DE2911486A1

DE2911486A1 - Profilsteuersystem

Info

Publication number: DE2911486A1
Application number: DE2911486A
Authority: DE
Inventors: Ryoji Dipl Ing Imazeki; Etsuo Dipl Ing Yamazaki
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1979-09-27
Also published as: JPS54125585A; GB2026203A; US4296473A; FR2420403B1; JPS599305B2; FR2420403A1; GB2026203B

Description

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Profilsteuersystem

Priorität: Japan 23.3.78 Nr.33397/1978

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Profilsteuersystem, welches eine hochpräzise Kurvensteuerung gestattet.

Stand der Technik

Fig.1 zeigt als Blockschaltbild ein Beispiel einer bekannten Profilsteueranordnung. Das Bezugszeichen TR bezeichnet den Abtastkopf, der mit einem Abtaststift ST versehen ist, um das Modell M zu kopieren. Die jeweiligen Komponenten der Achsenverschiebung £ , £ und £ in Abhängigkeit der dreidimensionalen Verschiebung des AbtastStiftes ST sind jeweils nach Verstärkung im Verstärker AMP verfügbar. Das Bezugszeichen DG bezeichnet die Resultanten-Schaltung für die Verschiebung, welche die genannten Komponenten der Achsenverschiebung£ ,£ und £₂ erhält, und die Gleichung £ =^2 1 € L 4 Β*?,' berechnet, um die Größe der Verschiebung £_ zu liefern. Das Bezugszeichen AD bezieht sich auf eine Addierschaltung, der die Verschiebung und ein vorbestimmtes Referenzsignal^ zugeführt wird, um ein Differenzsignal£.-£₀ hervorzubringen, welches jeweils dem Funktionsgenerator ART für die Steuergeschwindigkeit und einem Funktionsgenerator ARN für die Korrekturgeschwindigkeit zugeführt wird. Die Funktionsgeneratoren ARN und ART erzeugen jeweils Korrektur- und Steuergeschwindigkeitssignale V_n und V_T mit der dargestellten Charakteristik, die an die Verteilerschalrung DC geführt werden.

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Im Falle eines ebenen Profils werden die Komponenten £ und£ der Verschiebung in der X- und Y-Achse vom Abtastkopf TR einer Indexschaltung IND zugeführt, in welcher die folgenden Berechnungen ausgeführt werden:

^sin6 ....

Auf diese Weise werden die Richtungssignale für die Verschiebung sinö und cos0 erhalten, die an die Verteilersohaltung DC geliefert werden.

In der Verteilerschaltung DC erhält man auf der Grundlage des Korrekturgeschwindigkeitssignals V_n die Steuergeschwindigkeitssignale V^ und die Verschieberichtungssignale sin 0 und cosö". Die Steuergeschwindigkeitssignale V_x und Vy für die X- und Y-Achse erhält man aus der folgenden Berechnung:

V_x = V_Tsin6 + V_nCOSO (3)

V_y » V_Tcos0 + V_Nsinö- (4)

um die Geschwindigkeit der jeweiligen Servomotoren zu steuern·

In Fig.1 sind die Ausgangssignale sinÖ und cosö aus der Indexschaltung IND von der Gestalt des Modells M abhängige Signale, die durch den Abtastkopf TR gebildet werden. Während diese Signale in Coincidenz mit der Gestalt des Modells M sind, erhält man eine Profilabtastung mit Hilfe des Steuergeschwindigkeitssignals in tangentialer Richtung des Modells M, jedoch ohne Korrekturgeschwindigkeitssignal V_n. Das bedeutet, daß die Verschiebung des Abtaststifts ST des Abtastkopfes TR gleich dem Bezugssignal C ist, und die resultierende Geschwindigkeit V gleich dem Steuergeschwindigkeitssignal V_T ist, d.h. V m V_T·

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Bei ausgeführten Systemen ist jedoch zufolge der Abtastgenauig- % keit des Abtastlcopfes ein Einfluß der Reibung zwischen dem Modell | M und dem Abtaststift ST vorhanden, und die Rechengenauigkeit der Indexschaltung IND bewirkt, daß die Ausgangssignale sin9 und cosQ der Indexschaltung IND in bezug auf die Normalrichtung N des Modells M jeweils, wie in Fig.4· gezeigt, mit einem Fehler behaftet sind. Da die Steuergeschwindigkeit sich jeweils in Richtung von 90°, bezogen auf einen Winkel θ ergibt^der mit diesem Fehler abgeleitet wird, wenn der Abtaststift ST auf dem Modell M dabei die Steuergeschwindigkeit V,- besitzt, nimmt die Verschiebung des Abtaststifts ST mitA.£.ab, und um dies zu korrigieren, wird die Korrekturgeschwindigkeit ν« erzeugt, um die resultierende Geschwindigkeit in der Normalrichtung des Modells M für eine normale Profilabtastung zu erhalten. Dementsprechend wird die Profilabtastung jeweils von der Erzeugung eines Fehlersignales begleitet und kann nicht mit voller Genauigkeit erfolgen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist es, ein Profilsteuersystem zu schaffen, bei dem Fehler zufolge der Abtastgenauigkeit des Abtastkopfes und der Rechengenauigkeit der Indexschaltung usw. durch eine zusätzliche einfache Schaltungsanordnung eliminiert werden, um eine hoch-genaue Profilsteuerung zu erhalten.

In kurzen Worten ausgedrückt wird bei dem System gemäß der Erfindung ein Fehlersignal aufgrund der Verschiebung des Abtaststiftes und ein Referenzsignal an einen Funktionsgenerator für die Steuergeschwindigkeit angelegt, um ein Signal für die Steuergeschwindigkeit sowie ein Korrekturgeschwindigkeitssignal zu erhalten. Das Steuergeschwindigkeitssignal und das Korrekturgeschwindigkeitssignal werden an eine Verteilerschaltung geführt, die mit dem Verschiebungsrichtungssignal aus einer Indexschaltung beaufschlagt ist, um die jeweiligen Geschwindigkeitssigna le für die Achsensteuerung zu erzeugen, wodurch die Profilsteuerung ermöglicht wird. Das Fehlersignal stellt die Summe der

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vorgenannten Differenzsignale £ -£_o dar, nämlich zwischen der Verschiebung des Abtaststiftes und dem vorgenannten Referenzsignal £, und dem integrieten Wert£ _Qc des Differenzsignals.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig.1 zeigt die Blockschaltung einer an sich bekannten Profilsteuereinrichtung ;

Fig. 2, 3» 4- und 5 stellen Diagramme zur Erläuterung der Profilabtastung dar;

Fig.6 zeigt das Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig.7 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise nach der Erfindung.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Fig.6 zeigt als Blockschaltbild eine Ausführungsform der Erfindung· Das Modell M wird durch den Abtaststift ST eines Abtastkopfes abgetastet, und die Verschiebungssignale£,£ und £ , die aufgrund der Verschiebung des Abtasts'iiftes ST erzeugt werden, erhalten jeweils in den Verstärkern AMP eine Verstärkung -vor der Zuführung zu der Verschiebungsresultanten-Schaltung DG, um die Verschiebungsgröße £. zu erhalten. Das Verschiebungssignal £. und ein Referenzsignal £ ₀ werden der Addierschaltung AD zur Ableitung des Differenzsignals£- ζ_₀ zugeführt, das seinerseits einer Integrationsschaltung INT und einer Addierschaltung ADI zugeleitet wird. Die Integrierschaltung INT integriert das Differenzsignalt - £₀ und erzeugt den Integrationswert £ _QC, der wiederum der Addierschaltung ADI zugeführt wird. Daraus liefert die Addierschaltung ADI ein Fehlersignal (ξ-£₀) ⁺£_oc für die Eingabe in den Funktionsgenerator ART für die Steuergeschwindigkeit sowie für den Funktionsgenerator ARN für die Korrekturgeschwindigkeit.

Die Funktionsgeneratoren ART und ARN erzeugen jeweils ein Steuergeschwindigkeitssignal V_T und ein Korrekturgeschwindigkeitssig-

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nal ν« in Abhängigkeit von dem Fehlei'signal und liefern Geschwindigkeitssignale an die Verteilerschaltung DC. Bei einem Profil in der X-Y Ebene werden X- und Y-Achsen— Verschiebesignale £ und £ des Abtastkopfes TR an eine Indexschaltung IND geliefert, um aus dieser die Verschiebungsrichtungssignale sin 0 und cos 0 zu erhalten, die jeweils an die Verteilerschaltung DC geführt werden, wobei gleichzeitig den vorgenannten Gleichungen (1) und (2) entsprochen wird.

Die Verteilerschaltung DC liefert aufgrund der Korrektur- und Steuergeschwindigkeitssignale V_n und Vj und der Verschiebungsrichtungssignale sin$ und cos 0 die Stuergeschwindigkeitssignale Vy und Vy für die X- und Y-Achse, um die Geschwindigkeit der Servomotoren für die jeweilige Achse zu regeln.

Die Integrationsschaltung INT wird beispielsweise durch einen bekannten "Miller"-Integrator gebildet, der seinen Integrationswert in positiver oder negativer Richtung vergrößert, abhängig davon, ob das Differenzsignal£_- £._Q positiv oder negativ ist und einen Integrationsetromwert festhält, wenn das Differenzsignal £ - £. null ist.

Wenn dementsprechend das Differenzsignalt- €₀ null ist, wird das Ausgangssignal der Integrationsschaltung INT auf einem Wert£_ entsprechend dem vorher erwähnten Fehler Δε. gehalten. Wenn daher einmal das Signal £,_oc an die Funktionsgeneratoren ARN und ART gelegt wird, so wird, auch wenn ein Fehler Afc auftritt, wie dies in Fig.7 gezeigt ist, der Betragt _oc entsprechend dem Fehleres dem Referenzsignal £ _Q hinzuaddiert, um ein neues Referenzsignal £ ο ⁺ €_oo zu erhalten. Das Ergebnis davon ist, daß die Profilsteuerung derart erfolgt, daß die Verschiebung £. des Abtaststiftes ST ständig gleich dem Referenzsignalg. _Q ist.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung, auch wenn ein Fehler^C auftritt, der Betrag £_ _Qc entsprechend dem Fehlerdg einem Referenzsignal£ ₀ hinzuaddiert wird, um einen Wert £o ⁺ £oc ^{zu erhalten}· Eieeer wert wird als neuee Referenzsignal

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angesehen, sodaß die Verschiebung£. des Abtaststiftes ständig gleich dem Referenzsignal ξ_₀ entspricht und somit eine hohe genaue Profilabtastung gestattet. Offensichtlich sind viele Abwandlungen und Veränderungen möglich, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.

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Claims

REINLA[SIQgR & BERNHARDT

ι ::^: 291 use

I 6/353

Orthstraße 12

D-8000 München 60

FUJITSU PANUO LIMITED, Tokyo/Japan

Patentanspruch

Profilsteuersystem, bei dem ein Fehlersignal aufgrund einer Verschiebung eines Abtaststiftes des Abtastkopfes und ein vor- $ bestimmtes Referenzsignal £ ₀ einem Funktionsgenerator für die

Steuergeschwindigkeit und einem Funktionsgenerator für die Korp rekturgeSchwierigkeit zugeführt werden, um ein Steuergeschwin-I digkeitssignal und ein Korrekturgeschwindigkeitssignal zu erzeu- % gen, bei der ferner ein Verschxebungsrichtungssignal aus einer I Indexschaltung und Steuer- und Korrekturgeschwindigkeitssignale ^ an eine Verteilerschaltung geführt sind, um aus dieser für die Ί, jeweilige Achse Steuergeschwindigkeitssignale zur Profilsteue- % rung abzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Integrations- f, anordnung vorgesehen ist, um ein Differenzsignals.-£ zwischen Ii der Verschiebung des Abtaststiftes und dem Referenzsignal £ zu ;^;i integrieren und dadurch den Integrationswert £ abzuleiten,

und daß ein Sumraensignal des Integrationswertes£ und ein Differenzsignale. - £₀ als Fehlersignal an die Funktionsgeneratoren S₁! für die Steuer- und Korrekturgeschwindigkeit geführt wird.

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