DE2902692A1 - PROCEDURE FOR REGULATING THE POSITION OF TOOLS IN A MACHINE AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE - Google Patents
PROCEDURE FOR REGULATING THE POSITION OF TOOLS IN A MACHINE AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT THE PROCEDUREInfo
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Description
3353 Bad Gandershelm, 23. Jan. 19793353 Bad Gandershelm, Jan. 23, 1979
Postfach 129P.O. Box 129
Telefon: (05382) 2842Telephone: (05382) 2842
HEIAN IRON WORKS, LTD. 2947/2HEIAN IRON WORKS, LTD. 2947/2
Gesuch vom 23. Jan. 1979Application dated Jan. 23, 1979
HEIAN IRON "WORKS, LTD. 411 Aioi-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka JapanHEIAN IRON "WORKS, LTD. 411 Aioi-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Japan
Verfahren zur Regelung der Lage von Werkzeugen in einer Maschine und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.Method for regulating the position of tools in a machine and arrangement for carrying out the method.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lageregelung eines Werkzeuges für eine Maschine, welche Werkzeuge mittels Verstellmotoren verstellt werden, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling the position of a tool for a machine, which tools are adjusted by means of adjusting motors, and an arrangement for carrying out the method.
Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur numerischen Steuerung bzw. Regelung der Lage eines Maschinenwerkzeugs.In particular, it relates to a method for numerical control or regulation of the position of a machine tool.
Eine Zapfenschneidemaschine oder ein Zahnhobel von konventionellen Holzbearbeitungsmaschinen besitzt etwa um 20 Wellen zur Betätigung einer Vielzahl von Sägen, Schneidern und Parallelreißern, deren Stellungen für jedes der zu bearbeiteten Produkte vorbestimmt sein müssen. Aus diesem Grunde erfordert die Konstruktion, die Lageregler und Servoverstärker für jede der Wellen aufweist, viel Platz und ist nicht ökonomisch bzw. wirtschaftlich, weil die Einheiten, die nicht dauernd verwendet werden, dennoch an ihren Plätzen installiert sein müssen.A tenoning machine or a conventional tooth planer Woodworking machines has around 20 shafts for operating a large number of saws, cutters and rippers, their positions must be predetermined for each of the products to be processed. For this reason, the construction requires the position controller and servo amplifier for each of the shafts has a lot of space and is not economical or economical because the units are not used continuously but still have to be installed in their places.
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Wenn man jedoch versucht, Kreise, die aus geschlossenen Schleifen bestehen, zu trennen, um nur die Kreise für die gewünschten Arbeitsabläufe zu verwenden, verliert die Rückführung oft ihre Stabilität, wodurch entweder ein Verstellmotor aus der Kontrolle gerät oder ein von dem Schalten erzeugtes Prellgeräusch oder Prellen als Impulssignale aufgenommen wird, um die Genauigkeit bei der Verstellung zu verringern.However, when trying to separate circles made up of closed loops to only see the circles for the desired workflow to use, the return often loses its stability, whereby either an adjusting motor gets out of control or a bouncing noise or bouncing generated by the switching as pulse signals is included in order to reduce the accuracy in the adjustment.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dem die Steuerung der Verstellung , d.h. die Lageregelung unter Zugrundelegung eines Minimums an Ausrüstung zuverlässig durchgeführt werden kann.The object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the beginning To create a type and an arrangement for carrying out the method, with which the control of the adjustment, i.e. the position regulation can be performed reliably using a minimum of equipment.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß folgende Verfahrens schritte durchgeführt werden:This object is achieved according to the invention in that the following process steps are carried out:
Auswählen irgendeines Motors einer Gruppe einer Vielzahl von Verstellmotoren, Selecting any one of a group of a plurality of variable displacement motors,
Ausschalten eines von einer zentralen Verarbeitungs- und Steuereinheit erzeugten ersten Signals,Turning off one from a central processing and control unit generated first signal,
Ausschalten eines Schalters , der zwischen einem Lageregler und gegebenenfalls einem Servorverstärker angeordnet ist, wobei ein ■von der zentralen Steuereinheit erzeugtes zweites Signal zur Ausschaltung des Schalters benutzt wird,Switching off a switch which is arranged between a position controller and, if necessary, a servo amplifier, with a ■ second signal generated by the central control unit for deactivation of the switch is used,
Umschalten eines ersten Umschalters , der zwischen dem Servoverstärker bzw. zwischen dem Schalter und einer Gruppe von Verstellmotoren angeordnet ist, gleichzeitig mit einem zweiten Umschalter, der in einem Rückführkreis zwischen den Generatoren und dem Lageregler angeordnet ist, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist,Switching over a first switch between the servo amplifier or is arranged between the switch and a group of adjusting motors, simultaneously with a second changeover switch, which is arranged in a feedback loop between the generators and the position controller after a predetermined time has elapsed is,
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Einschalten des Schalters, nachdem eine vor be stimmte Zeit verstrichen ist,Turning on the switch after a certain time has elapsed is,
und dann Einschalten bzw. Zuschalten des ersten Signales,and then switch on or switch on the first signal,
•wodurch ein geschlossener Schleifenkreis unterbrochen und geschlossen wird.• whereby a closed loop circuit is interrupted and closed will.
Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang einer Steuereinheit ein Lageregler angeschlossen ist, der den einzelnen Motoren über einen Schalter und einen ersten Umschalter Antriebsenergie zuführt, und daß die Steuereinheit "weiterhin sowohl mit dem Schalter als auch mit dem ersten Umschalter zu deren Betätigung verbunden ist.The arrangement for carrying out the procedure is characterized by that at the output of a control unit, a position controller is connected to the individual motors via a switch and a first Changeover switch supplies drive energy, and that the control unit "continues is connected to both the switch and the first changeover switch for their actuation.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß zwischen dem Schalter und dem ersten Umschalter ein Servoverstärker geschaltet ist.A further embodiment of the invention can be that between the switch and the first changeover switch, a servo amplifier is switched.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann mit jedem Motor vorzugsweise mechanisch ein Generator verbunden sein, welch letzterer ein der Lage des Werkzeuges der Drehung des Motors entsprechendes, dem Lageregler zuführbares Signal erzeugt; und dabei kann zwischen den Generatoren und dem Lageregler ein zweiter Umschalter geschaltet sein, welcher von der Steuereinheit synchron zum ersten Umschalter und in gleicher Weise wie dieser umschaltbar ist.In a further embodiment of the invention, each motor can preferably be used mechanically connected to a generator, the latter corresponding to the position of the tool of the rotation of the motor, generates a signal that can be fed to the position controller; and a second switch can be switched between the generators and the position controller which can be switched over by the control unit in synchronism with the first switch and in the same way as this.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens kann jeder Kreis , der einen vorbestimmten Steuerbefehl enthält, ohne Probleme für die Verstellung und für die Rückführung umgeschaltet werden, wobei die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden werden*With the method according to the invention and the arrangement for implementation of the method, any circuit that contains a predetermined control command can be used without problems for the adjustment and for the feedback can be switched, avoiding the disadvantages of the known devices *
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Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt ist, soll beispielhaft das Verfahren näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, in which an embodiment of an inventive Arrangement is shown, the method is to be explained and described by way of example.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 ein Schaubild in Form e ine s BL ο ck bildes, in dem dieFig. 1 is a diagram in the form of a s BL ο ck image in which the
erfindungsgemäße Anordnung schematisch dargestellt ist, undArrangement according to the invention shown schematically is and
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung von VerknüpfungsFig. 2 is a diagram showing links
zeiten.times.
Eine zentrale Verarbeitungs- und Steuereinheit 1 (im folgenden kurz Steuereinheit 1 genannt) führt ein Impulssignal m einem Lageregler 2 , ein Impulssignal a einem Schalter A3 und ein' Impulssignal b einem ersten Umschalter B4 und einem zweiten Umschalter B5 zu. Der Lageregler 2 nimmt das Signal m von der zentralen Steuereinheit 1 und Impulssignale f von einem Generator über den zweiten Umschalter B' 5 auf und führt sie einem Digital- Analog- Umwandler zu, um eine Lageinformation bzw. eine Verstellinformation zu erzeugen, die einem Servoverstärker 7 über den Schalter A3 zugeführt werden wird. Der Schalter A3 ist ein Relaisschalter, der den Kreis des Lagereglers 2 und des Se rvover stärke rs 7 auf das von der zentralen Steuereinheit erzeugte Signal a hin öffnet und unterbricht. Der Servoverstärker 7 verstärkt die vom Lageregler 2 ihm zugeführte analoge Information, um von einem Motor 8 benötigte Energie zu erzeugen, und führt die Energie dem Motor 8 über den Schalter, dem Umschalter B4, zu. Dieser erste Umschalter führt die Energie, die von dem Servoverstärker erzeugt wird, irgendeinem Motor aus einer Gruppe von Motoren 8 aufgrund des von der zentralen Steuereinheit 1 erzeugten Signales b zu. Jeder von dem Umschalter B4 angewählte Motor 8 läuft an, wobei er mit elektrischer Energie von dem Servoverstärker versorgt wird, und die Drehkraft bzw. dasA central processing and control unit 1 (hereinafter briefly Control unit 1 called) carries a pulse signal m a position controller 2, a pulse signal a switch A3 and a 'pulse signal b a first switch B4 and a second switch B5. The position controller 2 takes the signal m from the central control unit 1 and pulse signals f from a generator via the second switch B '5 and feeds it to a digital-to-analog converter in order to obtain position information or to generate adjustment information which will be fed to a servo amplifier 7 via the switch A3. The desk A3 is a relay switch that strengthens the circuit of the position controller 2 and the Se rvover rs 7 on the signal generated by the central control unit a opens and interrupts. The servo amplifier 7 amplifies the analog information supplied to it by the position controller 2 in order to receive from a Motor 8 to generate required energy, and the energy to the motor 8 via the switch, the changeover switch B4, to. That first switch leads the energy generated by the servo amplifier to any motor from a group of motors 8 due to that of the central Control unit 1 generated signal b to. Each motor 8 selected by the switch B4 starts up, using electrical energy is supplied by the servo amplifier, and the torque or the
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Drehmoment wird einer Führungsspindel über Reduktionsmittel übertragen, um die Lagen eines Sägeblattes und eines Bettes zu bestimmen. Der mit dem Motor 8 mechanisch gekuppelte Generator erzeugt Impulssignale f auf ein Kodieren der Drehung des Motors 8 hin. Der zweite Umschalter B' 5 wählt einen Satz Motor-Generator abhängig vom Impuls signal b der zentralen Steuereinheit an und zwar in de'r gleichen Weise wie der Schalter B4„ und führt ein elektrisches Rückführsignal dem Lageregler 2 zu. Der Umschalter B4 führt die elektrische Antriebsenergie, wohingegen der Umschalter B' 5 die Signale führt, wobei der Unterschied zwischen beiden lediglich in ihrem Schaltvermögen liegt. Auf diese Weise stellt die oben beschriebene Anordnung eine geschlossene Schleife mit dem Lageregler 2 als Achse her.Torque is transmitted to a lead screw via reducing agent, to determine the positions of a saw blade and a bed. The generator, which is mechanically coupled to the motor 8, generates pulse signals f to encoding the rotation of the motor 8. The second switch B '5 selects a set of motor-generator depending on the Pulse signal b to the central control unit in de'r the same Like switch B4 "and carries an electrical feedback signal to position controller 2. The switch B4 carries the electrical drive energy, whereas the switch B '5 carries the signals, the The only difference between the two lies in their switching capacity. In this way, the arrangement described above produces a closed loop with the position controller 2 as the axis.
Um die geschlossene Schleife, in der irgend ein gegebener Motor 8i angewählt worden war, zu unterbrechen, wird das Signal m der zentralen Steuereinheit 1 abgeschaltet, wie in der Fig. 2 dargestellt ist. Danach wird der Schalter A3, der zwischen dem Lageregler und dem Servoverstärker 7 liegt, von dem Signal a der zentralen Steuereinheit ausgeschaltet. Nachdem eine Zeit (D) von 0, 2 bis 0, 3 ms verstrichen ist, sodaß das von dem Schalten herrührende Prellen vorbei ist, werden der zwi-^ sehen dem Servoverstärker 7 und der Gruppe der Verstellmotoren 8 angeordnete Umschalter B4 und der in dem Rückführkreis vom Generator zu dem Lageregler 2 befindliche Umschalter B' 5 gleichzeitig von dem von der zentralen Steuereinheit herkommenden Signal b umgeschaltet, wodurch der geschlossene Schleifenkreis unterbrochen wird.To the closed loop in which any given motor 8i was selected to interrupt, the signal m of the central control unit 1 is switched off, as shown in FIG. Thereafter the switch A3, which is located between the position controller and the servo amplifier 7, is switched off by the signal a from the central control unit. After a time (D) of 0.2 to 0.3 ms has elapsed, so that the bouncing resulting from the switching is over, the between ^ see the servo amplifier 7 and the group of adjusting motors 8 arranged Changeover switch B4 and the changeover switch B '5 located in the feedback loop from the generator to the position controller 2 simultaneously from the signal b coming from the central control unit is switched, whereby the closed loop circuit is interrupted.
Wenn es gewünscht ist, eine Lage durch Anwählen eines Motors'8j zu bestimmen, dann wird der Umschalter B4 zwischen dem Servoverstärker 7 unddem Verstellmotor 8 und der Umschalter B' 5 , der in dem Rückführkreis vom Generator 6 zu dem Lageregler 2 liegt, so betätigt, daß sie einen Satz j mittels des Signales b, welches von der zentralen Steuereinheit 1 erzeugt ist, auswählen; und nachdem eine Zeit von 0, 2 0, 3 ms (D) verstrichen ist, wird der Schalter A3 durch das Signal a von der zentralen Steuereinheit 1 eingeschaltet, und danach wird ein Verstell-If it is desired, a position by selecting a motor'8j to determine, then the changeover switch B4 between the servo amplifier 7 and the variable displacement motor 8 and the changeover switch B '5, which is in the Feedback loop from the generator 6 to the position controller 2 is actuated so that it generates a set j by means of the signal b, which is sent from the central Control unit 1 is generated, select; and after a time of 0, 2 0, 3 ms (D) has elapsed, the switch A3 is switched by the signal a of the central control unit 1 is switched on, and then an adjustment
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signal m (oft als 'ENABLE" bezeichnet) von der zentralen Steuereinheit 1 erzeugt, um den geschlossenen Kreis bzw. die geschlossene Schleife herzustellen, sodaß lediglich ein Motor 8j die Steuerung durchführen kann.signal m (often referred to as 'ENABLE') from the central control unit 1 is generated to establish the closed loop so that only one motor 8j can perform the control can.
Im allgemeinen kann die Verbindung des geschlossenen Schleifenkreises nicht während des Betriebes (wenn er unter Strom steht) geändert werden. Erfindungsgemäß jedoch kann die Änderung der Verbindung dadurch bewirkt werden, daß das oben beschriebene Verfahren auf korrekte Weise ausgeführt wird, wobei man sich die exakten Eigenschaften der zentralen Steuereinheit 1 zunutze macht.In general, the connection of the closed loop circuit cannot be changed during operation (when it is live). According to the invention, however, the change in the connection be effected by correctly performing the method described above, keeping to the exact ones Properties of the central control unit 1 makes use of.
Erfindungsgemäß kann die Verbindung geändert werden, während sie noch unter Spannung steht, und eine Gruppe von Verstellmotoren kann hintereinander mittels eines einzigen Lagereglers und eines einzigen Servover stärke rs angesteuert werden. Aus diesem Grunde kann die Anordnung zur numerischen Lagesteuerung mit erheblich reduzierten Herstellungskosten produziert werden.According to the invention, the connection can be changed while it is still under tension, and a group of variable displacement motors can be controlled one after the other using a single position controller and a single servo amplifier. Because of this, can the arrangement for numerical position control can be produced with significantly reduced manufacturing costs.
Wie oben dargestellt, kann erfindungsgemäß eine Vielzahl von in einer Werkzeugmaschine eingesetzten Wellen akurat und schnell verstellt werden, und der Arbeitsaufwand zum Austausch von Werkstücken und zum Vorbereiten bzw. Einrichten der Maschine kann vereinfacht werden, wobei dadurch die Produktivität stark vergrößert wird.As shown above, according to the invention, a plurality of shafts used in a machine tool can be adjusted accurately and quickly and the amount of work involved in replacing workpieces and the preparation or setting up of the machine can be simplified, thereby greatly increasing productivity.
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Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter KoselDipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel
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