DE2847027C2

DE2847027C2 -

Info

Publication number: DE2847027C2
Application number: DE2847027A
Authority: DE
Inventors: Etuo Hino Tokio/Tokyo Jp Yamazaki
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1978-10-28
Publication date: 1988-12-08
Also published as: IT7830030A0; GB2017344B; JPS54125375A; DE2847027A1; IT1100163B; FR2420789B1; CH658422A5; SE444994B; US4224670A; SE7810806L; GB2017344A; FR2420789A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Abtaststeuersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Veröffentlichung von Nova, Roberto de: Entwicklung des Kopierfräsens, Hilfseinrichtungen und Programmierung mit Lochstreifen.

Aus der Maschinenmarkt, Würzburg 80 (1974) 43, S. 810-812 ist ein System der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem der Abtastweg in Form von numerischen Daten auf einem Lochstreifen vorgegeben wird. Diese Daten, die somit Sollwerten entsprechen, umfassen auch Abtastfelder, innerhalb derer sich der Abtastkopf bewegen kann. Wenn nun nach Eingabe eines ersten Datensatzes ein Probe-Bearbeitungsvorgang zu negativen Resultaten führte und einzelne Parameter geändert werden müssen, so ist eine vollständige Neuprogrammierung des Systems notwendig. Gleiches gilt selbstverständlich auch dann, wenn ein Modell mit anderen Maßen kopiert werden soll. Diese Neuprogrammierung des Systems ist aufwendig und zeitraubend.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Abtaststeuersystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Korrektur der Soll-Daten bzw. eine Anpassung an neue Modell-Parameter erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß einzelne Sollwerte unter Beibehaltung der übrigen Sollwerte veränderbar sind, kann z. B. dann, wenn bei der Herstellung eines ersten Probestückes die Vorschubgeschwindigkeit als zu hoch erkannt wurde, dieser Sollwert für sich alleine korrigiert werden, ohne dabei die übrigen, an sich korrekten Sollwerte verändern zu müssen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Abbildungen näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung eines Abtastwegs,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Ausführungsform und

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Abtastwegs bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung eine Ausführungsform der Erfindung. Die Bezugszeichen DG und IND bezeichnen einen Verschiebungsberechnungskreis bzw. einen Indizierungskreis. Beiden Kreisen werden Verschiebungssignale ε _x, ε _y und ε _z zugeführt, die von einem Abtastkopf TR abgeleitet werden. ARN und ART bezeichnen Geschwindigkeitssteuerkreise, ADD bezeichnet einen Addierer, DC zeigt einen Verteilungskreis, COMP einen Komparator, GC einen Analog- Gatterkreis. DRVX, DRVY und DRVZ bezeichnen Verstärker, MX, MY und MZ bezeichnen Servomotoren. PCX, PCY und PCZ bezeichnen Positionsdetektoren, MDL ist ein Modell für eine Bearbeitung, ST ist eine Nadel, CT ist ein Schneidewerkzeug, W ein Werkstück, MAC eine abtastende Maschine. CONTX, CONTY und CONTZ bezeichnen umkehrbare Zähler, die jeweils die Impulse von einem der Positionsdetektoren PCX, PCY und PCZ zählen, um die augenblickliche Abtastkopfposition anzuzeigen. MAN bezeichnet einen Kreis für manuelle Betriebssteuerung. OPP bezeichnet eine Bedienungstafel. RS bezeichnet eine Einstellwählscheibe für die Abtastgeschwindigkeit V _TF usw., BT 1 und BT 2 sind Drucktasten. KB ist ein Tastenfeld, DSP eine Anzeigeeinheit, DI eine Eingabevorrichtung (Dateneingabeeinheit), MEM ein Speicher, der als Speichereinrichtung aus einem Datenspeicher M 1 und einem Steuerprogrammspeicher M 2 zusammengesetzt ist. DO bezeichnet eine Datenausgabeeinheit, CPU eine Verarbeitungseinrichtung (Prozessor), und DA 1 und DA 2 sind Digital-Analog-Konverter.

Entsprechend der Verschiebung der Nadel ST, die in Kontakt mit dem Modell MDL gehalten wird, werden die Verschiebungssignale e _x, ε _y und ε _z vom Abtastkopf TR an den Verschiebungsberechnungskreis DG und den Indizierungskreis IND gegeben, um davon ein zusammengesetztes Verschiebungssignal

und Verschiebungsrichtungssignale sinR bzw. cosR abzuleiten. Das zusammengesetzte Verschiebungssignal ε wird an den Addierer ADD gegeben, um ein Differenzsignal Δ ε zwischen dem Verschiebungssignal ε und einem Referenzverschiebungssignal ε₀ zu erhalten. Das Ausgangssignal vom Addierer ADD wird an die Geschwindigkeitssteuerungskreise ARN und ART gegeben, um ein Referenzrichtungsgeschwindigkeitssignal V _N bzw. ein Tangentialrichtungsgeschwindigkeitssignal V _T zu erzeugen. Die Ausgangssignale V _N und V _T von den Geschwindigkeitssteuerungskreisen ARN und ART werden beide an den Verteilungskreis DC gegeben, um davon Geschwindigkeitsbefehlssignale abzuleiten, die auf den Verschiebungsrichtungssignalen sinR und cosR beruhen, die von dem Indizierungskreis IND zugeführt werden. Das Geschwindigkeitsbefehlssignal wird dem Analoggatterkreis GC und dann einem der Verstärker DRVX, DRVY und DRVZ zugeführt. Dieser Verstärker wird durch den Analoggatterkreis GC ausgewählt. Die Servomotoren MX, MY und MZ werden aufgrund des Geschwindigkeitsbefehlssignals selektiv betrieben, um das Schneidewerkzeug CT und den Abtastkopf TR zusammen zu betätigen. Da die obige Operation im Stand der Technik wohlbekannt ist, wird keine genaue Beschreibung gegeben.

Es werden Daten für die Abtastoperation vom Tastenfeld KB eingegeben und im Speicher MEM gespeichert, von wo die gespeicherten Daten ausgelesen werden, wenn die Abtastoperation fortläuft, um den Abtastweg zu steuern. Dies ermöglicht eine einfache Sollwert-Einstellung und eine Änderung des Abtastwegs. Beispielsweise können die Eingabedaten so sein, wie sie in der folgenden Tabelle 1 angegeben sind.

Tabelle 1

Tabelle 2

Falls solch eine Abtastoperation, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, erreicht werden soll, wird die Steuerung entsprechend dem Flußdiagramm in Fig. 3 ausgeführt. Bei der Abtastoperation in Fig. 2 beginnt die Abtastoperation am Punkt A, geht zum Punkt a und läuft über den Weg a-b-c- . . . -u-v weiter, dabei sind die Soll-Abtasthubgrenzen L _P = X 1 und L _N = X 2, der Soll-Vorschubwert ist P, das Abtaststeuerungsende ist L _TE = Y 1 und die automatische Rückkehrposition ist dabei L _RP = Z 1. Dann wird die Abtastoperation automatisch vom Abtaststeuerungsende Y 1 zur Position Z 1 umgekehrt.

Beim Drücken eines Annäherungsknopfes (nicht dargestellt) liest der Prozessor CPU die Daten der Annäherungsachse x, y, z, der Annäherungsrichtung (+, -) und der Annäherungsgeschwindigkeit V _AP aus dem Speicher MEM aus, um über die Datenausgabeeinheit DO ein Signal an den Analoggatterkreis GC zu geben, um den Verstärker DRVZ zu betätigen. Dies bewirkt, daß der Servomotor MZ die Geschwindigkeit des Abtastkopfs TR und des Schneidewerkzeugs CT vermindert. Die verminderte Geschwindigkeit des Abtastkopfs TR und des Schneidewerkzeugs CT können durch Daten bestimmt werden, die über die Datenausgabeeinheit DO an den Digital-Analog-Konverter DA 2 gegeben werden.

Bevor die Nadel ST zum Kontakt mit dem Modell MDL abgesenkt wird, haben die Verschiebungssignale e _x, ε _y und ε _z den Wert Null, so daß das Differenzsignal Δ ε gleich dem Referenzverschiebungssignal ε₀ bleibt. Wenn die Nadel ST in Kontakt mit dem Modell gebracht worden ist und das Verschiebungssignal ε gleich dem Referenzverschiebungssignal ε₀ geworden ist, registriert der Komparator COMP, daß Δ ε = 0, und gibt ein Annäherungsendesignal AE an die Dateneingabeeinheit DI. Wenn der Prozessor CPU das Annäherungsendesignal AE gelesen hat, um die Vollendung der Annäherung zu registrieren, wird die Abtastoperation eingeleitet.

Beim Start der Abtastoperation liest der Prozessor CPU die Daten des Abtastmodus, des Referenzverschiebungssignales, der Abtastrichtung und der Abtastgeschwindigkeit, um die Abtaststeuerung zu starten. Die Referenzverschiebungsdaten werden durch den Digital-Analog-Konverter DA 1 in ein Referenzverschiebungssignal ε₀ in analoger Form für eine Eingabe in den Addierer ADD umgewandelt. Der Servomotor MX wird in einer Richtung angetrieben, die von den Abtastrichtungsdaten abhängig ist. Der Prozessor CPU liest auch die Soll-Abtasthubgrenzen L _P und L _N aus dem Speicher MEM aus, um sie mit dem Inhalt des umkehrbaren Zählers CONTX zu vergleichen, der die Ist- Position der Nadel ST anzeigt.

Bei einer Einweg-Abtastoperation wird beispielsweise, wenn der Inhalt des umkehrbaren Zählers CONTX gleich der Soll- Abtasthubgrenze L _N ist, die Achse umgeschaltet, und der Prozessor CPU liest die Daten der Schneidevorschubrichtung, der Schneidevorschubgeschwindigkeit V _PF und des Soll- Vorschubwerts P, um den Schneidevorschub zu steuern. Wenn der Inhalt des umkehrbaren Zählers CONTY gleich dem Soll-Vorschubwert P nach dem Start des Schneidevorschubs geworden ist, führt der Prozessor CPU eine Abtastrückkehroperation aus, d. h. eine Abtastung in der + Richtung. Außerdem liest der Prozessor CPU das Abtaststeuerungsende L _TE ( Y₁), um zu registrieren, ob die Abtastung während der Schneidevorschuboperation bis dahin gekommen ist oder nicht.

Wenn registriert wird, daß die Abtastung das Abtaststeuerende L _TE während der Schneidevorschuboperation erreicht hat, so liest der Prozessor CPU die Daten der automatischen Rückkehr, der automatischen Rückkehrgeschwindigkeit V _AR und der automatischen Rückkehrposition L _RP aus dem Speicher MEM aus. Auf der Grundlage der Daten der automatischen Rückkehr, die "EIN" ("ON") sind, wird der Servomotor MZ getrieben. Wenn der Inhalt des umkehrbaren Zählers CONTZ gleich dem Wert der automatischen Rückkehrposition L _RP wird, so ist die Abtaststeuerung vollendet.

Die Daten der Soll-Abtasthubgrenzen L _P und L _N ( x₁, x₂), dem Abtaststeuerungsende L _TE, der automatischen Rückkehrposition L _RP und des Soll-Vorschubwerts P, wie oben erwähnt, müssen nicht immer vom Tastenfeld KB eingegeben werden, sondern können auch in den Speicher MEM eingesetzt werden. Dies bedeutet, daß die im Falle einer Abtastung im manuellen Vorschub-Modus erhaltenen Inhalte der umkehrbaren Zähler CONTX, CONTY, CONTZ in den Speicher MEM gesetzt werden.

Es ist auch möglich, die Daten des Speichers MEM während der Abtastoperation erneut zu schreiben. Mit anderen Worten, der Abtastweg kann zu jeder Zeit verändert werden. Das erneute Schreiben wird beispielsweise dadurch ausgeführt, daß Eingangsdaten vom Tastenfeld KB, die auf der Anzeigeeinheit DSP gelesen und angezeigt werden, verändert werden. Damit kann die Schneidevorschub-Startposition, d. h. die Soll-Abtasthubgrenze L _P und L _N leicht verändert werden. Im Fall der Änderung der Abtastgeschwindigkeit V _TF wird die Drucktaste BT 1 auf der Bedienungstafel OPP gedrückt, um einen Vorrang (override) zu erhalten. Wenn die Abtastgeschwindigkeit V _TF durch Betätigung der Wählscheibe RS auf einen Wert eingestellt worden ist, der als Optimum für das Schneidewerkzeug CT betrachtet wird, so wird die Drucktaste BT 2 gedrückt, um die Geschwindigkeitsdaten in den Speicher MEM einzuschreiben. Danach erfolgt die Abtastung mit der neu eingesetzten Geschwindigkeit.

Auch im Falle der Ausführung einer partiellen Abtastung, z. B. von einem Startpunkt S 1 zu einem Endpunkt E 1 und von einem Startpunkt S 2 zu einem Endpunkt E 2, wie in Fig. 4 gezeigt, kann eine Abtaststeuerung kontinuierlich durch Vorbestimmung des Soll-Vorschubwerts und der Soll-Abtasthubgrenzen L _P, L _N für jeden Bereich der Abtastung erfolgen. Außerdem können die Moden der Abtastoperation so gesetzt werden, daß auf eine bestreichende Abtastung eine Konturabtastung folgt.

Wie vorangehend beschrieben wurde, werden bei der vorliegenden Erfindung Daten, die die Abtastoperation bestimmen, wie sie beispielsweise in den Tabellen 1 und 2 gezeigt sind, vom Tastenfeld KB eingegeben und im Speicher MEM gespeichert und dann von dort ausgelesen, um arithmetische Operationen, Entscheidungsoperationen usw. unter der Steuerung des Prozessors CPU auszuführen, so daß damit der Abtastweg gesteuert wird. Dies erfordert keinerlei mechanische Grenzschalter und ergibt damit eine verbesserte Zuverlässigkeit bei der Abtastung und erlaubt eine gewünschte Einstellung des Abtastwegs. Insbesondere kann der Abtastweg durch erneutes Schreiben des Inhalts des Speichers MEM während der Abtastung geändert werden, so daß die Abtasterbearbeitung unter optimalen Bedingungen erfolgen kann.

Claims

1. Abtaststeuersystem für einen Abtastkopf (TR), der ein Modell (MDL) abtastet und Datensignale abgibt, die für das abgetastete Modell (MDL) kennzeichnend sind, wobei aus diesen Datensignalen eine IST-Abtastrichtung und eine IST-Vorschubgeschwindigkeit des Abtastkopfes (TR) errechnet, mit entsprechenden Sollwerten in einer Verarbeitungseinrichtung (CPU) verglichen und daraus Steuersignale zur Steuerung einer Abtastbewegung des Abtastkopfes (TR) hergeleitet werden, wobei eine Eingabevorrichtung (DI) zum Eingeben der Sollwerte und von Abtastfeldern vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Eingabevorrichtung (DI) verbundene Speichereinrichtung (M 1, M 2) zum Speichern der Sollwerte vorgesehen ist, wobei diese einer Soll-Vorschubgeschwindigkeit, Soll-Abtasthubgrenzen (LP, LN) und Soll-Vorschubwerten (P) entsprechen und daß einzelne Sollwerte unter Beibehaltung der übrigen Sollwerte veränderbar sind.

2. Abtaststeuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (DI) derart ausgebildet ist, daß im manuellen Vorschubbetrieb einstellbare Ist-Positionswerte als Soll-Abtasthubgrenzen (LP, LN) eingebbar sind.