Verfahren zur Nullpunktsverschiebung bei Bahnsteuerungen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Nullpunktsverschiebung bei Bahnsteuerungen. Bahnsteuerungen
finden beispielsweise bei Werkzeugmaschinen Verwendung. Es soll hier das Werkzeug
eine bestimmte vorgeschriebene Bahn durchlaufen und auf diese Weise aus dem Material
ein bestimmtes Profil herausarbeiten. Um die vorliegende Erfindung besser verstehen
zu können, soll im weiteren an dem Beispiel der Werkzeugmaschinensteuerung festgehalten
werden. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch überall verwendbar, wo ein Objekt
entlang einer bestimmten Bahn gesteuert wird. Fälle, in denen nur ein einzelner
Punkt angesteuert wird und die Art der Bahn, die auf dem Wege zu diesem Punkt durchlaufen
wird, gleichgültig ist, sind als Spezialfälle aufzufassen. Die Erfindung kann bei
ihnen selbstverständlich auch verwendet werden.Method for zero point shift in contouring controls The invention
refers to a method for zero point shifting in contouring controls. Path controls
are used, for example, in machine tools. It should be the tool here
go through a certain prescribed path and in this way out of the material
work out a specific profile. To better understand the present invention
to be able to, is to hold on to the example of the machine tool control
will. In principle, however, the invention can be used wherever there is an object
is controlled along a certain path. Cases where only a single
Point is controlled and the type of path that traversed on the way to this point
is, is indifferent, are to be regarded as special cases. The invention can be used in
they are of course also used.
F i g. 1 soll das der Erfindung zugrunde liegende Problem veranschaulichen.
Das Rechteck 3 stellt den Bereich dar, der überhaupt von dem Werkzeug einer Werkzeugmaschine
erfaßbar sein soll. Er wird durch die absoluten Koordinaten xA und y,4 beschrieben.
Aus einem Materialstück soll der Körper 4 herausgearbeitet werden. Man mag sich
diesen Körper z. B. als einen Drehkörper vorstellen oder als eine Platte, die gefräst
oder mit einem Schneidbrenner zugeschnitten wird. In allen Fällen muß das Werkzeug
die durch die Umrandung des Körpers festgelegte Bahn durchlaufen. In F i g. 1 sind
zwei Werkzeuge 1 und 2, die man sich als Drehstähle vorstellen kann, dargestellt.F i g. 1 is intended to illustrate the problem on which the invention is based.
The rectangle 3 represents the area of the tool of a machine tool
should be detectable. It is described by the absolute coordinates xA and y.4.
The body 4 is to be worked out from a piece of material. You like yourself
this body z. B. imagine as a rotating body or as a plate that is milled
or cut with a cutting torch. In all cases the tool must
follow the path defined by the border of the body. In Fig. 1 are
two tools 1 and 2, which can be imagined as turning tools, are shown.
Für die Steuerung ist die Erfassung des Istwertes des Werkzeuges erforderlich.
Der Istwert soll den Punkt beschreiben, in dem das Werkzeug an dem Werkstück arbeitet.
Bei einem Stahl also die Spitze des Stahles. Man kann den Stahl so einzustellen
versuchen, daß die Istwerte seiner Spitze auf den absoluten Nullpunkt 0A bezogen
sind. In der Regel ist dies jedoch nicht der Fall, weil die Einspannung und das
Ausrichten des Stahles sonst zu große Schwierigkeiten bereiten würde. Es ist dies
auch schon deshalb unnötig, weil die Sollwerte, die ein Sollwertgeber 7 einem Sollwertspeicher
entnimmt, in aller Regel nicht auf den absoluten Nullpunkt 0A bezogen sind, sondern
auf einen Sollwertnullpunkt 0S, der in irgendeinem Punkt des Werkstückes selbst
oder auch außerhalb desselben liegt. Bei den bekannten Bahnsteuerungen ist dann
zu dem vom Sollwertgeber gelieferten Sollwert die Nullpunktsverschiebung N zwischen
dem Sollwertnullpunkt 0, und dem Istwertnullpunkt 01, auf den die
gemessenen Istwerte bezogen sind, zu addieren. Der auf diese Weise gebildete Sollwert
wird mit dem Istwert zur Bildung einer Regelabweichung verglichen.The actual value of the tool must be recorded for the control. The actual value should describe the point at which the tool is working on the workpiece. In the case of steel, it is the tip of the steel. You can try to adjust the steel so that the actual values of its tip are related to the absolute zero point 0A. As a rule, however, this is not the case, because otherwise the clamping and aligning of the steel would cause too great difficulties. This is also unnecessary because the setpoints that a setpoint generator 7 takes from a setpoint memory are usually not related to the absolute zero point 0A, but to a setpoint zero point 0S, which is located at any point on the workpiece itself or outside it . With the known path controls, the zero point shift N between the target value zero point 0 and the actual value zero point 01, to which the measured actual values are related, must then be added to the target value supplied by the target value generator. The setpoint formed in this way is compared with the actual value to form a control deviation.
Es kommt nun häufig vor, daß dieselbe Sollwertgebereinrichtung abwechselnd
zur Steuerung verschiedener Werkzeuge verwendet wird. In F i g. 1 sind zwei verschiedene
Stähle 1. und 2 dargestellt. Die steuernde Sollwertgebereinrichtung soll sowohl
die Sollwerte für den einen wie für den anderen Stahl liefern, wobei natürlich zur
gleichen Zeit immer nur einer der Stähle arbeitet. Dabei werden die Nullpunkte,
auf die die Istwerte jedes Werkzeuges bezogen sind, in aller Regel nicht die gleichen
sein. Man erspart sich dadurch ein genaues aufeinander abgestimmtes Einspannen und
Ausrichten der Werkzeuge. Außerdem kann man, wenn das eine Werkzeug nur in dem einen
und das andere nur in dem anderen Teil des absoluten Bearbeitungsbereiches 3 arbeitet,
mit kleineren Zahlenwerten für die Kennzeichnung des Istwertes auskommen.It now often happens that the same setpoint generator device alternates
used to control various tools. In Fig. 1 are two different
Steels 1 and 2 shown. The controlling setpoint device should both
provide the target values for one as for the other steel, with of course for
only one of the steels is working at the same time. The zero points,
to which the actual values of each tool are related are usually not the same
be. This saves you from having to precisely coordinate and clamp
Align the tools. In addition, if one tool is only in one
and the other only works in the other part of the absolute machining area 3,
make do with smaller numerical values for identifying the actual value.
F i g. 2 zeigt die Bildung der Regelabweichung für einen solchen Fall,
bei dem zwei Werkzeuge mit verschiedenen Istwertnullpunkten 0i1 und 0i2 (F i g.
1) von der gleichen Sollwertgebereinrichtung 7 abwechselnd gesteuert werden. Die
Sollwerte sind auf den Nullpunkt 0, bezogen. In einem Summierungsglied 1.1
wird die Nullpunktsverschiebung Ni bzw. N2 addiert. Der sich so ergebende auf den
Istwertnullpunkt 01 1 bezogene Sollwert Si wird in dem Istwertvergleichsglied
8 mit dem auf den Istwertnullpunkt 0i 1 bzw. 0i 2 bezogenen Istwert 1i
1 bzw. Il 2 verglichen. Die geschilderten Vorgänge spielen sich für
jede Koordinate getrennt ab. Es wird also beispielsweise für die X-Koordinate zu
dem Werte x, der Wert x,1 addiert und dieser Summenwert mit dem gemessenen Istwert
xi 1 verglichen (F i g.1). Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht
darin, daß bei der Umschaltung auf ein anderes Werkzeug zwei Schaltungen zugeführt
werden müssen, und zwar die des Schalters 9 und die des Schalters 10.
Der
vorliegenden- Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil einer zweifachen
Umschaltung zu beseitigen.F i g. 2 shows the formation of the control deviation for such a case in which two tools with different actual value zero points 0i1 and 0i2 (FIG. 1) are alternately controlled by the same setpoint generator device 7. The target values are based on zero 0th The zero point shift Ni or N2 is added in a summing element 1.1. The resulting setpoint Si related to the actual value zero point 01 1 is compared in the actual value comparator 8 with the actual value 1i 1 or Il 2 related to the actual value zero point 0i 1 or 0i 2. The processes described take place separately for each coordinate. For example, the value x, 1 is added to the value x for the X coordinate and this sum value is compared with the measured actual value xi 1 (FIG. 1). The disadvantage of this known arrangement is that when switching to another tool, two circuits have to be supplied, namely that of switch 9 and that of switch 10. The present invention is based on this disadvantage of double switching remove.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß
zu den gemessenen Istwerten jedes Objektes (Werkzeuges) zunächst die Verschiebung
des Nullpunktes dieses Istwertmeßsystems gegenüber dem Nullpunkt, auf den die Sollwerte
bezogen sind, subtrahiert wird und erst dann der Vergleich mit dem Sollwert zur
Bildung der Regelabweichung stattfindet.To solve this problem it is proposed according to the invention that
to the measured actual values of each object (tool) first the shift
of the zero point of this actual value measuring system compared to the zero point at which the setpoints are set
are related, is subtracted and only then is the comparison with the setpoint for
Formation of the control deviation takes place.
In. F i g. 3 ist die sich nach der Erfindung ergebende Bildung der
Regelabweichung dargestellt. Der Sollwertgeber 7 liefert die auf den Nullpunkt 0s
bezogenen Sollwerte SS direkt an das Vergleichsglied B. Von den Istwerten 111 und
112 werden in den Summierungsgliedern 12 und 13 zunächst die Nullpunktsverschiebungen
Ni und N2 subtrahiert. Die sich so ergebenden, auf den Nullpunkt 0s bezogenen Istwerte
Isi oder 1S2 werden dem Vergleichsglied 8 zur Bildung der Regelabweichung zugeführt.
Man erkennt, daß bei der Bildung der Regelabweichung gemäß der Erfindung bei einer
Umschaltung auf ein anderes zu steuerndes Werkzeug nur noch ein Schalter 9 benötigt
zu werden braucht. Selbstverständlich können auch die Sollwerte, die von dem Werkzeug
2 (F! g. 1) durchlaufen werden sollen, auf einen anderen Werkstücksnullpunkt
0s bezogen sein, wie die vom Werkzeug 6 zu durchlaufenden Sollwerte. Es ändert sich
dann lediglich die Größe N2.In. F i g. 3 shows the formation of the control deviation resulting from the invention. The setpoint generator 7 supplies the setpoint values SS related to the zero point 0s directly to the comparison element B. The zero point shifts Ni and N2 are first subtracted from the actual values 111 and 112 in the summing elements 12 and 13. The resulting actual values Isi or 1S2, which are related to the zero point 0s, are fed to the comparison element 8 to form the control deviation. It can be seen that when the system deviation is formed according to the invention, when switching to another tool to be controlled, only one switch 9 is required. Of course, the target values (g F!. 1) of the tool 2 to be able to pass through, be based on a different workpiece zero 0s, as to be traversed by the tool 6 setpoints. Only the size N2 then changes.