DE2114810C - Verfahren und Vorrichtung zum Herleiten eines Fehlerwertes - Google Patents

Description

Wenn die Maschine durch einen Rechner gesteuert wird, könnte die Information über die Sollwertposition von der Steuerungs- oder Regelvorrichtung erhalten werden, wenn geeignete Zwischenglieder vorgesehen werden, um den X-Antrieb des X-Y-Schreibers automatisch zu steuern. Ein arithmetischer mit dem Interferometer gekoppelter Rechner und das Steuerglied können verwendet werden, um den Fehler zur Darstellung auf der Y-Achse zu berechnen.

In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Systems dargestellt, das automatisch den Fehlerabstand und den Sollwertabstand vom Interferometer alleine bestimmt und diese Information an den X-Y-Schreiber zur Aufzeichnung weitergibt Dieses System arbeitet ohne aufwendiges Anpaßglied (»Interfacing«) mit der Werkzeugsteuerungsvorrichtung und ohne umfangreiche Ziffernrechner.

Diese Vorrichtung umfaßt ein Präzisionsgerät zur Entferungsmessung, beispielsweise ein Laser-Interferometer 11 gemäß dem USA,-Patentschrift 3.458.259. Der Ausgang des interferometers enthält eine konstante Referenzfrequenz f, und eine Doppler- oder Vergleichsfrequenz f_c, die von einer Mittelfrequenz f, um eine Frequenz schwankt, die proportional der Änderungsgeschwindigkeit im Abstand des Werkzeugaiitriebes gemessen vom Interferometer aus ist Die beiden Frequenzausgänge f, und f_c werden an einen reversiblen Zähler 12 geleitet, wobei der Ausgang des Zählers als Mali der Längenänderung dient Beispielsweise stellt eine Einheit im Zähler eine Längenänderung von einer Viertellichtwellenlänge oder etwa 152,4 χ 10"⁶πυη(6μ Zoll) dar. Der Inhalt des Zählers wird an eine arithmetische Einheit 13 geleitet wo er in Längen in ram oder Zoll umgerechnet werden kann, und der digitale Ausgang wird auf eine digitale Anzeigevorrichtung 14 gegeben. Die angezeigte Messung ist 03J99975 ZoIL

Die Zehner-Einheiten. Zehntel und Hundertstel der Digitalwerte werden von einem Register 15 in der digitalen Anzeigevorrichtung an einen ersten D/A-Umsetzer 16 weitergeleitet dessen analoger Ausgang als Eingang für den X-Antrieb des X-Y-Schreibers 17 dient Die Tausendstel. Zehntausendstel und Hunderttausendstel de* digitalen Werte werden an einen zweiten D/A-Umsetzer 18 über einen Pufferspeicherkreis 19 übertragen. Vor der Übertragung an den Pufferspeicherkreis wird die Ziffer für die Tausendstel an eine Addien,ujfε 24 für eine Ziffer geleitet, wo die betreffende Ziffer zu einem eingestellten Wert von 0,005 ZoiJ oder 0,127 mm {in dem Kästchen 22) addiert wird. Dieser Wert vor. 0 "05 ^ήτά später analog in noch zu beschreibender W;^e (in dem Kästchen 23) subtrahiert Bei einem weniger bevorzugter. Ausföhrungsbeispiel der Erfindung kann die Addition von 0,005 Zoii durch die Addierstufe 24 durch die mechanische Versetzung des interferometers und der Maschine um 0,005 Zoll ersetzt werden. Indessen macht eine derartige Versetzung die Anzeigevorrichtung 14 weniger lesbar.

Der D/A-Umsetzer 16 wird benutzt, um den vermuteten Abstand der Bewegung der zu eichenden Maschine zu bestimmen, ohne tatsächlich die vermutete Abstandsniformation von der Maschine zu erfordern. Der vennoteie Wert "ist ein ganzzahliges Vielfaches des Eichmisrvaries, welches selbst vorzugsweise größer als das zweifache des FehTerwertes ist Dies wird erreicht durch Übertragung der Zehner, Einheiten, Zehntel und Hundertsiel des digitalen Wertes vom Register 15 zum D'A-Umsetzer 16, wo dieser digitale Wert in einen analogen Ausgangswert umgesetzt wird, der proportional einem vermuteten Entfernungswert ist, der auf das nächste Hundertstel abgerundet ist Beispielsweise beträgt die Abfesung 03,99975 in der digitalen Anzeige, und die Zahl für das nächste Hundertstel ist 4,00; ein analoges' Ausgangssignal proportional zu diesem Wert 4 JOQ wird verwendet, um den X-Antrieb des X-Y-Schreibers 17 auf die vermutete Entfernungsposition längs der

- X-Achse anzutreiben/und zwar im;gewählten Beispiel auf die 4jOÖ Position. Der nächste tiefere vermutete Ab- ·

to stand wäre 3.99 und der nächst höhere vermutete Abstand wäre 4j0i.

Diese Schaltung für den vermuteten Abstand enthält einen Entscheidungsweg 24 zwischen der Ziffer für die Tausendstel im Register 15 und dem D/A-Umsetzer 16, um die Ziffer von 4 oder weniger für die Tausendstel in einen Null-Hundertstel-Wert umzusetzen und um Ziffern von 5 oder mehr für die Tausendstel in einen Wert von einem Hundertstel umzusetzen, so daß die Ablesung für die Hundertstel aufgerundet werden kann auf den nächsten Wert für die Hundertstel. Dies stellt sicher, daß Fehler mit negativem Vorzeichen in der Position nicht um ein Inkrement zu tief dargestellt werden.

Der Wert des Positionierungsfehlers wird durch angenäherte Subtraktion erhalten. Deshalb wird bevor-

•».5 zugt. daß das Eichintervall größer gewählt wird als das Zweifache des erwarteten ma · 'malen Fehlers. Falls der Fehler größer wird als die Hälfte dieses Eichintervalles. ergibt sich eine Diskontinuität in der Darstellung, aber die Ergebnisse können noch so lange interpretiert wer-

3£> den. wie benachbarte Fehlerpunkte noch eine einigermaßen erkennbare Korrelation beinhalten. Eine bessere Lösung besteht darin, das Eichintenral! zu erweitern.

Im vorliegenden Beispiel wird der Fehler folgendermaßen abgeleitet:

E = 339975 - 4.00000

Da in unserem Beispiel die Maschinersachse bei 0,253 mm-Inkrementen geeicht ist, 0,01 Zoll ergibt sich, daß dieses Eichintervall wesentlich größer ist als der gemessene Fehler und daß der Subtrahent null Stellen in den interessierenden Spalten im Minuenden aufweist Probleme durch Vorzeichenwechsel des Fehlers werden vermieden, indem ein festgelegter Zusatzwert digital (durch das Kästchen 22) zu der die Eintausendstelwerte angebenden Ziffer addiert wird, die an den Pufferspeicher 19 übertragen wird. Im gegebenen Beispiel wird die Ziffer 0,009 für die Tausendstel zu 0,005 im Ziffernaddierer 24 addiert, um 0,014 zu erhalten. Die Ziffer für die Hundertstel (0,01) wird an den D/A-Umsetzer 16 übertragen, und die Ziffer für die Tausendstel (0,004) wird an den Pufferspeicher 19 übertragen. Der Pufferspeicher enthält daher einen Digitalwert von 0,00475. Dieser digitale Wert wird an den D/A-Umsetzer 18 übertragen, wo er in ein entsprechendes analoges Signal umgesetzt wird. Von diesem analogen Signal wird dann der Zusatz von 0,005 (des Kästchens 23) analog abgezogen, um den Positionsfehlerabstand von — 0,00025 zu ergeben. Das Entfernen des Zusatzes von 0,005 zentriert einen Null-Fehler bei 0 V analog. Falls der Spannungszusatz hingenommen werden kann, kann die durch das Käs.chen 23 symbolisierte Einheit ausgelassen werden. Der analöge Ausgang des D/A-Umsetzers 28 ist proportional zu diesem - 0,00025 Fehlerabstand und dient dazu, den Y-Antrieb des X-Y-Schreib;rs 17 auf diesen Punkt entlang der Y-Achse zu treiben.

Die Mathematik zur Ableitung dieses Fehlersignals ergibt sich golgendermaßen:

E = 3,99975 £. 4,00000

= 3,99975 + 0,005 - 0,005 -

'4,00000 " ,

= 4,00475 - 4,00000 - 0,005 = (0,00475.' modulo O₁Ol) -

(0,005) "' .' =' -"0,00025

Es versteht sich, daß der Minuend (4,00000) unter der Annahme abgeleitet wird, daß er das nächste ganzzahlige Hundertstel zu dem Subtrahenten angibt, der von dem Laser-Interferometer erhalten wurde. Dies wird erreicht, ohne daß man eine Verdrahtung oder komplexe Anpassungsglieder zur Werkzeugsteuerungsschaltung benötigte.

Während die Division der Zahl in dem gegebenen Beispiel zwischen der Ziffer für die Hundertstel und für die Tausendstel liegt, kann die Trennung gewünschtenfalls an anderen Stellen gewählt werden, in Abhängigkeit von dem speziellen Anwendungsfall und den angestrebten Ergebnissen. Obgleich in dem dargestellten Beispiel von einer Auflösung von 25,4 χ 10 mm ausgegangen wird, ist die Auflösung auf 25,4 χ 10"⁶mm oder mehr mit Laser-Interferometern möglich, und dieses System Fehlerabstände im gleichen Maß wieder, wie duS Laserlnterferometer die Ablesungen auflösen kann.

Außerdem sind Maßstabsänderungen möglich, indem die Empfindlichkeit des X-Y-Schreibers geändert wird. So können der Y-Abstand zur Darstellung eines gegebenen Fehlers und der X-Abstand zur Darstellung eines gegebenen Eichpunktes frei gewählt werden, um die Daten optimal auf einer Darstellungsflache unterzubringen.

Die Verbindung mit der zu eichenden Maschine besteht aus einer einfachen Schaltung, beispielsweise einer I eitung 25 zur Übertragung von Triggerimpulsen, um dem Pufferspeicher 19 anzuzeigen, daß ein Eichpunkt erreicht worden ist. Beispielsweise wird ein von der zu eichenden Maschine jedesmal bei Erreichen eines Eichpunktes aufgenommener Impuls den Pufferspeicher i9 triggern, um den zu diesem Zeitpunkt aufgezeichneten Digitalwert an den D/A-Umsetzer 18 zu übertragen, um das analoge Y-Ausgangssignal für den X-Y-Schreiber 17 abzugeben. Daher ist nur ein einfaches Signal über das Erreichen des Eichpunktes von der zu eichenden Maschine möglich; dagegen ist keine Information über die gewünschte Stellung erforderlich.

Es sei angemerkt, daß nicht eine Anzeige vcn der zu eichenden Maschine angegeben wird, daß jedes Eidimtervall erreicht worden ist, sondern daß Steuerungssignale von dem Laser-Intcrferometersystem zu der zu eichenden Maschine geschickt werden können, um ihr zu befehlen, daß sie sich von einem Eichir.tervall zum nächsten bewegt Beispielsweise wird sie nach der Bestimmung eines ersten Fehlersignales und der Aufzeichnung durch das Interferometersystem der zu eichenden Maschine befehlen, sich zum nächsten EichintervaH zu bewegen, wo die Mast '-■ > .ie anhält, und das Fehlersignal wird ausgerechnet und aufgezeichnet. Daraufhin wird das nächste Befehlssignal an die Maschine durch das Laser-Interferometersyslem abgegeben.

Ein drittes Verfahren der Steuerung besteht darin, daß man die Belriebsperson die ÜbeFtFagungsimpulse 25 auslösen läßt. Wenn beispielsweise eine Linienskala geeicht wird, kann die Betriebsperson ein Fadenkreuzmikroskop oberhalb jeder der in die Skala eingravierten Markierungen zentrieren und dann einen Knopf drükken, um der Vorrichtung anzuzeigen, daß der Fehler an jedem Punkt aufgezeichnet werden soll. In diesem Falle wäre das Interferometer derart angeoidnet, daß es die Position des Mikroskops mißt.

Es sei angemerkt, daßj diese mit Erwartungswerten arbeitende Methode der Abstandsmessung auch verwendet werden kann, um eine digitale Anzeige statt einer analogen .Anzeige des Fehlers.zu erreichea Bei

ίο einigen Anwendungen könnte es nützlich' sein, die Fehlerdaten in digitaler Form aufzuzeichnen, beispielsweise bei einem Drucker, einerm Papier- oder Magnetbandaufzeichnun^sgerät 26.

Auch sei angemerkt, daß statt der Aufzeichnung eines analogen Ausgangssignals die Erfindung dazu verwer tet werden kann, daß ein Fehlersignal erstellt, an die Maschinenregelung 27 zurückgeführt und zur Ausregelung des Fehlers verwendet wird. Bei diesem Schema ist es erforderlich, daß die abgefragten Positionen um mehr als das Zweifache des erwarteten Maximalfehlers getrennt werden.

In Fig. 3 ist eine ähnliche Technik zur Darstellung der Linearitätsfunktion für einen spannungsgesteuerten Oszillator dargestellt. In diesen· System wird die Prä/i sionsspannungsquelle 31 für den spannungsgesteuerter. Oszillator 32 von der Programmiereinrichtung 33 gesteuert, damit sie schrittweise von einem Spannungswert zum nächsten fortschreitet, um Frequenzausgänge vom Oszillator 32 bei voneinander beabstandeten Eichintervallen abzugeben.

Ein Binärzähler 34 für dir Ausgangstrequenz gibt einen binären Wert ab. der die tatsächliche vom Oszillator 32 an dss Register 35 abgegebene Frequenz darstellt Die tatsächliche Oszillationsfrequenz des Oszillators 32 ist in der digitalen Aufzeichnung mit 001 HOtOOtIOl₂Hz angegeben. Zui Vereinfachung sei angemerkt daß dieser binäre Wert, der zur Basis 2 dargestellt wurde, 03515g zur Basis 8 ist. In diesem Beispiel is. die angenommene oder vorausgesetzte Frequenz, bzw. die Frequenz, die der spannungsgesteuerte Oszillator erzeugen sollte, gleich 0011 101OC)OoOO₂Hz oder, auf die Basis 8 bezogen, 0350O₃Hz.

Die binären Ziffern höherer Ordnung werden an den ersten D/A-Umsetzer 36 übertragen, während die Binäntellen tieferer Ordnung an den zweiten D/A-Umsetzer 37 über den Pufferspeicherkreis 38 übertragen werden. Die Ein-bit-Addierschaltung 39 arbeitet ähnlich der Ein-Ziffer-Addierschaltung von Fig. 2. um inen Summierausgang an den Pufferspeicher 38 und einen

Übertragungsausgang an den ersten D/A-Umsetzer 36 abzugeben. Der binäre Bei rag, der digital durch den Einbit-Addierer 38 addiert wird, wird daraufhin analog durch die Einheit 41 in dem D/A-Umsetzer 37 abgezogen.

Die Mathematik zur Ableitung der Fehlerfrequenz, zur Vereinfachung mit Bezug auf die Basis 8 dargestellt, ergibt sich folgendermaßen:

03315s- 03500$

03515g - 03500g *- 0004O₈ -

00040s

03555g - 0350O₈ - 00040g

(03555g modulo 10Oy - 0004O₃

+ 00015s(oder 00IiOl₂)

Es sei angemerkt, daß das allgemeine Verfahren bei einigen Anwendungen benutzt werden kann, wo nur das Yoder Fehlersignal erzeugt wird. Beispielsweise kann

309627M25

eine zu eichende Maschine auf einen neuen Eichpunkt in Intervallen von einer Sekunde bewegt werden, und der Fehler kann auf einem Streifenschreiber (beispielsweise dem Schreiber42 in Fig. 2) aufgezeichnet werden,der das Papier beispielsweise mit einem Schritt pro Sekunde bewegt Wenn daher die eit als die unabhängig Veränderliche gewählt wird, ist der D/A-Umsetzer 16 oder 36 nicht langer erforderlich.

Während die Erfindung mit Bezug auf die Herleitung und Darstellung von Positionierungsfehlern von Maschinenwerkzeugen und Lindantätskurven für einen spannungsgesteuerten Oszillator beschrieben wurde, versteht sich, daß sie auch auf die Messung und Eichung ähnlicher Parameter vieler anderer Formen von Präzisionsinstrumenten oder Vorrichtungen angewendet werden kann. Auch ergibt sich, daß die Erfindung auf alle Systeme anwendbar ist, die digitale Zifferneichung verwenden, die beispielsweise von Rechnern oder digitalen Voltmetern oder anderen Formen digitaler Über-

ίο träger erhalten werden.

' Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herleiten eines Fehlerwertes von einem Sollwert und einem Meßwert eines Parameters bei mehreren nicht-kontinuierlichen, vorbestimmten Werten, wobei der Fehlerwert-kleiner ist als der halbe Abstand zwischen benachbarten vorbestimmten Werten und bei dem ein digitaler den Meßwert darstellender Wert erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Ziffern im wesentlichen höherer Ordnung des digitalen den Meßwert darstellenden Wertes ein den Sollwert darstellender digitaler Wert hergeleitet wird, welcher der nächste vorbestimmte Wert zu dem digitalen Wert ist, der den Meßwert darstellt, und von mehreren Ziffern niedrigerer Ordnung des den Meßwert darstellenden digitalen Wertes und von dem abgeleiteten Sollwert der digitale Wert hergeleitet wL J, der den Fehlerwert darstellt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerwert (-0,00025) gleich dem Meßwert (3,99975) plus der Hälfte (0,005) des Eichintervalles (0,01), modulo dem Eichintervall, vermindert um die Hälfte des Eichintervalles ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerwert ein Positionierung"fehler in einem Maschinenwerkzeug, der Sollwert eine erwartete Bewegungsstrecke des Maschir.~nwerkzeuges und der Meßwert die tatsächlich gcmessene Bewegungsstrecke des Maschinenwerkzeages ist

4. Verfahret« na» 1 Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß de:· Fehlerwert ein Umsetzungsfehler im digitalen Ausgang eines elektronischen Instrumentes, der Sollwert ein erwarteter, digitaler A"sgangswert des elektronischen Instrumentes und der Meßwert der tatsächlich gemessene digitale Ausgangsweri des Instrumentes ist

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Eichung des Instrumentes verwendet «iri.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeleitete digitale Sollwert in einen A/ialogwert umgewandelt und dieser auf einer zweiten Achse (X) eines Diagramms dargestellt wird und der abgeleitete digitale Fehlerwert in einen Analogwert umgewandelt UTid dieser auf einer zweiten Achse (Y) des Diagramms dargestellt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Herleiten eines Fehierwertes

meters bei mehreren, nicht-kontinuierlichen vorbestimmten Werten, wobei die Fehlerwerte kleiner als der ha!be Abstand zwischen benachbarten vorbestimmten Werten sind, und eine Einrichtung den Parameter bei jedem vorgegebenen Wert mißt ^-jnd ein für diesen signifikantes digitales Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (22, 24, 16) von mehreren Ziffern im wesentlichen höherer Ordnung des digitalen, den Meßwert darstellenden Wertes einen asu Sollwert darstellenden digitalen Wert herleitet, wefcher der nächste vorbestimmte Wert zu dem digitalen Wert ist, der den Meßwert darstellt, und von mehreren Ziffern im wesentlichen niedrigerer Ordrung des den Meßwert darstellenden digitalen Wertes und von dem abgeleiteten Sollwert einen digitalen Wert herleitet, der den Fehlerwert darstellt

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digital/Analogwandler (23) zur Abgabe eines analogen Fehlersignals mit der Rechenschaltung (22,24,19) verbunden ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital/Analogwandler mit einer Einrichtung (17) zur Darstellung des Sollwertes über einer Koordinatenachse verbunden ist

JO. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digitalwandler (16) zur Abgabe eines analogen Sollwertsignals, mit der Rechenschaltung (22,24,19) verbunden ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Digital/Analogwandler (16,29) mit siner Einrichtung (17) zur Darstellung des Fehlerwertes über dem Sollwert verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11 zur aufeinanderfolgender. Ableitung des Fehlerwertes zwischen einem Sollwert und einem tatsächlichen Wert eines Betriebsparameters einer Vorrichtung bei mehreren Eichpunkten, mit einer Einrichtung zum Frmittcin des tatsächlichen Wertes des Betriebspara-■neiers bei jedem Eichpunkt und einer Einrichtung zur Erzeugung eines den tatsächlichen Wert darstellenden" Digitalwertes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Übertragung mehrerer höherer Stellen des tatsächlichen Digitalwertes zu einem ersten Digital/Analogumsetzer (16) vorgesehen ist, dieser ein dem Wert des Eichpunktes proportionales Ausgangssignal abgibt, und eine Einrichtung zur Übertragung mehrerer niedrigerer Stellen des tatsächlichen Digitalwertes an einen zweiten Digital/ Analogumsetzer (1β) vorgesehen ist, die niedrigeren Stellen einen Wert darstellen, der kleiner als die Hälfte des Wertes des Eichintervalles (0,01) ist, der zweite Umsetzer '18) ein analoges Ausgangssignal abgibt, das proportional der Differenz des tatsächlichen durch die niedrigeren Stellen dargestellten Wertes und dem die unteren Stellen des Wertes des Ejchpunktes darstellenden Wert 0 ist, wobei die Differenz der tatsächliche Wert plus der Hälfte des Eichintervaües, modulo dem Wert des Eichintervalles, vermindert um die Hälfte des Eichintervalles ist

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (22, 24) zur digitalen Addition eines festen Versetzungswertes (0,05) zur ersten Ziffer (0.0C9) in den unteren Stellen und eine Einrichtung (23) zur späteren analogen Subtraktion des Versetznngswertes von dem analogen durch den zweiten Umsetzer erstellten

14. Vorrichtung nacn Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur digitalen Addition eines festen Versetzungswertes eine Addierstufe (24) für eine Stelle aufweist, an welche die erste Stelle übertragen wird, und eine Einrichtung (22) aufweist, um den digitalen Versetzungswert an die Addiereinheit für eine Stelle abzugeben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (23) zur Übertragung eines Eichpünktsignales zwischen der zu eichenden Einrichtung und der Vorrichtung vorgesehen ist

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens npch Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen der tatsächlichen Posi-

■ i^rs£

tion eines Maschinenwerkzeuges bei mehreren ren geeicht werden soll, wird sie durch die vorbestimm-Eichpunkten ein Laserinferometer aufweist ten Eichabstände bewegt and dabei an jedem Punkt ihre

tatsächliche Position beispielsweise mittels eines Laser-

interferomeiers abgelesen. Dann wird die Werkzeugma-

5 schine unter der Vermutung weiterbetrieben, daß der

Sollwert des Vorschubs der nächste erlaubte Eichabstand zum tatsächlichen Vorschub ist Dabei wird das neue Verfahren verwendet, um den gewünschten Vorschub abzuleiten und die Subtraktion auszuführen. Im

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- io Ergebnis kann automatisch der Fehler in einem Diarichtung zum Herleiten eines Fehlerwertes von einem gramm dargestellt werden, wobei sich eine Kostener-Sollwert und einem Meßwert eines Parameters bei sparnis und eine beträchtliche Erleichterung beim Bemehreren nicht-konluiuicrüchen, vorbestimmten Wer- nutzen ergibt, da von der Steuerschaltung der Werkten, wobei der Fehlerweri !-^ner ist als der halbe Ab- zeugmaschine keine Information mehr über den Sollstand zwischen benüf hb«. -jn vorbestimmten Werten 15 wert des Vorschubs erforderlich ist Da die verwendete und bei dem eir! digitr'',, den Meßwert darstellender Vorrichtung herkömmliche DA/Umsetzer und eine Wert erzeugt wirrf. einfache Hilfsvorrichtung verwendet, ist sie wesentlich

Dabei kann <*- sich um die Ermittlung von Positionie- weniger kostspielig als die komplexen Anpassungsglierungsfehle.'" Werkzeugen oder um Linearitätsfehler der und arithmetischen Rechner, die bisher verwendet bei elekiromsi,nen Vorrichtungen, beispielsweise digita- 20 wurden. Auch wird eine beträchtliche Zeitersparnis bei len Voltmetern und spannungsg3steuerten Oszillatoren der Einstellung 1- J Vornahme der gewünschten Meshandeln. Da die manuelle Au'zeichnung von Fehlerkur- sungen erreicht da keine komplizierte Zwischenverbinven zu zeitraubend ist, sind Techniken entwickelt wor- dung mit der Maschinenwerkzeugsteuerung erforderlich den, um derartige Diagramme automatisch zu erstellen. ist

Beispielsweise werden im Falle einer durch ein Magnet- 25 Zusätzlich zur Messung von Positionierungsfehlern band gesteuerten Fräsmaschine die Information über von Werkzeugmaschinen können dieses Verfahren und den Sollwert des Vorschubs aus dem Programmstreifen diese Vorrichtung zusammen mit anüeren Meßgeräten erhalten, der tatsächliche Vorschub durch eine Vorrich- verwendet werden, und zwar einschließlich der Eichung tung zur Präzisionsabstandmessung, beispielsweise ein digitaler Voltmeter und der Erzeugung von Linearitäts-Interferometer gemessen, und dann diese beiden Meß- 30 kurven für spannungsgesteuerte Oszillatoren, ergebnisse, welche beispielsweise in digitaler Form vor- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

liegen, einem Rechner zur Ausführung der Subtraktion werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert; zugeführt Diese Technik erfordert eine Zwischenver- es stellen dar

bindung zwischen dem Rechner und der Steuervorrich- Fig- 1 ein X-Y-Diagramm des Positionierungsfeh-

tung für die Fräsmaschine, und diese Zwischonverbin- 35 lers eines Maschinenwerkzeuges, wobei der Fehler mit dung ist im allgemeinen teuer, da derartige Steuerungen einer Auflösung von 25,4 χ 10~⁵mm in der Ordinate nicht dazu ausgelegt sind, ohne Zwischenschaltung zu- dargestellt ist, und wobei die Position der Maschine in Insätzlicher Anpassungsglieder solche Informationen zu tervallen von 2,54 mm entlang der Abszisse dargestellt übertragen. Auch variiert die Kodierung der Daten von ist;

einer Maschine zur anderen. Des weiteren ist der erfor- 40 Fig. 2 ein Blockdiagramm des neuen Rechnersyderliche Rechner umfangreich und teuer. Häufig 'allen stems, das digitale Kodierung verwendet ν nd sowohl die auch bei kleineren Maschinen die Daten nich. in elektri- Ordinaten als auch die Abszissenwerte für die X-Y-Poscher Fonn an. sondern v/erden auf mechanischen sitions-Fehlerdia^ramme ergibt; Wählscheibenerhalten. Fig. 3 ein Blockdiagramm des neuen Rechnersy-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein 45 stems mit einem binär kodierten System, um ein Linea-Verfahi-en und eine Vorrichtung zu dessen Ausführung ritätsdiagramm für einen spannungsgesteuerten Oszillaa-.zugeben, wobei keine Zwisch ^verbindung zur Über- tor zu ersteilen.

tragung von Sollwertinfonria- .on an den Rechner erfor- In Fig. 1 ist ein typisches Diagramm dargestellt, das

derlich ist von einem X-Y-Schreiber aufgeschrieben ist und die

Die Erfindung beruht auf dei Erkenntnis, daß es bei di- 50 Positionsfehler über dem Vorschub eines Maschinengitalen Meßwerten möglich ist direkt au- de.η Meßwert Werkzeuges darstellt Die Stellung der Maschine ist in selbst den Sollwert und damit auch den Fehlerwcr, zu re- Schritten von 2,54 mm entlang der Abszisse aufgezeichkonstniieren, sofe^rn der ?ugpla««i»np Fehler kleiner als net, und der Positionierungsfehler der Maschine ist in die Hälfte des Intervalles der benachbarten Sollwerte Schritten von 25,4 χ I«) "mm längs der ördinaic aufist 55 getragen. Das Diagramm zeigt einen zyklischen Fehler, Ausgehend von den eingangs genannten Verfahren der einem linearen Fehler überlagert ist, wie er be:- zum Herleiten eines Fehlerwertes wird diese Aufgabe spielsweise bei einer Spindel auftritt, die etwas zu lang dementsprechend erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ist und bei der Drehung flattert von mehreren Ziffern im wesentlichen höherer Ordnung Diese Kurve kann manuell hergestellt werden, indem des digitalen den Meßwert darstellenden Wertes ein den 60 man eine ausreichende Anzahl von Datenpunkten auf Sollwert darstellender digitaler Wert hergeleitet wird, dem Diagramm erhält, wobei jeder Punkt bestimmt ist v/elcher der nächste vorbestimmte Wert zu dem digita- durch die Bewegung des Maschinenantriebs auf eine fen Wert ist, der den Meßwert darstellt, und von mehre- gewünschte Stellung entlang des Vorschubsweges, ren Ziffern niedrigerer Ordnung des den Meßwert dar- indem der tatsächliche Vorschub durch ein Präzisiönsstellenden digitalen Wertes und von dem abgeleiteten 65 interferometer gemessen wird, die beiden Abstände subSoll' "srt der digitale Wert hergeleitet wird, der den träniert werden und der Positionsfehler ermittelt wird Fehler darstellt und dieser Fehlerwert auf der Ordinate über dem Soll-Falls eine Werkzeugmaschine gemäß diesem Vertan- wertabstand aufgetragen wird.