DE2713869A1 - Positioniersystem in einer numerisch gesteuerten vorrichtung - Google Patents
Positioniersystem in einer numerisch gesteuerten vorrichtungInfo
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Description
BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN * ' ' ^ * ^
. 3.
Pottadresse Mündien: Patentconsult 8 Münzen 60 RadeckestreSe 43 Telelon (089) 883603/883604 Telex 05-212313
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Tele(on(06121)562943/561998 Telex 04-186237
FUJITSU PANUC LIMITED 77/8715
Positioniersystem In einer numerisch gesteuerten Vorrichtung
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Kramer - Or.WeMr - Hirsch — Wlaabeder: Blumbad) · Dr. Bergen · Zwirner
-J-
Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem in einem
numerisch gesteuerten Gerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches System dient zur Positionierung eines gesteuerten Gegenstandes wie eines Tisches oder eines
Werkzeuggreifers in einem Maschinenwerkzeug eines numerisch gesteuerten Gerätes vom Typ einer geschlossenen
Schleife. Speziell befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem System zum Rückführen des gesteuerten Gegenstandes zu einer Ursprungsposition.
Bei herkömmlichen Maschlnenvrerkzeugen, die numerisch gesteuert sind, werden verschiedene Positionsdetektoren wie
ein Resolver (Koordinatenwandler), eine unter der Handelsbezeichnung Inductosyn bekannte Vorrichtung (bei Inductosyn handelt es sich um einen auf elektromagnetischer Induktion beruhenden Positionsdetektor, der nach demselben
Prinzip wie ein Resolver arbeitet. Den Inductosyn gibt es als Drehmeldertyp und als Linearmeldertyp. Beide Typen
zeichnen sich durch hohe Genauigkeit aus.), und ein Drehungskodlerer verwendet , um die Position des Tisches festzustellen· Dabei kann in billiger Weise beispielsweise ein Drehungs-
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kodierer In der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine
verwendet werden. Deshalb wird die den Drehungskodlerer
verwendende herkömmliche Maschine preiswert und kann unter digitaler Steuerung verwendet werden, da der Drehungskodlerer Impuls-Ausgangssignale erzeugt. Bei der
herkömmlichen numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine« die einen Drehungskodlerer als Positionsdetektor verwendet,
ändert sich Jedoch die Zeitverzögerung zwischen Befehlsimpulsen und Rückkopplungsimpulsen entsprechend der Änderung
der Last, so daß der Tisch nicht genau in die Ursprungsposition zurückgebracht werden kann. Ferner kann bei der
herkömmlichen numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, die mit dem Drehungskodierer versehen ist, eine Positionierung
durch Oitterpunktsteuerung, die anwendbar ist bei einer
numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, die einen Resolver oder den Inductosyn verwendet, oder eine elektronische Versetzung der Gitterpunkte nicht erwartet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System verfügbar zu machen zur genauen Positionierung eines gesteuerten Gegenstandes, wie eines Tisches, und eines Werkzeugs in
einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine am Ursprungspunkt, wenn als Positionsdetektor der Drehungskodierer verwendet wird. Außerdem soll ein System zur Positionierung
eines Tisches in einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine verfügbar gemacht werden, das überprüfen kann, ob
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der Tisch zur Ursprungsposition zurückgekehrt ist.
Ferner soll ein System zur Positionierung eines Tisches in einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine verfügbar
gemacht werden, das die Ursprungsposition verschieben
kann.
Diese Aufgabe wird bei dem vorausgesetzten System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Systems sind in den UnteransprUchen angegeben.
In folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Positioniersystems,
bei dem ein Drehungskodierer in einem numerisch gesteuerten Gerät verwendet wird;
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung, daß eine Ursprungsposition, zu der ein Tisch zurückgebracht werden soll,
Je nach Lastbedingung verschieden ist;
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Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Positionierungssystems in
einem numerisch gesteuerten Gerät gemäß Erfindung;
PIg. 4 und 5 Diagramme, die eine Funktion des Zweirichtungs-
xShlers in Fig. J>
darstellen;
Flg. 6 ein Diagramm, das zeigt, daß sich die Position, in
der der Tisch angehalten werden soll, entsprechend einem Positionsfehler des Tisches ändert;
Flg. 7 und 8 Diagramme, die zeigen, daß die Position, an
der der Tisch angehalten werden soll, erfindungsge- mäß nicht entsprechend eines Positionsfehlers des
Tisches variiert; und
Fig. 9 ein Diagramm, das zeigt, wie der Inhalt des Zählers
im erfindungsgemäßen Positionierungssystem geändert wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen numerisch gesteuerten Systems zum Positionieren eines Tisches in
einer Werkzeugmaschine, bei der ein Drehungskodierer als Po
sitionsdetektor verwendet wird. Wenn in Fig. 1 ein Befehl ZRN, der den Tisch zu einer Ursprungsposition zurückkehren
läßt,"0" ist, zählt ein reversibler Zähler, d. h. Zweirich-
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tungszähler, RCNl Befehlsimpulse CP, die von einem numerischen Steuergerät NC ausgesendet werden, und ein Digital/
Analog-Wandler DAC erzeugt eine Spannung, die proportional
rum gezählten Inhalt des Zweirichtungszählers RCNl ist. Diese Spannung wird von einem Verstärker AMP so verstärkt,
der
daß ein Servomotor M sich dreht und/Tisch T von einer Kugelumlaufspindel
BS, die mit der Drehachse des Servomotors M gekuppelt ist, bewegt wird. Gleichzeitig verursacht die
Drehung des Servomotors M eine Drehung eines Drehungskodierers
RE. Der Drehungskodierer RE erzeugt einen Impuls PBP
Jedesmal dann, wenn er sich um einen vorbestimmten Betrag dreht, und er erzeugt ein Eine-Umdrehung-Signal, wenn er
eine Umdrehung beendet. Der Betrag der Drehung des Servomotors M, der vom Drehungskodierer RE festgestellt wird,
wird in Form der RUckkopplungsimpulse PBP auf einen Subtraktionsanschluß
des Zweirichtungszählers RCNl rückgekoppelt, so daß der Inhalt des Zweirichtungszählers RCNl um
die Anzahl der RUckkopplungsimpulse FBP verringert wird. Wenn die Zufuhr der Befehlsimpulse CP beendet wird und eine
Anzahl RUckkopplungsimpulse FBP gleich den Befehlsimpulsen CP erzeugt ist, wird der Inhalt des Zweirichtungszählers
RCNl null und die Drehung des Servomotors hört auf. Somit let die Positionierung des Werkstücks vollendet.
Wenn der Befehl ZRN, der den Tisch zu einer Ursprungsposition zurückkehren läßt, nln ist, sind die Flipflops FFl und
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ΡΡ2 anfangs "zurückgesetzt", und ein UND-Gatter ANl ist geöffnet.
Dann werden Impulse vom numerischen Steuergerät NC, die den Tisch zur Ursprungsposition zurückbringen, über das
UND-Gatter ANl an den Zweirichtungszähler geliefert, und der Tisch T wird in Richtung des Pfeils in der zuvor erläuterten
Weise zur Ursprungsposition verschoben. Wenn der Tisch T in die Nähe der Ursprungsposition kommt, drückt eine am
Tisch befestigte Nase D gegen einen Begrenzungsschalter LS zur Verzögerung, und vom Begrenzungsschalter wird ein VerzOgerungssignal
DS erzeugt. Das Verzögerungssignal öffnet
ein UND-Gatter AN2 und setzt das Flipflop PPI. Gleichzeitig
wird das Verzögerungssignal DS an das numerische Steuergerät NC geliefert, um die Geschwindigkeit der Impulse für das
Rückführen des Tisches zur Ursprungsposition zu verringern. Deshalb wird der Tisch mit niedriger Geschwindigkeit in die
Ursprungsposition geschoben. Ein UND-Gatter AN3 wird durch
ein erstes Eine-Umdrehung-Signal geöffnet, das im Drehungskodierer
RE erzeugt wird, nachdem der Begrenzungsschalter LS in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt ist, und infolgedessen
kommt das Flipflop PF2 in den "Setz"-Zustand. Dies bewirkt, daß das UND-Gatter ANl schließt, und die Impulse
zum Rückführen des Tisches in die Ursprungsposition werden nicht an den Zweirichtungszähler RCNl geliefert. Danach
wird der Tisch T um den Betrag der Verzögerung im Servosystem, der im Zweirichtungszähler RCNl gespeichert 1st,
verschoben, was die Verschiebung zum Rückführen des Werk-
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Stücks in die Ursprungsposition vollendet.
Wenn bei dem zuvor beschriebenen System zum Rückführen des Werkstücks in die Ursprungsposition der Betrag der Verzögerung
im Servosystem konstant ist, wird der Tisch in einer definierten Position angehalten. In der Praxis ändert sich
Jedoch die Bewegung des Servomotors und deshalb der Betrag der Verzögerung im Servosystem mit der Veränderung der Last.
Wenn das Eine-Umdrehung-Signal PC vom Drehungskodierer RE erzeugt wird, ändert sich deshalb der Inhalt des Zweirichtungszähler
RCNl entsprechend der Lastbedingung. Infolgedessen ändert sich die Position,in welcher der Tisch T angehalten
werden soll, ebenfalls mit dem Lastzuäand, so daß eine genaue Steuerung der Rückführung des Tisches zur Ursprungsposition
nicht erwartet werden kann.
Das Diagramm der Figur 2 zeigt, daß die Ursprungspositionen, in die der Tisch zurückgeführt werden soll, sich entsprechend
dem Betrag der Verzögerung des Systems, d. h. dem Lastzustand, unterscheiden. In Fig. 2 zeigen Kurven A und B die Positionen
des Motors, der sich unter verschiedenen Lastbedingungen gedreht hat,und eine Treppenlinie C zeigt die befohlenen Positionen.
Kurve A der Fig, 2 zeigt, daß der Inhalt des in Fig. 1 gezeigten Zweiriohtungszählers RCNl der Betrag e^ ist,
wenn das Eine-Umdrehung-Signal PC vom Drehungskodierer RE erzeugt wird, und die Kurve B der Fig. 2 zeigt, daß dieser
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- ίο -
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Inhalt des Zweirichtungszählers RCNl der Betrag e2 ist.
Deshalb zeigt Kurve A, daß der in Fig. 1 gezeigte Tisch T dann anhält« wenn er sich nach Erzeugung des Eine-Umdrehung-Signals
um den Betrag e. bewegt hat, und Kurve B zeigt, daß
der Tisch dann anhält, wenn er sich nach Erzeugung des Eine-Ümdrehung-Signals
um den Betrag e2 bewegt hat. Deshalb sind
die Anhaltepositionen in Abhängigkeit von den Lastbedingungen
unterschiedlich.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeit können folgende drei Nethoden vorgeschlagen werden.
a) Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit des Tisches auf einen Betrag, der keine Verzögerung im System verursacht;
b) Voreinstellen des Inhalts des Zweirichtungszählers auf einen konstanten Wert, wenn der Eine-Umdrehung-Impuls
im Drehungskodierer erzeugt wird;
c) Schätzen der Position, in welcher das Eine-Umdrehung-Signal erzeugt wird, Erzeugen eines Signals, das eine
vorbestimmte Beziehung zum Befehlssignal hat, und Stoppen des Befehlsimpulses durch dieses Signal.
PUr die erste Methode a) sollte der Tisch Jedoch mit der Vorschubgesohwindlgkeit 1/K H (K ist die Verstärkung des
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Servosystems) vorgeschoben werden, und deshalb 1st eine
große Zeltdauer erforderlich, um den Tisch zur Ursprungsposition zurückzuführen und zu prüfen, ob der Tisch in die
Ursprungsposition zurückgebracht ist. Bei der zweiten Methode b) hält der Tisch in einer Position an, die sich
von der durch die Befehlsimpulse befohlenen Position unterscheidet, und deshalb stimmt der von einer Anzeigevorrichtung
angezeigte Wert nicht mit der wirklichen Anhalteposition Uberein. Ferner existiert keine Methode zur Überprüfung,
ob der Tisch in die Ursprungsposition zurückgekehrt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, das die
herkömmliche Schwierigkeit auf der Grundlage der genannten dritten Methode c) löst.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines numerisch gesteuerten
Systems zur Positionierung eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung. Elemente, die solchen in
Fig. 1 gleichen, sind in Fig. 3 mit den in Fig. 1 verwendeten Symbolen gekennzeichnet. Das System der Fig. 3 unterscheidet
sich von dem der Fig. 1 folgendermaßen. Bei dem System der Fig. 3 ist ein Flipflop FF3 in einem Anfangszustand
rückgesetzt und es wird vom ersten Eine-Umdrehung-Signal PC gesetzt. Ein Zweirichtungszähler oder reversibler
Zähler RCN2 weist eine Kapazität auf, die gleich der Anzahl der Impulse FBP ist, die Im Drehungskodierer RE während
derjenigen Zeit erzeugt werden, während welcher der Drehungs-
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!codierer RE eine Umdrehung durchführt. Ein UND-Gatter AN5
liefert die RUckkopplungsirapulse FBP an einen Subtraktionsanschluß de3 Zweirichtungszählers RCN2,bis der erste Eine-Umdrehung-Impuls
vom Drehungskodierer RE erzeugt wird. Ein UND-Gatter AN4, das anstelle des in Pig. I gezeigten UND-Gatters
AN3 verwendet wird, setzt das Flipflop FF2, wenn der
Inhalt des Zweirichtungszählers RCN2 null wird.
Vor der Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 3 gezeigten
Systems werden die Fig. 4 bis 7 erläutert.
Das Diagramm der Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen Bezugspositionen RF, die mechanisch bestimmt sind, Positionen eines
Sohlitzes SL des Drehungskodierers RE, der das Eine-Umdrehung-Signal
erzeugt, und den Inhalt des in Flg. J> gezeigten Zweiriohtungszählers
RCN2. Zur leichteren Erläuterung sei angenommen, daß der Drehungskodierer RE bei Je 4 Impulsen eine
Umdrehung durchführt, daß die Kapazität des Zweirichtungszählers RCN2 der Wert "4" ist und daß zwischen einer Achse
des Motors und der Bewegung des Tisches keine Verzögerung vorhanden ist. In Fig. 4 zeigt das Symbol PHR den Teil, der
den Eine-Umdrehung-Impuls empfängt.
Wenn der Tisch in der Bezugsposition RF anhält, die ein Gitterpunkt genannt wird, wenn der Inhalt des Zweirichtungszählers
null ist und ein Eine-Umdrehung-Impuls PC erzeugt
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worden ist, ist der Tisch um den von den Befehlsimpulsen befohlenen Betrag verschoben, und danach kehrt der Tisch
durch Zuführen derselben Anzahl Befehlsimpulse in der entgegengesetzten Richtung zur Ursprungsposition zurück. Und
zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Tisch die Rückkehr zur Ursprungsposition vollendet, wird der Inhalt des Zweirichtungszähler
RCN2 null und wird der Eine-Umdrehung-Impuls PC
erzeugt. D. h., falls die in Fig. 4 gezeigte Beziehung
existiert, hält der Tisch dadurch am Gitterpunkt an, daß die Befehlsimpulse gestoppt werden, wenn der Inhalt des
Zweirichtungszählers null ist. Wenn die Energiequelle eingeschaltet wird, ist der Tisch Jedoch gewöhnlich nicht im
Oitterpunkt positioniert, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Deshalb ist es erforderlich, den Inhalt des Zweirichtungszlhlers null zu machen, wenn der Tisch am Oitterpunkt positioniert
ist. In dem einen Drehungskodierer verwendenden System kann Jedoch die Beziehung zwischen der Position des
Tisches und dem Zweirichtungszähler nicht gefunden werden, bis der Tisch zum Gitterpunkt verschoben ist. Wenn zwischen
den Befehlsimpulsen und der Drehung des Motors keine Verzögerung vorhanden ist, reicht es aus, den Inhalt des Zählers
zu null zu machen nach der Verschiebung des Tisches zur Position des Gitterpunktes, um ein Eine-Umdrehung-Signal
zu erzeugen. Wenn dies getan ist, kann der Tisch am Gitterpunkt angehalten werden, wenn die Befehlsimpulse gestoppt
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werden, wenn der Inhalt des Zählers null wird, wie es in Fig· 5 gezeigt ist. Gewöhnlich existiert Jedoch eine Verzögerung
zwischen den Befehlsimpulsen und der Motordrehung, und beispielsweise ein Oleichstrommotor oder ein elektrischer
öldruckmotor weisen eine Verzögerungscharakteristik erster Ordnung auf.
Wenn zwischen den Befehlsimpulsen und der Motordrehung eine
Verzögerung existiert, kann deshalb, obwohl der Tisch durch die Befehlsimpulse zum Oitterpunkt bewegt und danach der
Inhalt des Zählers zu null gemacht wird, bei der folgenden Positionierung der Tisch nicht dadurch am Oitterpunkt angehalten
werden, daß die Befehlsimpulse gestoppt werden, wenn der Inhalt des Zählers null wird. Folglich ändert sich die
Position, in welcher der Tisch anhält, entsprechend dem Betrag der Verzögerung zwischen den Befehlsimpulsen und
der Motordrehung.
Das Diagramm der Fig. 6 wird verwendet, um zu erläutern, daß die Position, in welcher der Tisch anhält, sich entsprechend
dem Betrag der Verzögerung ändert, und daß der Tisch nicht am Oitterpunkt angehalten wird. Wenn die Energiequelle gemäß
Fig. 6 eingeschaltet wird, befindet sich der Drehungskodierer
in einer Position, die einen Impuls vor Jener Posi-
in
tion liegt,/welcher das Eine-Umdrehung-Signal erzeugt wird,
tion liegt,/welcher das Eine-Umdrehung-Signal erzeugt wird,
und der Inhalt des Zählers zeigt einen unbestimmten Wert.
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Wenn dem Servomotor die Befehlsimpulse zugeführt werden und sich dieser Motor dreht, erzeugt der Drehungskodierer
einen Eine-Umdrehung-Impuls, der gegenüber der Befehlspoeition
C in einem in Fig. 6 gezeigten Lastzustand A um drei
Impulse verzögert ist. Wenn der Zweirichtungszähler auf null rückgesetzt wird, wenn das erste Eine-Umdrehung-Signal
erzeugt worden ist, und danach der Befehlsimpuls gestoppt wird, wenn der Inhalt des Zweirichtungszählers null ist,
hält der Tisch in einer Position an, die einen Impuls vor dem Gitterpunkt liegt. Andererseits hält der Tisch in einem
in Fig. 6 gezeigten Lastzustand B an einer Position an, die zwei Impulse vor dem Gitterpunkt liegt, da der Drehungskodierer
das Eine-Umdrehung-Signal um zwei Impulse gegenüber der Befehlsposition verzögert erzeugt.
Zur Überwindung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß der
Positionsfehler im Zweirichtungszähler RCN2 eingestellt, wenn der Tisch einen ersten Oitterpunkt erreicht, mit anderen
Worten, wenn der Drehungskodierer das erste Eine-Umdrehung-Signal PC erzeugt. Als Ergebnis kann der Tisch am Gitterpunkt
angehalten werden, wenn die Befehlsimpulse gestoppt werden, wenn der Inhalt des Zählers null ist.
Zu Fig. 7: Wenn die Befehlsimpulse dem Motor zugeführt werden, um diesen zum Drehen zu bringen und den Tisch im Lastzustand
A anzutreiben, beträgt der Verzögerungsbetrag 3 Impulse,
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wenn der erste Eine-Ümdrehung-Impuls erzeugt wird, und dieser
Betrag 3 wird im Zweirichtungszähler RCN2 voreingestellt.
Wenn danach der Zweirichtungszähler RCN2 nur die Befehlsimpulse
zählt und die Befehlsimpulse gestoppt werden, wenn der Inhalt dieses Zählers null ist, bewegt sich der Tisch
nach dem Stoppen der Befehlsimpulse um den Betrag der Verzögerung und nimmt die Position ein, bei welcher es sich um
den korrekten Gitterpunkt handelt. Im Lastzustand 3 in Fig.
7 handelt es sich bei dem Positionsfehler um einen Betrag e2", wenn das erste Eine-Umdrehung-Signal erzeugt wird.
Wenn dieser Betrag n2n im Zweirichtungszähler durch das Eine-Umdrehung-Signal
voreingestellt ist, hält deshalb der Motor am korrekten Gitterpunkt an. Indem die Befehlsimpulse geetoppt
werden, wenn der Inhalt des Zweirichtungszählers null ist. Wenn bei der vorliegenden Erfindung die Befehlsimpulse
gestoppt werden, wenn der Inhalt des ZweirichtungszHhlers null ist, hält der Motor deshalb ohne Rücksicht auf
den Positionsfehler am Gitterpunkt an. Polglich kehrt der
Tisch korrekt zum Ursprungspunkt zurück, und die Rückkehr des Tisches zum Ursprungspunkt kann dadurch überprüft werden,
daß untersucht wird, ob der Inhalt des Zählers null ist und ob das Eine-Umdrehung-Signal erzeugt worden ist.
Wie zuvor erwähnt, entspricht die Kapazität des Zählers der Anzahl der RUokkopplungsimpulse, die während einer Umdrehung
des Motors erzeugt werden. Wenn der verzögerte Betrag diese
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Zahl übersteigt, überschreitet deshalb der Zählstand des
Zweirichtungszählers die Zählerkapazität bei Jeder Umdrehung, und dieser Ubersohrei tungsten wird zum nächsten
Gitterpunkt übertragen, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.
Die Punktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun
anhand der Fig. 3 erläutert. Wenn in der Schaltung gemäß
Fig. 3 die Energiequelle eingeschaltet wird, werden die Zweirichtungszähler RCNl, RCN2 und die Flipflops FFl, FF2,
FF3 alle zurückgesetzt. Wenn der Befehl ZRN zum Rückführen
des Tisches zur Ursprungsposition "0" ist, zählt der Zweirichtungszähler
RCNl Jedesmal einen Befehlsimpuls CP, wenn ein Impuls empfangen wird. Der Digital/Analog-Wandler DAC
•rzeugt eine Spannung, die zum Inhalt des Zählers RCNl proportional ist,und diese Spannung wird über den Leistungsverstärker
AMP an den Servomotor M geliefert, um den Tisch T anzutreiben. Der Betrag der Drehung des Servomotors M wird
vom Drehungskodierer RE festgestellt und als RUckkopplungsimpuls
FBP an den Subtiaktionsanschlufi des Zweirichtungszählers
RCNl geliefert, um vom Inhalt dieses Zweirichtungszählers subtrahiert zu werden. Wenn die Anzahl der Befehlsimpulse CP
und die der Rückkopplungsimpulse FBP gleich wird, wird der Inhalt des Zweirichtungszählers null und die Drehung des
Servomotors hört auf. Und damit ist die Positionierung des Tisches vervollständigt.
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Die Befehlsimpulse CP vom numerischen Steuergerät NC werden über das UND-Gatter ANl auf den Addieranschluß des Zweirichtungszählers
RCN2 gegeben, um diese zu zählen. Da andererseits das Flipflop FP3 vom Zeitpunkt, zu welchem die Energiequelle
eingeschaltet wird, zu dem Zeitpunkt, zu welchem das erste Eine-Umdrehung-Signal vom Drehungskodierer RE erzeugt
wird, zurückgesetzt ist, werden die Rückkopplungsimpulse FBP vom Drehungskodierer RE über das UND-Gatter AN5 auf den Subtraktionsanschluß
des Zweirichtungszählers RCN2 gegeben, um diese vom Inhalt dieses Zweirichtungszählers abzuziehen. Wenn
d&s erste Eine-Umdrehung-Signal PC erzeugt wird, entspricht somit der Zählstand des Zweirichtungszählers RCN2 einem
Positionsfehler zwischen den Befehlsimpulsen und der Anzahl der Rückkopplungsimpulse oder dem Versetzungsbetrag
des Tisches von dem Zeitpunkt, zu welchem die Energiequelle eingeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der erste
Eine-Umdrehung-Impuls erzeugt wird.
Wie zuvor erwähnt, entspricht die Kapazität des Zweirichtungszählers
RCN2 der Anzahl der RUckkopplungsimpulse, die im Drehungskodierer RE während einer Umdrehung dieses Drehungskodierers
RE erzeugt werden. Wenn der Zweirichtungszähler RCN2 lediglich die Befehlsimpulse nach dem Eintreffen des
Tisches beim ersten Gitterpunkt zählt, entspricht daher die befohlene Position dem Gitterpunkt, wenn der Inhalt des
Zählers RCN2 null wird.
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Wenn der Befehl ZRN "l" wird, werden vom numerischen Steuergerät
NC über das Gatter ANl an die Zweirichtungszähler RCNl
und RCN2 Befehlsimpulse zum Rückführen des Werkstücks in die üreprungsposition geliefert. Dies deswegen, weil zu dieser
Zeit die Flipflops FPl und FF2 zurückgesetzt sind und das UND-Gatter ANl geöffnet ist. Infolgedessen wird der Tisch
in herkömmlicher Weise in Richtung des in Fig. 3 gezeigten Pfeils zur Ursprungsposition getrieben. Wenn der Tisch in
dichte Nähe der Ursprungsposition kommt und die am Tisch befestigte Nase D gegen den eine Verzögerung auslösenden Begrenzungsschalter
LS drückt, wird das Verzögerungssignal DS erzeugt. Als Folge davon wird das UND-Gatter AN2 geöffnet
und das Flipflop FFl wird gesetzt. Gleichzeitig wird das Verzögerungssignal an das numerische Steuergerät NC geliefert,
um die Geschwindigkeit der Impulse für das Rückführen des Werkstücks in die Ursprungsposition zu verringern. Somit
wird der Tisch mit niedriger Geschwindigkeit zur Ursprungsposition verschoben. Wenn der Begrenzungsschalter LS in
seinen ursprünglichen Zustand zurückgekehrt ist und der Inhalt des Zweiriohtungszählers RCN2 null wird, geht der
Ausgang des UND-Gatters AN4 auf nl", wird das Flipflop FF2
gesetzt und wird das UND-Gatter ANl geschlossen. Als Folge davon werden die Impulse zur Rückführung des Tisches in die
Ursprungsposition nicht an die Zweirichtungszähler RCNl und
RCN2 geliefert.
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Erfindungsgemäß stimmt die Befehlsposition mit dem Gitterpunkt
Uberein, und der Tisch kann am Gitterpunkt anhalten, nachdem er verschoben worden ist um die Differenz zwischen
der Anzahl der Befehlsimpulse und der Anzahl der Rückkopplungsimpulse,
die im ZweirichtungszMhler RCN2 gespeichert sind. Wenn die Position des Gitterpunktes, in welchem der
Inhalt des Zählers null wird, nachdem der die Verzögerung auslösende Begrenzungsschalter zurückgestellt 1st, als der
Ursprungspunkt verwendet wird, hält der Tisch deshalb genau am Ursprungspunkt an.
Eine Kurve A in Fig. 9 zeigt eine Position, die vom numerischen
Steuergerät befohlen ist. Eine Kurve B zeigt einen Ort, längs welchem der Tisch verschoben wird, und eine
Kurve C zeigt, wie der Inhalt des Zweirichtungszählers RCN2 beim vorliegenden Positionierungssystem geändert wird. Wie
aus Flg. 9 ersichtlich ist, ist der Zählstand des Zweirichtungszählers RCN2 immer null, wenn die vom numerischen
Steuergerät befohlene Position der Gitterpunkt (GP) ist.
Bei der vorausgehenden Erläuterung wird der Zählstand des
Zweirichtungszählers RCN2 auf null zurückgesetzt, wenn die Energiequelle eingeschaltet wird. Wenn Jedoch der Zählstand
des Zweirichtungszählers RCN2 auf einen Anfangswert N voreingestellt ist, kann die Position, in welche der Tisch
zurückgeführt werden soll, um den Betrag von N Impulsen
7098Ü1/0816 _21_
verschoben werden. Wenn ferner das Flipflop FF2 gesetzt und das UND-Gatter ANl geschlossen wird, wenn der Inhalt
des Zweirichtungszählers RCN2 einen V/ert M einnimmt, der nicht null ist, kann die Position, in welche der Tisch
zurückgeführt werden soll, um den Betrag von M Impulsen verschoben werden.
Wie zuvor erläutert kann der Tisch ohne Rücksicht auf den Positionsfehler des Tisches in die genaue Ursprungsposition
zurückgeführt werden. Wenn zudem der Anfangswert des Zweirichtungszählers RCN2 auf null gestellt ist, fällt die
Position, in die zurückgeführt werden soll, mit dem Gitterpunkt zusammen. Infolgedessen kann das Rückkehren in die
Ursprungsposition leicht überprüft werden, da der Eine-Umdrehung-Impuls
erzeugt wird.
Bei der Erläuterung der Fig. 1 und 3 ist angenommen worden,
daß der Tisch sich in eine in den Fig. 1 und 3 gezeigte Richtung bewegt. Die vorliegende Erfindung ist Jedoch nicht
auf eine Bewegung des Tisches in dieser Richtung begrenzt. Wenn sich der Tisch in einer Richtung bewegt, die zu der
in den Fig. 1 und 3 entgegengesetzt ist, kann der Tisch dadurch gesteuert werden, daß die Befehlsimpulse dem Subtrahieranschluß
des Zweirichtungszählers und die Rückkopplungsimpulse dem Addieranschluß des Zweirichtungszählers
zugeführt werden.
7098A1 /081 6
Claims (1)
- Patentansprüchey 1.) Positioniersystem in einer numerisch gesteuerten Vorrichtung, bei dem eine Positionierung eines gesteuerten Gegenstandes durch von einem numerischen Steuergerät gelieferte Befehlsimpulse bewirkt: wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (RE) zur Erzeugung eines ersten Impulses (FBP) immer dann, wenn sich der gesteuerte Gegenstand (T) um einen ersten vorbestimmten Betrag bewegt hat, zur Erzeugung eines zweiten Impulses (PC) immer dann, wenn sich der gesteuerte Gegenstand um einen zweiten vorbestimmten Betrag, der größer als der erste vorbestimmte Betrag ist, bewegt hat, und zur Feststellung des Bewegungsbetrages dea gesteuerten Gegenstandes;durch eine Zähleinrichtung (RCN2), deren Kapazität gleich der Anzahl der ersten Impulse (FBP), die während der Bewegung des gesteuerten Gegenstandes um den zweiten vorbestimmten Betrag erzeugt werden, ist, die auf einen Positionsfehler des gesteuerten Gegenstandes eingestellt ist, welcher der Differenz entspricht zwischen der Anzahl der Befehlsimpulse (CP) und der Anzahl der ersten Impulse (FBP) xu dem Zeitpunkt, zu welchem der zweite Impuls (PC) wenigstens einmal erzeugt worden ist, und die die Befehlsimpulse nach der Einstellung des Positionsfehlers zählt;709841/0816ORIGINAL INSPECTEDund durch eine Einrichtung zum Stoppen der Befehlsimpulse dann, wenn der Inhalt der Zähleinrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht.2· Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert null ist.3. Positioniersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweirichtungszähler als Zähleinrichtung verwendet wird, der durch reversibles Zählen der Befehlsimpulse und der ersten Impulse bis zur Erzeugung der zweiten Impulse auf die Anzahl der den Positionsfehler entsprechenden Impulse eingestellt ist.4. Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierungspunkt durch Xndern eines Anfangswertes des Zweirichtungszählers (RCN2) verschoben wird.5. Positioniersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zum Rückführen des gesteuerten Gegenstandes (T) zu einem Ursprungspunkt verwendet wird.709841/0816ORIGINAL INSPECTED
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51034860A JPS5850362B2 (ja) | 1976-03-30 | 1976-03-30 | 位置決め方式 |
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|---|---|
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| DE2713869B2 DE2713869B2 (de) | 1980-08-28 |
| DE2713869C3 DE2713869C3 (de) | 1981-05-27 |
Family
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Family Applications (1)
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