DE19706706C1 - Verfahren und Anordnung zur Gewinnung eines Fehlersignals an einer Positioniervorrichtung - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur Gewinnung eines Fehlersignals an einer PositioniervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung
zur Gewinnung eines Fehlersignals an einer Positioniervorrich
tung, mit der ein Werkzeug relativ zu einem Zielobjekt positio
niert wird.
Mit dem Begriff Positioniervorrichtung werden hier alle Vorrich
tungen bezeichnet, bei denen die Bewegung zweier oder mehrerer
Objekte relativ zueinander unter kontrollierten Bedingungen er
folgt. Eines dieser Objekte wird hier als Werkzeug, ein anderes
als Zielobjekt bezeichnet.
Derartige Positioniervorrichtungen werden zu verschiedenen
Zwecken eingesetzt. Hierzu gehören Meßaufgaben, bei denen das
Werkzeug beispielsweise zur Koordinatenmessung an das Zielobjekt
heranbewegt wird. In einen anderen Anwendungsbereich fallen
Fertigungs-, Montage- und Reparaturaufgaben, bei denen das
Werkzeug beispielsweise zur Durchführung irgendwelcher
Manipulationsschritte an das Zielobjekt herangefahren wird.
Ein Verfahren und eine Anordnung zur Gewinnung eines Fehler
signals an einer Positioniervorrichtung der eingangs beschrie
benen Art sind aus der DE 34 42 866 A1 bekannt, die eine
Meßeinrichtung einer automatischen Einstellvorrichtung für ein
umlaufendes Werkzeug einer numerisch gesteuerten Werkzeug
maschine beschreibt. Es sind zwei Meßfühler vorgesehen, von
denen der eine die Istlage der Werkzeugschneide und der andere
die Istlage eines am Werkzeughalter vorgesehenen Referenzpunktes
mißt. Weicht die hierbei ermittelte Istdifferenz von einer
vorgegebenen Solldifferenz ab, so gibt eine Auswerteschaltung
ein Korrektursignal an eine Einstellvorrichtung für die
Werkzeugschneide ab. Um eine Fehlausrichtung des beispielsweise
als Bohrstange ausgebildeten Werkzeughalters in Richtung zur
Werkzeugschneide und von der Werkzeugschneide weg zu
berücksichtigen, ist der Werkzeughalter mit einem zweiten
Referenzpunkt versehen, der gegenüber dem ersten Referenzpunkt
um 180° versetzt ist. Mit Hilfe dieser beiden Referenzpunkte
wird ein gemitteltes Referenzwertsignal erzeugt, das zur
Ermittlung der Istdifferenz herangezogen wird.
In der Regel werden Positioniervorrichtungen als serielle Anord
nung einfacher Bauteile realisiert, wobei jedes dieser Bauteile
einer Bewegungskomponente zugeordnet ist. Festgelegt wird die
Richtung der Bewegungskomponenten durch gelenkartige Verbindun
gen bei rotatorischen Bewegungskomponenten und durch schlitten-
oder teleskopartige Verbindungen bei translatorischen Bewegungs
komponenten.
Aufgrund Ihres Aufbaus sind Positioniervorrichtungen sehr
schwingungsanfällig. Das Auftreten von Schwingungen hat zur
Folge, daß sich der gewünschten Bewegung zwischen Werkzeug und
Zielobjekt eine unerwünschte Bewegung überlagert, die der
Erfüllung des Zwecks der Positioniervorrichtung zuwiderläuft.
So können gerade einfache Positioniervorrichtungen hohen
Präzisionsanforderungen oftmals nicht gerecht werden.
Durch aktive Schwingungsbeeinflussung einer Positioniervorrich
tung müßte es grundsätzlich möglich sein, schwingungsinduzierte
relative Bewegungen zwischen dem Werkzeug und dem Zielobjekt
zumindest soweit zu unterdrücken, daß ihre verbleibenden negati
ven Effekte vernachlässigbar sind. Bei einer erfolgreichen akti
ven Schwingungsbeeinflussung könnten Positioniervorrichtungen
leichter und kostengünstiger und somit effizienter gebaut wer
den. Als aktive Glieder zur aktiven Schwingungsbeeinflussung der
Positioniervorrichtungen können sowohl alle schon an der jewei
ligen Positioniervorrichtung vorhandenen Elemente als auch
zusätzliche Elemente verwendet werden. Die Ansteuerung der
aktiven Elemente müßte durch eine Steuereinrichtung erfolgen,
die möglichst in Echtzeit vorliegende Informationen über die
schwingungsbedingten relativen Bewegungen zwischen dem Werkzeug
und dem Zielobjekt benötigt. Diese Informationen sollten in Form
eines Fehlersignals vorliegen.
Die Erfindung betrifft die Gewinnung eines solchen Fehler
signals, und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, einen konkreten
Weg zur Gewinnung eines solchen, in besonderer Weise für die
aktive Schwingungsbeeinflussung der Positioniervorrichtung
geeigneten Fehlersignals zu gewinnen.
Aus der US 5 478 043 ist ein gegenüber vertikalen Schwingungen
isolierter Tisch bekannt, der ein horizontale, in vier Punkten
durch Aktuatoren abgestützte Tischplatte aufweist. Die Aktua
toren werden in Abhängigkeit von einem Signal angesteuert, das die
vertikalen Positionen und vertikalen Beschleunigungen der vier
Punkte des Tisches berücksichtigt.
Bei dem Verfahren zur Gewinnung des Fehlersignals an der
Positioniervorrichtung wird die Aufgabe der Erfindung dadurch
gelöst, daß mit jeweils mindestens einem Sensor die Beschleu
nigung des Werkzeugs in der Richtung mindestens einer Komponente
der Bewegung des Werkzeugs erfaßt wird, daß mit jeweils
mindestens einem weiteren Sensor die Beschleunigung des Zielobjekts in
der Richtung mindestens einer Komponente der Bewegung des
Zielobjekts erfaßt wird, die auch für das Werkzeug erfaßt wird,
und daß aus den Beschleunigungen des Werkzeugs und des
Zielobjekts ein Differenzsignal gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Gewinnung des Fehlersignals basiert auf
Beschleunigungsmessungen. Damit kommt ein bezugsloses Meßprinzip
zur Anwendung, das keine Einschränkungen für die Bewegungsfrei
heit der Positioniervorrichtung bedeutet. Das aus den Beschleu
nigungen des Werkzeugs und des Zielobjekts gebildete Differenz
signal beinhaltet fast ausschließlich Informationen über eine
unerwünschte schwingungsinduzierte Relativbewegung zwischen dem
Werkzeug und dem Zielobjekt. Eine weitere Konzentration des
Differenzsignals auf die unerwünschten, schwingungsinduzierten
Relativbewegungen kann durch eine Abtrennung niederfrequenter
Signalanteile erreicht werden, die aufgrund ihrer geringen Fre
quenz nicht mehr in inhaltlicher Beziehung zu schwingungsindu
zierten Relativbewegungen stehen können.
Zum Bilden des Differenzsignals kann die direkte Differenz
zwischen den Beschleunigungen des Werkzeugs und den Beschleu
nigungen des Zielobjekts gebildet werden. Bereits diese Diffe
renz ist als Fehlersignal geeignet, da sich jede schwingungs
induzierte Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Ziel
objekt durch unterschiedliche Beschleunigungen des Werkzeugs und
des Zielobjekts bemerkbar macht.
Wenn zum Bilden des Differenzsignals die unmittelbare Differenz
zwischen den Beschleunigungen des Werkzeugs und den Beschleu
nigungen des Zielobjekts einmal oder zweimal integriert wird,
werden mit dem Differenzsignal unterschiedliche Geschwindig
keiten des Werkzeugs und des Zielobjekts beziehungsweise unter
schiedliche von dem Werkzeug und des Zielobjekt zurückgelegte
Wege angezeigt.
Zum Bilden des Differenzsignals können alternativ zunächst die
von dem Werkzeug und dem Zielobjekt zurückgelegten Wege aus den
Beschleunigungen des Werkzeugs und des Zielobjekts ermittelt
werden, worauf dann in einem zweiten Schritt die Differenz
zwischen den von dem Werkzeug und dem Zielobjekt zurückgelegten
Wegen gebildet wird.
Es wurde bereits ausgeführt, daß durch die erfindungsgemäße
Gewinnung des Fehlersignals das Fehlersignal auf die schwin
gungsinduzierten Relativbewegungen zwischen dem Werkzeug und dem
Zielobjekt konzentriert ist. Weiterhin wurde schon erläutert,
das durch eine Abtrennung niederfrequenter Signalanteile eine
weitere Konzentration auf die schwingungsinduzierten Relativ
bewegungen erreicht werden kann. Dennoch kann es in Einzelfällen
sinnvoll sein, wenn zum Bilden des Differenzsignals von den
Beschleunigungen, den Geschwindigkeiten oder den zurückgelegten
Wegen des Werkzeugs und des Zielobjekts oder von der jeweiligen Differenz
zwischen den Beschleunigungen, den Geschwindigkeiten oder den
zurückgelegten Wegen des Werkzeugs und des Zielobjekts die
Beschleunigungen, Geschwindigkeiten oder zurückgelegten Wege
aufgrund einer bekannten makroskopischen Relativbewegung des
Werkzeugs und des Zielobjekts abgezogen werden. Das derart
gewonnene Differenzsignal zeigt dann nur noch schwingungs
induzierte Relativbewegungen zwischen dem Werkzeug und dem
Zielobjekt an.
Wenn es nicht möglich ist, die Beschleunigungen des Werkzeugs
und/oder des Zielobjekts genau dort zu erfassen, wo die inte
ressierende schwingungsinduzierte Relativbewegung stattfindet,
kann die Beschleunigung des Werkzeugs und/oder des Zielobjekts
mit mindestens zwei mit Abstand zu dem jeweiligen Zielort
angeordneten Sensoren je Komponente der Bewegung erfaßt und
unter der Annahme einer Starrkörperbewegung auf den Zielort
extrapoliert werden.
Zur vollständigen Erfassung der Starrkörperbewegungen des Werk
zeugs und des Zielobjekts sind die Beschleunigungen des Werk
zeugs und des Zielobjekts jeweils in drei unabhängigen transla
torischen und drei unabhängigen rotatorischen Richtungen zu
erfassen. Wenn die relevanten schwingungsinduzierten Relativ
bewegungen nur in einer oder zwei Komponenten der Bewegung
erfolgen, ist es in der Regel ausreichend, die Beschleunigung
des Werkzeugs und des Zielobjekts nur in den entsprechenden
Richtungen der Starrkörperbewegung zu erfassen. Hierdurch wird
die Datenfülle bei der Berechnung des Fehlersignals von vorn
herein reduziert.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Fehlersignal
ist besonders gut zur aktiven Schwingungsbeeinflussung von
schwingungsinduzierten Bewegungszuständen einer Positionier
vorrichtung geeignet, wobei die Schwingungsbeeinflussung in
Abhängigkeit von dem Fehlersignal derart erfolgt, daß das
Fehlersignal zu null gemacht wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Gewinnung des Fehlersignals
ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein, Sensor die
Beschleunigung des Werkzeugs in der Richtung mindestens einer
Komponente der Bewegung des Werkzeugs erfaßt und ein
Beschleunigungssignal abgibt, daß mindestens ein weiterer Sensor die
Beschleunigung des Zielobjekts in der Richtung mindestens einer
Komponente der Bewegung des Zielobjekts erfaßt, die auch ein
Sensor für das Werkzeug erfaßt, und ein Beschleunigungssignal
abgibt, und daß eine Signalverarbeitungseinrichtung aus den
Beschleunigungssignalen für das Werkzeug und für das Zielobjekt
ein Differenzsignal generiert.
Dabei ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Signalverarbei
tungseinrichtung zur Verwirklichung aller vorstehend beschrie
benen Verfahrensvarianten bei der Gewinnung des Fehlersignals
aus analogen Schaltkreisen aufzubauen.
Es versteht sich, daß die bei der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Verwendung kommenden Sensoren wegen der geringen relativen
Größe des Differenzsignals einer genauen Kalibrierung und
Justierung auf die zu erfassenden Komponenten der Bewegung
bedürfen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbei
spielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Fertigungsmaschine zum Einbringen eines Schlitzes
in eine Platte,
Fig. 2 eine roboterartige Meßeinrichtung,
Fig. 3 ein Meßsignal und ein Fehlersignal, die an einer
Positioniervorrichtung gewonnen wurden, und
Fig. 4 die Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal und dem
Fehlersignal gemäß Fig. 3.
Die in Fig. 1 dargestellte Fertigungsmaschine 1 weist einen
Tisch 2 auf, auf dem eine Platte 3 als Werkstück aufliegt. Ein
Messer 4 ist vorgesehen, um einen Schlitz 5 in die Platte 3
einzubringen. Zur Führung des Messers 4 ist eine Messer
halterung 6 vorgesehen, die an einem Schlitten 7 gelagert ist.
Der Schlitten 7 wird von Schienen 8 auf dem Tisch 2 geführt. Die
Schienen 8 verlaufen in der x-Richtung eines Koordinatensystems
x, y, z. Daher sollte eine Verschiebung des Schlittens 7 entlang
der Schienen 8 einen geraden Verlauf 9 des Schlitzes 5 ergeben,
wie er gestrichelt angedeutet ist. Eine überlagerte rotatorische
Schwingung des Messers 4 um die x-Achse führt jedoch zu dem
dargestellten sinusförmigen Verlauf des Schlitzes 5. Um der
daraus resultierenden Bewegung des Messers 4 relativ zu der
Platte 3 begegnen zu können, muß diese Bewegung erfaßt und
hieraus ein Fehlersignal generiert werden. Da dies nicht direkt
an dem Eingriffspunkt des Messers 4 in die Platte 3 möglich ist,
sind zwei Sensoren 10 an der Messerhalterung 6 in der Nähe der
Verbindungsstelle des Messers 4 mit der Messerhalterung 6
angeordnet. Die Sensoren 10 erfassen jeweils die Beschleunigung
der Messerhalterung 6 in Richtung der z-Achse des Koordinaten
systems x, y, z. Die Differenz der Beschleunigungssignale 11 der
beiden Sensoren 10 ist ein Maß für die Beschleunigung in der
rotatorischen Bewegungsrichtung um die x-Achse. Aus den
Beschleunigungssignalen 11 ist unter der Annahme einer
Starrkörperbewegung die Bewegung des Messers 4 in Richtung der
Y-Achse auf Höhe der Platte 3 extrapolierbar. Um die genaue
Relativbewegung des Messers 4 gegenüber der Platte 3 zu
erfassen, sind auch an dem Tisch 2 zwei Sensoren 12 vorgesehen.
Die Sensoren 12 erfassen die Beschleunigung des Tisches 2
ebenfalls in Richtung der z-Achse. Die Differenz der Beschleuni
gungssignale 13 der Sensoren 12 steht für eine rotatorische
Bewegung des Tisches 2 und damit der Platte 3 um die x-Achse.
Aus den Beschleunigungssignalen 13 ist unter der Annahme einer
Starrkörperbewegung des Tisches 2 und der Platte 3 die Bewegung
der Platte 3 in Richtung der y-Achse am Eingriffspunkt des
Messers 4 extrapolierbar.
So gewinnt die Signalverarbeitungs
einrichtung 14 aus den Beschleunigungssignalen 13 ein
Fehlersignal 15, das die Differenz zwischen den Bewegungen des
Messers 4 und der Platte 3 in Richtung der y-Achse wiedergibt.
Genau diese Differenz ist dafür verantwortlich, daß der Schlitz
5 statt des geraden Verlaufs 9 einen sinusförmigen Verlauf
aufweist. Umgekehrt kann das Fehlersignal 15 Basis für eine
direkte Beeinflussung der Relativbewegung des Messers 4
gegenüber der Platte 3 sein, um doch einen geraden Verlauf des
Schlitzes 5 zu erreichen. Hierzu wäre eine aktive Schwingungs
beeinflussung bei der Fertigungsmaschine 1 durchzuführen.
Die in Fig. 2 dargestellte, roboterartige Meßeinrichtung 16
dient zur Ermittlung von Abweichungen eines Bauteils 17 von
Sollabmessungen. Die Meßeinrichtung 16 weist einen Meßfühler 18
auf, der an dem Bauteil 17 anliegt und über einen Wegaufnehmer
19 an einem Tragarm 20 gelagert ist. Der Tragarm 20 ist über
zwei Schlitten 21 und 22 relativ zu dem Tisch 2 in Richtung
der x-Achse und der z-Achse eines Koordinatensystems x, y, z
verfahrbar. Auf dem Tisch 2 ist ein Drehteller 23 für die Aufnahme des
Bauteils 17 um die z-Achse drehbar gelagert. Da der Wegauf
nehmer 19 die Wege des Meßfühlers 18 in Richtung der x-Achse
erfaßt, hängt die Genauigkeit der Meßeinrichtung 16 von
auftretenden Relativbewegungen zwischen dem Wegaufnehmer 19 und
dem Bauteil bezogen auf den Anlagepunkt des Meßfühlers 18 an dem
Bauteil 17 ab. Zur Erfassung dieser Relativbewegungen sind zwei
Sensoren 10 an dem Wegaufnehmer 19 und zwei Sensoren 12 an dem
Tisch 2 vorgesehen. Die Sensoren 10 erfassen Beschleunigungen
des Wegaufnehmers 19 in Richtung der x-Achse. Die Sensoren 12
erfassen Beschleunigungen des Tisches 2 in derselben Richtung.
Durch die Verwendung von jeweils zwei Sensoren 10 und 12 kann
unter der Annahme von Starrkörperbewegungen aus den zugehörigen
Beschleunigungssignalen 11 und 13 auf die jeweilige Beschleu
nigung in x-Richtung am Anlageort des Meßfühlers 18 an dem
Bauteil 17 extrapoliert werden. Diese Beschleunigung ist nicht
direkt durch einen am Anlageort angeordneten Sensor erfaßbar.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 14 ermittelt die Differenz
der auf den Anlagepunkt des Meßfühlers 18 an dem Bauteil 17
extrapolierten Beschleunigungen des Wegaufnehmers 19 und des
Tisches 2, die der entsprechenden Beschleunigung des Bauteils 17
gleichgesetzt wird. Nachdem diese Differenz zweimal inte
griert wurde, ergibt sich ein Fehlersignal 15, das unmittelbar
für den momentanen Meßfehler der Meßeinrichtung 16 steht. Als
Sensoren 10 werden z. B. zwei Beschleunigungssensoren der Firma PCB,
Modell 352 A (Auflösung 1×10-4 g) verwendet, die in einem
vertikalen Abstand 24 von 80 mm übereinander angeordnet sind.
Der Abstand 25 des unteren Sensors 10 zu dem Anlagepunkt des
Meßfühlers 18 an dem Bauteil 17 beträgt in diesem konkreten Beispiel
50 mm. Als Sensoren 12
werden z. B. zwei Sensoren der Firma PCB, Modell 393 A 03 (Auflösung
5×10-6 g) verwendet. Ihr vertikaler Abstand 26 untereinander
beträgt 100 mm. Der vertikale Abstand 27 des oberen Sensors 12
zu dem Anlagepunkt des Meßfühlers 18 an dem Bauteil 17 beträgt
200 mm. Die Meßeinrichtung 16 kann beispielsweise in Richtung
eines Pfeils 27 mit einer elektrodynamische Schwingungsanlage
der Firma RMS, Modell SW 53 einer externen, breitbandigen
Schwingungsanregung ausgesetzt werden.
In den Fig. 3 und 4 sind Meßergebnisse wiedergegeben, die bei
einer breitbandigen, externen Anregung einer Positioniervorrich
tung im Frequenzbereich von 0 bis 100 Hertz gewonnen wurden.
Dabei zeigt Fig. 3 mit gestrichelter Linie die Amplitude eines
Meßsignals 28 und mit durchgezogener Linie die Amplitude eines
Fehlersignals 15 als Funktion der Frequenz. Das Meßsignal 28 wurde mit
einem Wegsensor aufgenommen, das Fehlersignal 15 basiert auf den
Beschleunigungssignalen von zwei Paaren von Beschleunigungs
sensoren, die analog zu den Ausführungsbeispielen der
Fig. 1 und 2 zum einen dem Ziel
objekt und zum anderen dem Werkzeug der Positioniervorrichtung
zugeordnet waren. Die Phasendifferenz das Meßsignals 28 und des
Fehlersignals 15 ist in Fig. 4 als Funktion der Frequenz aufgetragen.
Aufgrund der Versuchsbedingungen ist das Meßsignal 28 voll
ständig auf die äußere Anregung der Positioniervorrichtung
zurückzuführen. Das heißt, daß das Meßsignal 28 nur auf den
induzierten Schwingungen zwischen dem Wegaufnehmer 19 und dem
Bauteil 17 beruht und hiervon abgesehen null sein müßte. Dies
wird durch das Fehlersignal 15 bestätigt. Qualitativ deutet das
Fehlersignal 15 über den gesamten Bereich, in dem das Meßsignal
28 auftritt und der etwa bei 70 Hertz endet, an, daß das
Meßsignal 28 auf einer schwingungsinduzierten Relativbewegung
des Wegaufnehmers 19 und des Bauteils 17 beruht. Quantitativ
nimmt das Fehlersignal in dem Frequenzbereich von gut 20 bis 70
Hertz ziemlich genau dieselbe Amplitude wie das Meßsignal 28 an,
was auch theoretisch zu erwarten gewesen wäre. In dem Frequenz
bereich von 0 bis 20 Hertz weicht die Amplitude des Fehler
signals 15 von der Amplitude des Meßsignals 28 stärker ab, was
auf die Schwierigkeit zurückzuführen ist, bei diesen niedrigen
Frequenzen Wegdifferenzen aufgrund von Beschleunigungssignalen
genau zu bestimmen. Dies dokumentiert auch die in Fig. 4
dargestellte Phasendifferenz. Während in dem Frequenzbereich
von 20 bis 70 Hertz keine nennenswerte Phasendifferenz zwischen
dem Fehlersignal 15 und dem Meßsignal 28 vorliegt, ist in dem
darunter liegenden Frequenzbereich eine solche Phasendifferenz
mit unterschiedlicher Größe zu beobachten. Allein aufgrund der
qualitativen Eignung des Fehlersignals 15 zur Anzeige eines
fehlerhaften Meßsignals 28 ist mit dem Fehlersignal 15 aber eine
aktive Schwingungsunterdrückung möglich, mit der negative
Einflüsse induzierter Schwingungen auf die Meßgenauigkeit der
Meßeinrichtung 16 unterdrückt werden können.
1
Fertigungsmaschine
2
Tisch
3
Platte
4
Messer
5
Schlitz
6
Messerhalterung
7
Schlitten
8
Schiene
9
Verlauf
10
Sensor
11
Beschleunigungssignal
12
Sensor
13
Beschleunigungssignal
14
Signalverarbeitungseinrichtung
15
Fehlersignal
16
Meßeinrichtung
17
Bauteil
18
Meßfühler
19
Wegaufnehmer
20
Tragarm
21
Schlitten
22
Schlitten
23
Drehteller
24
Abstand
25
Abstand
26
Abstand
27
Pfeil
28
Meßsignal
Claims (10)
1. Verfahren zur Gewinnung eines Fehlersignals an einer
Positioniervorrichtung, mit der ein Werkzeug relativ zu einem
Zielobjekt positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit
jeweils mindestens einem Sensor (10) die Beschleunigung des
Werkzeugs (4, 19) in der Richtung mindestens einer Komponente
der Bewegung des Werkzeugs (4, 19) erfaßt wird, daß mit jeweils
mindestens einem weiteren Sensor (12) die Beschleunigung des Zielobjekts
(3, 17) in der Richtung mindestens einer Komponente der Bewegung
des Zielobjekts (3, 17) erfaßt wird, die auch für das Werkzeug
(4, 19) erfaßt wird, und daß aus den Beschleunigungen des
Werkzeugs und des Zielobjekts ein Differenzsignal gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Bilden des Differenzsignals jeweils die direkte Differenz zwischen den
Beschleunigungen des Werkzeugs und den Beschleunigungen des
Zielobjekts gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Bilden des Differenzsignals die direkte Differenz zwischen den
Beschleunigungen des Werkzeugs und den Beschleunigungen des
Zielobjekts einmal oder zweimal integriert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Bilden des Differenzsignals aus den Beschleunigungen des Werk
zeugs und des Zielobjekts zunächst die von dem Werkzeug und dem
Zielobjekt zurückgelegten Wege ermittelt werden und dann die
Differenz zwischen den von dem Werkzeug und dem Zielobjekt
zurückgelegten Wegen gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Bilden des Differenzsignals von den Beschleu
nigungen, den Geschwindigkeiten oder den zurückgelegten Wegen
des Werkzeugs und des Zielobjekts oder von der jeweiligen Differenz
zwischen den Beschleunigungen, den Geschwindigkeiten oder den
zurückgelegten Wegen des Werkzeugs und des Zielobjekts die
Beschleunigungen, Geschwindigkeiten oder zurückgelegten Wege
aufgrund einer makroskopischen Relativbewegung des Werkzeugs und
des Zielobjekts abgezogen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Beschleunigungen des Werkzeugs und/oder des
Zielobjekts mit mindestens zwei im Abstand zu einem Zielort
angeordneten Sensoren je Komponente der Bewegung erfaßt und
unter der Annahme einer Starrkörperbewegung auf den Zielort
extrapoliert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Beschleunigungen des Werkzeugs und des
Zielobjekts vollständig in drei unabhängigen translatorischen
Richtungen und drei unabhängigen rotatorischen Richtungen erfaßt
werden.
8. Verfahren zur aktiven Schwingungsbeeinflussung von schwin
gungsinduzierten Bewegungszuständen einer Positioniervorrich
tung, wobei die Schwingungsbeeinflussung in Abhängigkeit von
einem Fehlersignal erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fehlersignal nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gewonnen wird.
9. Anordnung zur Gewinnung eines Fehlersignals nach einem der
Ansprüche 1 bis 7 an einer Positioniervorrichtung, die ein
Werkzeug relativ zu einem Zielobjekt positioniert, dadurch ge
kennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (10) die Beschleunigung
des Werkzeugs (4, 19) in der Richtung mindestens einer Kompo
nente der Bewegung des Werkzeugs (4, 19) erfaßt und ein
Beschleunigungssignal (11) abgibt, daß mindestens jeweils ein weiterer Sensor
(12) die Beschleunigung des Zielobjekts (3, 17) in der Richtung
mindestens einer Komponente der Bewegung des Zielobjekts (3, 17)
erfaßt, die auch ein Sensor (10) für das Werkzeug (4, 19)
erfaßt, und ein Beschleunigungssignal (13) abgibt, und daß eine
Signalverarbeitungseinrichtung (14) aus den Beschleunigungs
signalen (11, 13) für das Werkzeug und für das Zielobjekt ein
Differenzsignal generiert.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Signalverarbeitungseinrichtung (14) aus analogen Schaltkreisen
besteht.
Priority Applications (3)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19706706A Expired - Fee Related DE19706706C1 (de) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Verfahren und Anordnung zur Gewinnung eines Fehlersignals an einer Positioniervorrichtung |
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