 4 gezeigten neuronalen Netzes ausgeführt. 4 ist ein Schema, das ein Beispiel einer Konfiguration des neuronalen Netzes darstellt. Das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie wird beispielsweise durch ein gelerntes Modell eines sog. Deep Neural Network (DNN) realisiert. Das gelernte Modell wird durch eine Kombination aus einem Lernmodell und einem gelernten Parameter gebildet.
Das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie schließt, wie in 4 gezeigt, eine Eingabe-Schicht M31, eine oder mehrere Zwischen-Schicht/en M32 (verborgene Schichten) sowie eine Ausgabe-Schicht M33 ein. Jede der Schichten M31, M32 und M33 enthält ein oder mehrere Neuron/en. Die Anzahl von Neuronen in der Zwischenschicht M32 kann passend festgelegt werden. Die Anzahl der Neuronen in der Ausgabe-Schicht M33 beträgt 1.
Die Neuronen in den aneinander angrenzenden Schichten sind miteinander verbunden, und für jede Verbindung wird ein Gewicht (Verbindungslast) festgelegt. Die Anzahl der verbundenen Neuronen kann passend festgelegt werden. Für jedes Neuron wird ein Schwellenwert festgelegt, und der Ausgabewert jedes Neurons wird in Abhängigkeit davon bestimmt, ob die Summe der Produkte aus einem Eingabewert und einem Gewicht für jedes Neuron den Schwellenwert überschreitet.
Durch Ausführen Programms fungiert der Prozessor 141 als eine Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes, eine Einheit 412 für Berechnung einer Soll-Position, eine Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße, eine Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes, eine Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung, eine Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes, eine Einheit 417 für Ausgabe eines Befehls, eine Einheit 418 für Berechnung einer Zustandsgröße, eine Einheit 419 für Identifizierung eines Bearbeitungszustandes, eine Rückführungs-Einheit 420 sowie eine Lern-Einheit 421.
Die Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes erfasst einen Messwert von einer Vielzahl von Sensoren, die in der Industriemaschine 100 vorhanden sind. Das heißt, die Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes erfasst ein Drehmoment und einen Drehwinkel des rotierenden Motors 123, ein Drehmoment und eine Drehzahl des rotierenden Motors 134, eine Schubkraft des X-Achsen-Stellgliedes 133 sowie eine Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung. Die Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung ist die relative Position des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander.
Die Einheit 412 für Berechnung einer Soll-Position berechnet aus den Sollform-Daten des Werkstück-Modells M2 eine Position einer Kontur einer Soll-Form des dem Werkzeug 131 zugewandten Werkstücks W als eine Soll-Position des Werkzeugs 131.
Die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechnet den Sollwert der Zustandsgröße, die sich auf die Verschiebung des Werkzeugs 131 bezieht, auf Basis der durch die Einheit 412 für Berechnung einer Soll-Position berechneten Soll-Position. Das heißt, die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechnet eine Soll-Geschwindigkeit, eine Soll-Beschleunigung und einen Soll-Ruckwert des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung. Das heißt, die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechnet s, s² und s³ in dem obenstehenden Ausdruck (1).
Die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes berechnet einen aktuellen Befehls-Wert des X-Achsen-Stellgliedes 133 auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße des Werkzeugs 131 und des Rückführungs-Signals von der Rückführungs-Einheit 420. Das heißt, die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes wandelt den Sollwert der Zustandsgröße des Werkzeugs 131 in einen aktuellen Wert zum Erreichen des Sollwertes um und addiert einen Wert eines Rückführungs-Signals zu dem aktuellen Wert, um den aktuellen Befehls-Wert zu berechnen.
Auf Basis des durch die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechneten Sollwertes der Zustandsgröße und des Modells M1 d der Kennlinie des dynamischen Verhaltens des Sockels berechnet die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung Werte, die sich auf eine Verschiebung, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung des Sockels 110 beziehen, sowie eine Laplace-Transformation von Ruck bei Antrieb des X-Achsen-Stellgliedes 133 entsprechend dem Sollwert. Das heißt, die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung berechnet 1/G_Ω(s), s/G_Ω(s), s²/G_Ω(s), sowie s³/G_Ω(s) in dem obenstehenden Ausdruck (1). Die Verschiebung, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und der Ruck des Sockels 110 sind Zustandsgrößen, die sich auf die Gegenwirkung zu der Wirkung des X-Achsen-Stellgliedes 133 beziehen.
Die Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes gibt den durch die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechneten Sollwert der Zustandsgröße und den Wert der Zustandsgröße, der sich auf die durch die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung berechnete Gegenwirkung bezieht, in das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie ein, um den aktuellen Ausgleichs-Wert zu berechnen. Der aktuelle Ausgleichs-Wert ist ein aktueller Wert, der erforderlich ist, um das X-Achsen-Stellglied 133 um den Betrag durch die Vibration des Sockels 110 verursachter Abweichung der relativen Positionen des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander anzutreiben.
Die Einheit 417 für Ausgabe eines Befehls gibt einen aktuellen Befehl, der den Wert der Summe aus dem durch die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes berechneten aktuellen Befehls-Wert und dem durch die Einheit 416 für Berechnung eines aktuellen Ausgleichs-Wertes berechneten aktuellen Ausgleichs-Wert angibt, an das X-Achsen-Stellglied 133 aus.
Die Einheit 418 für Berechnung einer Zustandsgröße berechnet Daten der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W auf Basis des durch die Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes erfassten Messwertes und des Werkstück-Modells M2.
Die Einheit 419 für Identifizierung eines Bearbeitungszustandes berechnet eine Schwankung von Formabweichung des Werkstücks W auf Basis des durch die Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes erfassten Messwertes und der durch die Einheit 418 für Berechnung einer Zustandsgröße berechneten Daten der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W.
Die Rückführungs-Einheit 420 gibt ein Rückführungs-Signal, das sich auf Antrieb des X-Achsen-Stellgliedes 133 bezieht, auf Basis des durch die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechneten Sollwertes der Zustandsgröße, der sich auf die Verschiebung des Werkzeugs 131 bezieht, sowie des durch die Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes erfassten Messwertes der Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung aus. Der durch Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes erfasste Messwert der Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung kann mit der die durch die Einheit 419 für Identifizierung eines Bearbeitungszustandes identifizierten Schwankung von Formabweichung überlagert werden. In diesem Fall ist es möglich, das Rückführungs-Signal, das sich auf das Antreiben des X-Achsen-Stellgliedes 133 bezieht, unter Berücksichtigung der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W auszugeben. Die Rückführungs-Einheit 420 gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt das Rückführungs-Signal mittels Gleitzustands-Regelung. Die Gleitzustands-Regelung ist ein Regelungsverfahren, mit dem das Rückführungs-Signal auf Basis einer Hyperebene geschaltet wird, die durch die Zustandsgröße der Industriemaschine 100 oder des Werkstücks W definiert ist. Der Wert des Rückführungs-Signals, der sich auf die Gleitzustands-Regelung bezieht, ist nichtlinear in Bezug auf eine Regelabweichung und die Schwankung von Formabweichung. Wenn Rückführregelung mittels Gleitzustands-Regelung durchgeführt wird, kann bessere Nachführbarkeit (followability) als bei einer Rückführregelung mittels Proportionalregelung oder dergleichen erzielt werden.
Die Lern-Einheit 421 trainiert das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie mit dem durch die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechneten Sollwert der Zustandsgröße, der sich auf die Verschiebung des Werkzeugs 131 bezieht, dem Wert der Zustandsgröße, der sich auf die durch die Einheit 415 berechnete Gegenwirkung bezieht und dem Rückführungs-Signal von der Rückführungs-Einheit 420 als einem Satz von Lern-Daten. Das heißt, der durch die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechnete Sollwert der Zustandsgröße und der Wert der Zustandsgröße, der sich auf die durch die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung berechnete Gegenwirkung bezieht, werden in die Eingabe-Schicht M31 des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie eingegeben. Der Wert des durch die Rückführungs-Einheit 420 erzeugten Rückführungs-Signals wird in die Ausgabe-Schicht M33 eingegeben. Der durch Lernen gewonnene gelernte Parameter des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie wird in dem Speicher 145 gespeichert. Der gelernten Parameter schließt beispielsweise die Anzahl von Schichten des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie, die Anzahl von Neuronen in jeder Schicht, eine Verbindungsbeziehung zwischen Neuronen, ein Gewicht von Verbindung zwischen den Neuronen sowie einen Schwellenwert jedes Neurons ein.
Funktion der Regelungsvorrichtung
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktion der Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das die Funktion der-Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Zunächst erfasst, wenn ein Bearbeitungsvorgang durch die Industriemaschine 100 beginnt, die Einheit 411 für Erfassung eines Messwertes der Regelungsvorrichtung 140 die Messwerte des Drehmoments und des Drehwinkels des rotierenden Motors 123, des Drehmoments und einer Drehgeschwindigkeit des rotierenden Motors 134, der Schubkraft des X-Achsen-Stellgliedes 133 und der Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung von der Vielzahl der in der Industriemaschine 100 vorhandenen Sensoren (Schritt S1).
Dann berechnet die Einheit 412 für Berechnung einer Soll-Position die Soll-Position R des Werkzeugs 131 auf Basis des Werkstück-Modells M2 (Schritt S2). Die Einheit 413 für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße berechnet den Sollwert der Zustandsgröße (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Ruck) in Bezug auf die Verschiebung X_L des Werkzeugs 131 auf Basis der in Schritt S2 berechneten Soll-Position R (Schritt S3).
Die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes wandelt den Sollwert der Zustandsgröße des Werkzeugs 131 in den aktuellen Wert (Drehmoment-Wert) zum Erreichen des Sollwertes um (Schritt S4). Die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes berechnet einen aktuellen Befehls-Wert V, indem sie einen Wert eines von der Rückführungs-Einheit 420 ausgegebenen Rückführungs-Signals U_FB zu dem in Schritt S4 umgewandelten aktuellen Wert addiert (Schritt S5).
Die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung berechnet die Werte, die sich auf die Verschiebung, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Sockels 110 sowie die Laplace-Transformation des Rucks beziehen, der durch die Gegenwirkung des Antriebs des X-Achsen-Stellgliedes 133 verursacht wird, auf Basis des in Schritt S3 berechneten Sollwertes der Zustandsgröße und des Modells M1 d der Kennlinie des dynamischen Verhaltens des Sockels (Schritt S6). Die Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes berechnet einen aktuellen Ausgleichs-Wert U_NN, indem sie den in Schritt S3 berechneten Sollwert der Zustandsgröße und den in Schritt S6 berechneten Wert der Zustandsgröße, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, in das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie eingibt (Schritt S7). Die Einheit 417 für Ausgabe eines Befehls gibt einen aktuellen Befehl U (Schubkraft-Befehl), der einen Wert der Summe des in Schritt S5 berechneten aktuellen Befehls-Wertes V und des in Schritt S7 berechneten aktuellen Ausgleichs-Wertes UNN angibt, an das X-Achsen-Stellglied 133 aus (Schritt S8).
Die Einheit 418 für Berechnung einer Zustandsgröße berechnet die Daten der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W auf Basis eines in Schritt S1 erfassten Messwertes Y und des Werkstück-Modells M2 (Schritt S9). Die Einheit 419 für Identifizierung eines Bearbeitungszustandes berechnet die Schwankung von Formabweichung des Werkstücks W auf Basis des in Schritt S1 erfassten Messwertes und der in Schritt S9 berechneten Daten der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W (Schritt S10).
Die Rückführungs-Einheit 420 gibt ein Rückführungs-Signal U_FB, das sich auf den Antrieb des X-Achsen-Stellgliedes 133 bezieht, auf Basis des in Schritt S3 berechneten Sollwertes der Zustandsgröße und des in Schritt S1 erfassten Messwertes Y der Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung aus (Schritt S11). Der in Schritt S1 erfasste Messwert der Position des Werkzeugs 131 in der X-Achsen-Richtung kann mit der in Schritt S10 identifizierten Schwankung von Formabweichung überlagert werden.
Die Lern-Einheit 421 verwendet eine Kombination aus dem in Schritt S3 berechneten Sollwert der Zustandsgröße, dem in Schritt S6 berechneten Wert der Zustandsgröße, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und dem in Schritt S11 ausgegebenen Wert des Rückführungs-Signals U_FB als einen Satz von Lern-Daten zum Trainieren des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie und Aktualisieren des gelernten Parameters (Schritt S12). In Schritt S12 kann entweder Online-Lernen oder Offline-Lernen durchgeführt werden.
Die Regelungsvorrichtung 140 stellt fest, ob der Bearbeitungsvorgang des Werkstücks W abgeschlossen ist (Schritt S13). Wenn der Bearbeitungsvorgang nicht abgeschlossen ist (Schritt S13: NEIN), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück, und die Bearbeitungs-Regelung wird fortgesetzt. Wenn hingegen der Bearbeitungsvorgang abgeschlossen ist (Schritt S13: JA), schließt die Regelungsvorrichtung 140 die Bearbeitungs-Regelung ab.
Vergleich der Regelungsgüte
Im Folgenden wird die Regelungsgüte der Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform mit der Regelungsgüte der Regelungsvorrichtung 140 (Regelungsvorrichtung 140 gemäß einem Vergleichsbeispiel) ohne Durchführen der Korrektur um den aktuellen Ausgleichs-Wert verglichen.
7A ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Rückführungs-Signalen darstellt, die von der Regelungsvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel ausgegeben werden. 7B ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Kontur-Abweichungen bei Bearbeitungs-Regelung durch die Regelungsvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt. Die Regelungsvorrichtung 140 gemäß dem Vergleichsbeispiel ist die Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand, in dem das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie nicht gelernt worden ist. Das heißt, bei der Regelungsvorrichtung 140 gemäß dem Vergleichsbeispiel beträgt der aktuelle Ausgleichswert, der von der Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes berechnet wird, immer Null. Daher wird, wie in 7A gezeigt, der Betrag von Abweichung der relativen Positionen des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander, der durch die Vibration des Sockels 110 verursacht wird, durch das Rückführungs-Signal von der Rückführungs-Einheit 420 ausgeglichen. Da die Rückführregelung um eine Schleifenzeit verzögert ist, tritt, wie in 7B gezeigt, die Kontur-Abweichung auf.
8A ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe des aktuellen Ausgleichs-Wertes und des Rückführungs-Signals darstellt, die von der Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ausgegeben werden. 8B ist ein Diagramm, das eine Zeitreihe von Kontur-Abweichungen bei der Bearbeitungs-Regelung durch die Regelungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die in 8A und 8B gezeigten Diagramme stellen die Regelungsgüte der Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand dar, in dem das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie durch dreimaliges Durchführen des Bearbeitungsvorgangs des Werkstücks W gelernt wird. Wie in 8A gezeigt, erzeugt bei der Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform die Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes den aktuellen Ausgleichs-Wert. Dadurch wird das X-Achsen-Stellglied 133 entsprechend der Vibration des Sockels 110 angetrieben, und somit wird der Betrag von Abweichung der relativen Positionen des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander reduziert. Das heißt, der aktuelle Ausgleichs-Wert wirkt als ein Vorwärts-Signal. Dadurch wird ein Betrag des Rückführungs-Signals von der Rückführungs-Einheit 420 kleiner als der des Vergleichsbeispiels. Des Weiteren verringert, wie in 8B gezeigt, die Vorwärtsregelung durch die Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes den Betrag von Abweichung der relativen Positionen des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander, und somit kann die Korrektur-Abweichung gegenüber dem Vergleichsbeispiel reduziert werden.
Wirkung/Effekt
Die Regelungsvorrichtung 140 berechnet, wie oben beschrieben, gemäß der ersten Ausführungsform den Wert, der sich auf die Gegenwirkung zu der Wirkung des X-Achsen-Stellgliedes 133 bezieht, auf Basis der Soll-Position, die sich auf die relative Position des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander bezieht, und gibt den aktuellen Befehl an das X-Achsen-Stellglied 133 auf Basis des Wertes aus, der sich auf die Gegenwirkung und die Soll-Position bezieht. Dadurch kann die Regelungsvorrichtung 140 die relativen Positionen des Werkzeugs 131 und des Werkstücks W zueinander so regeln, dass sie der Gegenwirkung des X-Achsen-Stellgliedes 133 folgenden. Daher kann die Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform den Einfluss auf die Regelungsgüte, wie beispielsweise die Kontur-Regelungsgüte, aufgrund von Hochgeschwindigkeitsbearbeitung oder einer Verringerung der Größe der Industriemaschine reduzieren.
Des Weiteren berechnet die Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform den aktuellen Ausgleichs-Wert auf Basis des Wertes, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und gibt den aktuellen Befehl, der sich auf die Summe aus dem durch die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes berechneten aktuellen Befehlswert und dem aktuellen Ausgleichs-Wert bezieht, an das X-Achsen-Stellglied 133 aus. Das heißt, bei dem Regelungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, durch Hinzufügen der Funktionen der Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung und der Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes zu der vorhandenen Regelungsvorrichtung 140, die den Einfluss der Gegenwirkung nicht berücksichtigt, die Regelung zu realisieren, durch die der Einfluss auf die Kontur-Regelungsgüte aufgrund der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung oder der Verringerung der Größe der Industriemaschine reduziert wird. Das heißt, die Industriemaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform schließt die Regelungsvorrichtung 140 ein, die die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung sowie die Einheit 414 für Berechnung eines Befehls-Wertes aufweist, die Regelungsvorrichtung 140 der Industriemaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform kann jedoch mittels einer Kombination mit der vorhandenen Regelungs-Ausgleichsvorrichtung realisiert werden, die die Regelungsvorrichtung, die Einheit 415 für Berechnung von Gegenwirkung, die Einheit 416 für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes sowie die Einheit 417 für Ausgabe eines Befehls aufweist. In einer anderen Ausführungsform kann die Regelungsvorrichtung 140 hingegen den aktuellen Befehls-Wert einschließlich des aktuellen Ausgleichs-Wertes direkt auf Basis des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie berechnen.
Des Weiteren trainiert gemäß der ersten Ausführungsform die Regelungsvorrichtung 140 das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie unter Verwendung des Rückführungs-Signals. Dadurch kann ein Lernprozess automatisch ohne manuelles Erzeugen von Lern-Daten durchgeführt werden. Des Weiteren wird das Rückführungs-Signal gemäß der ersten Ausführungsform mittels der Gleitzustands-Regelung erzeugt. Da das mittels der Gleitzustands-Regelung erzeugte Rückführungs-Signal nichtlinear ist und eine hohe Ansprechempfindlichkeit aufweist, ist Lernen der Regelungsvorrichtung 140 mit hoher Geschwindigkeit und in geeigneter Weise möglich. In einer anderen Ausführungsform kann das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie auf Basis eines linearen Rückführungs-Signals, beispielsweise einer PID-Regelung, trainiert werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie unter Verwendung der von der Bedienungsperson manuell erzeugten Lern-Daten trainiert werden.
Andere Ausführungsformen
Die Industriemaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Schleifmaschine, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Industriemaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform eine andere Werkzeugmaschine, wie eine Pressmaschine, eine Fräsmaschine oder eine Drehmaschine, sein.
Des Weiteren führt die Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform simultan den Vorgang zum Bearbeiten des Werkstücks W und das Lernen des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie durch, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In einer anderen Ausführungsform ist es beispielsweise möglich, dass Lernen des Modells M3 der inversen Bewegungskennlinie im Voraus durchgeführt wird und das Lernen durch die Lern-Einheit 421 nicht durchgeführt wird, nachdem ein bestimmtes Güte-Niveau erwartet werden kann. In diesem Fall kann zum Lernen das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie durch die Industriemaschine 100 gelernt werden und kann das gelernte Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie zu einer anderen Industriemaschine 100 übertragen werden.
Des Weiteren lernt die Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie für die Abweichung der relativen Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander aufgrund der Gegenwirkung des Antriebs, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Regelungsvorrichtung 140 gemäß einer anderen Ausführungsform das Modell M3 der inversen Bewegungskennlinie für andere Vibrationen als die des Sockels aufgrund des Antriebsvorgangs, von nichtlinearer Reibung, Quadrantenvorsprüngen (quadrant protrusions) und dergleichen zusätzlich zu den Werten lernen, die sich auf die Gegenwirkung beziehen.
Des Weiteren berechnet die Regelungsvorrichtung 140 gemäß der ersten Ausführungsform die Daten der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Regelungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform Daten der Schwankung eines Maßes an Rattern des Werkstücks W anstelle von oder zusätzlich zu den Daten der Schwankung des Maßes an Biegung des Werkstücks W berechnen.
Industrielle Einsatzmöglichkeiten
Mit der oben dargestellten Industriemaschine ist es möglich, einen Einfluss auf Regelungsgüte aufgrund von hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit oder einer Verringerung der Größe der Industriemaschine zu reduzieren.
Bezugszeichenliste

100:: Industriemaschine
110:: Sockel
111:: Y-Achsen-Führungsabschnitt
112:: Y-Achsen-Stellglied
120:: Aufnahmeeinrichtung
121:: Spindelstock
122:: Reitstock
123:: rotierender Motor
130:: Werkzeugträger
131:: Werkzeug
132:: X-Achsen-Führungsabschnitt
133:: X-Achsen-Stellglied
134:: rotierender Motor
140:: Regelungsvorrichtung
141:: Prozessor
143:: Hauptspeicher
145:: Speicher
147:: Schnittstelle
411:: Einheit für Erfassung eines Messwertes
412:: Einheit für Berechnung einer Soll-Position
413:: Einheit für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße
414:: Einheit für Berechnung eines Befehls-Wertes
415:: Einheit für Berechnung von Gegenwirkung
416:: Einheit für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes
417:: Einheit für Ausgabe eines Befehls
418:: Einheit für Berechnung einer Zustandsgröße
419:: Einheit für Identifizierung eines Bearbeitungszustandes
420:: Rückführungs-Einheit
421:: Lern-Einheit
M1:: Modell der Kennlinie des dynamischen Verhaltens
M2:: Werkstück-Modell
M3:: Modell der inversen Bewegungskennlinie
M31:: Eingabe-Schicht
M32:: Zwischen-Schicht
M33:: Ausgabe-Schicht
W:: Werkstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019068965 [0001]
JP H6320451 [0003]

Claims

Industriemaschine, die umfasst: ein Werkzeug, das zum Bearbeiten eines Werkstücks ausgeführt ist; ein Stellglied, das so ausgeführt ist, dass es das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander bewegt; sowie eine Regelungsvorrichtung, die zum Regeln eines Verhaltens des Stellgliedes ausgeführt ist, wobei die Regelungsvorrichtung einschließt: eine Einheit für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße, die so ausgeführt ist, dass sie einen Sollwert einer Zustandsgröße, der sich auf eine Verschiebung des Werkzeugs bezieht, auf Basis einer Soll-Position berechnet, die sich auf eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht, eine Einheit für Berechnung von Gegenwirkung, die so ausgeführt ist, dass sie einen Wert, der sich auf eine Gegenwirkung in Bezug auf eine Wirkung des Stellgliedes bezieht, auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße berechnet, sowie eine Einheit für Ausgabe eines Befehls, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Befehl an das Stellglied auf Basis des Wertes, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und des Sollwertes der Zustandsgröße ausgibt.
Industriemaschine nach Anspruch 1, wobei die Regelungsvorrichtung einschließt: eine Einheit für Berechnung eines Befehls-Wertes, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Befehls-Wert des Stellgliedes auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße berechnet, sowie eine Einheit für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Ausgleichs-Wert zum Antreiben des Stellgliedes um einen Betrag von Abweichung der relativen Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander, die durch die Gegenwirkung verursacht wird, auf Basis des Wertes berechnet, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und wobei die Einheit für Ausgabe eines Befehls den aktuellen Befehl, der sich auf eine Summe aus dem aktuellen Befehls-Wert und dem aktuellen Ausgleichs-Wert bezieht, an das Stellglied ausgibt.
Industriemaschine nach Anspruch 2, die des Weiteren eine Rückführungs-Einheit umfasst, die so ausgeführt ist, dass sie ein Rückführungs-Signal auf Basis der relativen Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander erzeugt, nachdem das Stellglied durch den aktuellen Befehl und den Sollwert der Zustandsgröße angetrieben wird, wobei die Einheit für Berechnung des Befehls-Wertes den aktuellen Befehls-Wert auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße und des Rückführungs-Signals berechnet, und die Einheit für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes den aktuellen Ausgleichs-Wert auf Basis eines gelernten Modells berechnet, das unter Verwendung eines Satzes von Lern-Daten, der den Wert, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und das Rückführungs-Signal einschließt, so trainiert wird, dass es einen aktuellen Ausgleichs-Wert ausgibt, der dem Rückführungs-Signal entspricht, wenn der Wert eingegeben wird, der sich auf die Gegenwirkung bezieht.
Industriemaschine nach Anspruch 3, wobei die Rückführungs-Einheit das Rückführungs-Signal mittels einer Gleitzustands-Regelung erzeugt.
Industriemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die des Weiteren einen Sockel umfasst, der zum Tragen des Werkstücks und des Werkzeugs ausgeführt ist, wobei der Wert, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, ein Wert ist, der sich auf eine durch die Wirkung des Stellgliedes erzeugte Vibration des Sockels bezieht.
Regelungsvorrichtung zum Regeln eines Verhaltens eines Stellgliedes zum relativen Bewegen eines Werkzeugs zum Bearbeiten eines Werkstücks und des Werkstücks zueinander, wobei die Regelungsvorrichtung umfasst: eine Einheit für Berechnung einer Soll-Zustandsgröße, die so ausgeführt ist, dass sie einen Sollwert einer Zustandsgröße, der sich auf eine Verschiebung des Werkzeugs bezieht, auf Basis einer Soll-Position berechnet, die sich auf eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht; eine Einheit für Berechnung von Gegenwirkung, die so ausgeführt ist, dass sie einen Wert, der sich auf eine Gegenwirkung in Bezug auf eine Wirkung des Stellgliedes bezieht, auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße berechnet; sowie eine Einheit für Ausgabe eines Befehls, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Befehl an das Stellglied auf Basis des Wertes, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und des Sollwertes der Zustandsgröße ausgibt.
Regelungs-Ausgleichsvorrichtung einer Regelungsvorrichtung zum Ausgeben eines aktuellen Befehls eines Stellgliedes zum relativen Bewegen eines Werkzeugs zum Bearbeiten eines Werkstücks und des Werkstücks zueinander auf Basis eines Sollwertes einer Zustandsgröße, der sich auf eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht, wobei die Regelungs-Ausgleichsvorrichtung umfasst: eine Einheit für Berechnung von Gegenwirkung, die so ausgeführt ist, dass sie einen Wert, der sich auf eine Gegenwirkung in Bezug auf eine Wirkung des Stellgliedes bezieht, auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße berechnet, der sich auf die relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht; eine Einheit für Berechnung eines Ausgleichs-Wertes, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Ausgleichs-Wert zum Antreiben des Stellgliedes um einen Betrag von Abweichung der relativen Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander, die durch die Gegenwirkung verursacht wird, auf Basis des Wertes berechnet, der sich auf die Gegenwirkung bezieht; und eine Einheit für Ausgabe eines Befehls, die so ausgeführt ist, dass sie einen aktuellen Korrektur-Befehl, der durch Addieren des aktuellen Ausgleichs-Wertes zu einem aktuellen Befehls-Wert ermittelt wird, der durch den von der Regelungsvorrichtung erzeugten aktuellen Befehl angegeben wird, an das Stellglied ausgibt.
Verfahren zum Regeln eines Stellgliedes zum relativen Bewegen eines Werkzeugs zum Bearbeiten eines Werkstücks und des Werkstücks zueinander, wobei das Regelungsverfahren umfasst: einen Schritt zum Berechnen eines Sollwertes einer Zustandsgröße, der sich auf eine Verschiebung des Werkzeugs bezieht, auf Basis einer Soll-Position, die sich auf eine relative Position des Werkzeugs und des Werkstücks zueinander bezieht; einen Schritt zum Berechnen eines Wertes, der sich auf eine Gegenwirkung in Bezug auf eine Wirkung des Stellgliedes bezieht, auf Basis des Sollwertes der Zustandsgröße; sowie einen Schritt zum Ausgeben eines aktuellen Befehls an das Stellglied auf Basis des Wertes, der sich auf die Gegenwirkung bezieht, und des Sollwertes der Zustandsgröße.