DE4025449A1 - Vorrichtung zur korrektur mechanischer fehler in einer nc-maschine - Google Patents

Vorrichtung zur korrektur mechanischer fehler in einer nc-maschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler in einer NC-Maschine, und insbesondere die Vereinfachung ihres Korrekturvorganges und die Verbesserung ihrer Positionierungsgenauigkeit.
Zur Verbesserung der Genauigkeit einer sich wiederholenden Positionierung beim Betrieb einer NC-Maschine müssen mechanische Fehler, wie beispielsweise Flankenspiel oder toter Gang, die mechanischen Systemen eigen sind, in vielen Fällen korrigiert werden. Die Korrektur mechanischer Fehler wird beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen (UPA) 36 808/1977 und 36 808/1984 aufgeführt (der Ausdruck "UPA" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang eine "ungeprüfte, veröffentlichte Anmeldung").
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Steuersystems zur Korrektur eines Flankenspiels in einer bekannten NC-Maschine. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen (1) eine Interpolations-Verarbeitungseinrichtung zur Erzeugung eines Bewegungsinkrementes einer Steuerwelle der NC-Maschine mittels einer Annäherung bei jeder Abfragezeit; (2) eine Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung zum Multiplizieren des Bewegungsinkrementes mit einer Einstellgeschwindigkeit, um dadurch einen Befehlswert des Bewegungsinkrementes zu berechnen; und (3) einen Servosteuerabschnitt zur Steuerung eines Servomotors (31) durch Empfang des Befehlswertes des Bewegungsinkrementes der Steuerwelle, der bei jeder Abfrage berechnet und von der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) übertragen wird.
Der Servosteuerungsabschnitt (3) veranlaßt eine Subtrahiereinheit (33), den Unterschied zwischen dem empfangenen Befehlswert des bei jeder Abfrage berechneten Bewegungsinkrementes und dem bei jeder Abfrage erfaßten Positionsrückführungswertes zu berechnen; sie veranlaßt eine Addiereinheit (34) und eine Integriereinheit (35), die berechneten Unterschiede fortschreitend zu speichern; sie veranlaßt eine Multipliziereinheit (36), den fortschreitend gespeicherten Wert mit einer Positionsregelverstärkung (Kp) zu multiplizieren. Es sei zugrundegelegt, daß der somit multiplizierte Wert der Geschwindigkeitsbefehl ist. Dieser Geschwindigkeitsbefehl wird von einem Geschwindigkeitsschleifensteuerabschnitt empfangen, der einen Geschwindigkeitssteuerverstärker (37) und einen Geschwindigkeitsdetektor (38) umfaßt, und wird ferner einer laufenden Schleifensteuerung durch einen Verstärker (39) zur Positionssteuerung des Servomotors (31) unterworfen.
Das Bezugszeichen (4) bezeichnet eine Speichertabelle, die Flankenspielkorrekturbeträge (B) enthält, die bei Umkehr der Bewegungsrichtung der Steuerwelle zu addieren sind. Die Speichertabelle (4) umfaßt: eine Tabelle (4a), die Flankenspielkorrekturbeträge (Bcr) enthält, die verwendet werden, wenn der Vorwärtsgang vom Schnellgang zum Schnittbetrieb und umgekehrt umschaltet; eine Tabelle (4b), die Flankenspielkorrekturbeträge (Bc) enthält, die verwendet werden, wenn der Vorwärtsgang, der der Schneidgang ist, nicht wechselt und somit der Schnittbetrieb fortgesetzt wird; und eine Tabelle (4c), die Flankenspielkorrekturbeträge (Br) enthält, die verwendet werden, wenn der Vorwärtsgang, der den Schnellgang darstellt, unverändert bleibt, während sich die Bewegungsrichtung ändert. Das Bezugszeichen (5) bezeichnet eine Leseeinrichtung zur Übertragung des Flankenspielkorrekturbetrages durch Umschaltung der jeweiligen Tabellen (4a-4c) der Speichertabelle (4); und (6) eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Flankenspielkorrekturbetrages zur Addiereinheit (8).
Eine Betriebsweise des Steuersystems zur Flankenspielkorrektur in der in dieser Weise aufgebauten NC-Maschine wird anschließend unter Bezugnahme auf die Ablaufdarstellung gemäß Fig. 7 beschrieben.
Die Interpolations-Verarbeitungseinrichtung (1) nähert sich einem Bewegungsinkrement der Steuerwelle, ausgehend von einer Bearbeitungsformgebung bei jeder Abfrage an und führt den Näherungsbetrag der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) zu, die anschließend das zugeführte Bewegungsinkrement der Steuerwelle einem Geschwindigkeitseinstellverfahren unterwirft, um dadurch einen Befehlswert des Bewegungsinkrementes zu berechnen und ihn der Addiereinheit (7) zuzuführen. Zu diesem Zeitpunkt beurteilt eine Zentraleinheit (CPU) (12), ob die Bewegungsrichtung umgekehrt oder nicht umgekehrt ist (Stufe (S71)). Ist sie nicht umgekehrt, erfolgt keine Flankenspielkorrektur, da die Bewegung kontinuierlich in gleicher Richtung erfolgt und daher der Befehlswert des Bewegungsinkrementes unmittelbar dem Servosteuerabschnitt (3) zugeführt wird, um dadurch die Positionssteuerung des Motors (31) durchzuführen.
Ist die Bewegungsrichtung als Ergebnis einer Geschwindigkeitseinstellverarbeitung umgekehrt, so wird beurteilt, ob der Vorwärtsgang unmittelbar vor der Umkehr der Schnellgang oder der Schneidgang ist. Ist es der Schneidgang, so wird beurteilt, ob der Vorwärtsgang unmittelbar nach der Umkehr der Schneidgang oder der Schnellgang ist (Stufe (S73)). Ist es noch der Schneidgang, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) für den Schneidgang aus der Tabelle (4b) durch die Leseeinrichtung (5) entnommen (Stufe (S74)).
Ist der Vorwärtsgang unmittelbar vor der Umkehr der Bewegungsrichtung der Schnellgang in Stufe (S72), so wird beurteilt, ob der Vorwärtsgang unmittelbar nach der Umkehr der Schnellgang oder der Schneidgang ist (Stufe (S75)). Wird der Schnellgang fortgeführt, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Br) aus der Tabelle (4c) entnommen (Stufe (S76)).
Falls der Vorwärtsgang vor und nach der Umkehr der Bewegungsrichtung vom Schneidgang zum Schnellgang oder umgekehrt umschaltet (Stufen (S73, S75)), so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bcr) aus der Tabelle (4a) entnommen (Stufe (S77)), der bei der Umschaltung des Ganges verwendet wird.
Nach der Entnahme des Flankenspielkorrekturbetrages, entsprechend dem Vorwärtsgang, vor und nach der Umkehr der Bewegungsrichtung aus der Tabelle 4 in der beschriebenen Weise, wird durch die Übertragungseinrichtung (6) beurteilt, ob die Bewegungsrichtung nach der Umkehr positiv oder negativ ist (Stufe (S78)). Ist sie negativ, so wird das Vorzeichen des entnommenen Flankenspielkorrekturbetrages negativ gemacht (Stufe (S79)). Anderenfalls bleibt sein Vorzeichen unverändert, und entweder der positive oder negative Flankenspielkorrekturbetrag wird ordnungsgemäß verarbeitet der Addiereinheit (7) zugeführt, so daß er zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes, der aus der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) zugeführt wird, addiert wird (Stufe (S80)) und die Verarbeitung des Flankenspiel-Korrekturbetrages abschließt. Dieser Vorgang wird bei jeder Abfrage durchgeführt, und der bezüglich des Flankenspiels korrigierte Befehlswert der Bewegungsgröße wird somit dem Servosteuerungsabschnitt (3) zugeführt, um die Positionssteuerung des Motors (31) durchzuführen.
Die Fig. 8(a), 8(b) und 8(c) sind erläuternde Darstellungen, die den Betrieb der Steuerwelle an ihren jeweiligen Umkehrpunkten angeben, wenn die vorstehend beschriebene, bekannte Flankenspielkorrektur durchgeführt wurde. Die Fig. 8(a) und 8(b) zeigen den Fall, bei dem sich die Steuerwelle vom Punkt (A) zum Punkt (B) bewegt; ihre Bewegungsrichtung wird am Punkt (B) und am Punkt (C) zweimal umgekehrt; anschließend nimmt die Steuerwelle ihre Bewegung bis zum Punkt (D) wieder auf. Fig. 8(a) zeigt den Fall einer Bewegung zwischen dem Punkt (A) und dem Punkt (B) jeweils im Schnittbetrieb und Fig. 8(b) im Schnellgang. Fig. 8(c) zeigt den Fall, in welchem sich die Steuerwelle im Schnittbetrieb vom Punkt (A) zum Punkt (B) bewegt. Ihre Bewegungsrichtung wird zweimal, zuerst am Punkt (B) und dann am Punkt (C), umgekehrt; die Steuerwelle bewegt sich im Schnellgang vom Punkt (C) zum Punkt (D); ihre Bewegung wird im Punkt (D) umgekehrt und anschließend im Punkt (E); und die Steuerwelle bewegt sich im Schneidgang weiter bis zum Punkt (F).
Wenn sich die Steuerwelle im Schnittbetrieb durch die Bahn der Punkte (A), (B), (C) und (D) gemäß Fig. 8(a) bewegt und falls angenommen wird, daß der Ausgangswert (Sigma B) (Summe aus (B)) eines fortschreitenden Wertes von Flankenspielkorrekturbeträgen am Punkt (A) gleich Null ist, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes am Punkt (B) addiert. Am Punkt (C) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes addiert, um dadurch den fortschreitenden Wert (Sigma B) der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (D) gleich Null zu machen. Gleichermaßen wird, wenn sich die Steuerwelle durch die Bahn der Punkte (A), (B), (C) und (D) im Schnellgang gemäß Fig. 8(b) bewegt, und angenommen sei, daß der Ausgangswert (Sigma B) eines fortschreitenden Wertes der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) gleich Null sei, ein Flankenspielkorrekturbetrag (Br) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes am Punkt (B) addiert. Am Punkt (C) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Br) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes addiert, um dadurch den fortschreitenden Wert (Sigma B) der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (D) gleich Null zu machen.
Bewegt sich im Schneidbetrieb die Steuerwelle vom Punkt (A) zum Punkt (B) und anschließend durch die Punkte (B), (C) und (D) im Schnellgang, und durch die Punkte (D), (E) und (F) wiederum im Schneidgang und falls angenommen wird, daß der Ausgangswert (Sigma B) eines fortschreitenden Wertes der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) Null sei, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bcr) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes am Punkt (B) addiert. Am Punkt (C) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bcr) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes addiert, und am Punkt (D) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes am Punkt (E) addiert, um dadurch den fortschreitenden Wert (Sigma B) der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (F) gleich Br+Bc-Bcr-Bcr zu machen. Da der fortschreitende Wert (Sigma B) der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (F) gleich Null sein muß, ist es notwendig, den Flankenspielkorrekturbetrag (Bcr) zu speichern, wenn der Vorwärtsgang geändert wird, der gleich (Br+Bc)/2 in der Tabelle (4a) ist.
Da eine Einrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler, wie beispielsweise Flankenspiel in einer üblichen NC-Maschine in der vorausgehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, ist es notwendig, die Zustände einschließlich des Vorwärtsganges vor und nach der Umkehr der Bewegungsrichtung zu beurteilen, und je größer die Anzahl derartiger Zustände ist, desto komplizierter wird somit das Verfahren.
Da die Korrekturgröße eines mechanischen Fehlers, wie beispielsweise eines Flankenspiels, zu ihrem Befehlswert (Geschwindigkeitsbefehl) addiert wird, ist es erforderlich, falls die Korrekturen wiederholt erfolgen sollen, jeden Korrekturbetrag zu berechnen und ihn in der Speichertabelle zu speichern, so daß keine Abweichung des mechanischen Ortes als Folge von fehlerhaft positionierten Steuerpunkten erfolgt, und dies kompliziert die Herstellung der Speichertabelle.
Bewegt sich ferner die Steuerwelle vom Punkt (A) nach Punkt (B) im Schnittbetrieb, vom Punkt (B) nach Punkt (G) im Schnellgang, und durch die Punkte (G), (C) und (D) im Schnittbetrieb, wie in Fig. 9 angegeben ist, und wird angenommen, daß der Ausgangswert (Sigma B) eines fortschreitenden Wertes der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) gleich Null sei, so ist der fortschreitende Wert (Sigma B) der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (D) gleich Bc-Bcr. Um dem fortschreitenden Wert (Sigma B) am Punkt (D) gleich Null zu machen, ist es notwendig, einen Korrekturbetrag (Bcr-Bc) am Punkt (G) zu addieren, womit erforderlich wird, daß nicht nur die Umkehr der Bewegungsrichtung, sondern auch die Änderung im Vorwärtsgang vor der Korrektur beurteilt wird.
Falls mechanische Fehler, wie beispielsweise toter Gang, korrigiert werden, die kontinuierliche Änderungen umfassen, die durch die Vorwärtsgänge und Schmierbedingungen der Führungsflächen der Maschine verursacht werden, so erfordert das bekannte Verfahren der Addition der mechanischen Fehlerkorrekturgröße zum Befehlswert des Bewegungsinkrementes ein kompliziertes Verfahren der Verhinderung von Abweichungen an jedem Steuerpunkt.
Die Erfindung soll die vorstehenden Schwierigkeiten überwinden und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler in einer NC-Maschine zu schaffen, die nicht nur in der Lage ist, die Korrektur mit einem einfachen Verfahren durchzuführen, sondern auch dessen Positionierungsgenauigkeit verbessert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler berechnet einen Positionsbefehlswert durch fortschreitendes Addieren eines Befehlswertes des Bewegungsinkrementes, das erhalten wurde, indem ein Bewegungsinkrement der Welle, das bei jeder Abfragezeit erhalten wurde, einer Geschwindigkeitseinstellung durch eine Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung unterzogen wird. Anschließend wird ein Positionsbefehl-Korrekturwert berechnet, indem ein vorgegebener Korrekturbetrag eines mechanischen Fehlers zu dem durch eine Addiereinrichtung berechneten Positionsbefehlswert hinzugefügt wird. Anschließend wird ein korrigiertes Bewegungsinkrement berechnet, indem ein vorausgehend abgefragter Positionsbefehl-Korrekturwert von einem laufend abgefragten Positionsbefehl-Korrekturwert abgezogen wird und dieser korrigierte Bewegungsinkrementwert wird einem Servosteuerabschnitt als Zielwert zugeführt.
Bei der Erfindung wird der Korrekturbetrag eines mechanischen Fehlers einem Positionsbefehlswert der Steuerwelle bei jeder Abfrage hinzugefügt, wodurch verhindert wird, daß der Korrekturwert akkumuliert wird, selbst in dem Fall, wo Korrekturen wiederholt durchgeführt werden.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler in einer NC-Maschine, bei welcher ein Bewegungsinkrement einer Steuerwelle, abhängig von einem Korrekturbetrag von mechanischen Fehlern, wie Flankenspiel und Totengang, korrigiert wird und der auf diese Weise korrigierte Wert einem Servosteuerungsabschnitt (3) zugeführt wird.
Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung, um das Bewegungsinkrement der Steuerwelle, das bei jeder Abfrage berechnet wird, einer Geschwindigkeitseinstellung zu unterwerfen;
eine Einrichtung zur Berechnung eines Positionsbefehlswertes, indem fortschreitend ein Befehlswert eines Inkrementes einer Bewegung addiert wird, die einer Geschwindigkeitseinstellung unterworfen ist;
eine Einrichtung zur Erzielung eines Positionsbefehl-Korrekturwertes, indem ein vorgegebener Korrekturwert eines mechanischen Fehlers zu dem Positionsbefehlswert addiert wird, der durch die Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung berechnet wurde; und eine Einrichtung zur Berechnung eines korrigierten Bewegungsinkrementes, indem ein vorausgehend berechneter Positionsbefehl-Korrekturwert von einem laufend berechneten Positionsbefehl-Korrekturwert subtrahiert wird, die beide von der Addiereinrichtung berechnet wurden, und zur Übertragung des korrigierten Bewegungsinkrementes zum Servosteuerungsabschnitt.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine erläuternde Darstellung eines Flankenspielkorrekturwertes entsprechend dieser Ausführungsform;
Fig. 3 eine Ablaufdarstellung eines Betriebes dieser Ausführungsform;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Ablaufdarstellung eines Betriebes der Ausführungsform nach Fig. 4;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Steuersystems eines bekannten Ausführungsbeispiels;
Fig. 7 eine Ablaufdarstellung eines Betriebes des bekannten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 8(a), 8(b), 8(c) und Fig. 9 erläuternde Darstellungen, die jeweils die Betriebsbedingungen des bekannten Ausführungsbeispiels angeben.
Es wird auf die Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen Bezug genommen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems einer Ausführungsform der Erfindung. In der Figur sind die Interpolations-Verarbeitungseinrichtung (1), die Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2), ein Servosteuerungsabschnitt (3), eine Leseeinrichtung (5) und eine Übertragungseinrichtung (6) die gleichen wie beim bekannten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6.
Das Bezugszeichen (8) bezeichnet eine Einrichtung zur Berechnung eines Positionsbefehlswertes, durch die ein Positionsbefehlswert berechnet wird, indem fortschreitend jeder Befehlswert des Bewegungsinkrementes hinzugefügt wird, der bei jeder Abfrage erhalten und von der Geschwindigkeitsseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) übertragen wird. Die Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung enthält einen Addierer und einen Integrator. Das Bezugszeichen (9) bezeichnet eine Addiereinheit, durch welche ein Positionsbefehl-Korrekturwert berechnet wird, indem ein Flankenspielkorrekturwert, der in der Speichertabelle (11) gespeichert wird, zu dem von der Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung (8) berechneten Positionsbefehlswert addiert wird. Das Bezugszeichen (10) bezeichnet eine Einrichtung zur Berechnung eines korrigierten Bewegungsinkrementes, durch welche ein vorausgehend abgefragter Positionsbefehl-Korrekturwert von dem bei jeder Abfrage übertragenen Positionsbefehl-Korrekturwert abgezogen wird, um dadurch bei jeder Abfrage ein korrigiertes Bewegungsinkrement der Steuerwelle zu berechnen.
Die Speichertabelle (11) umfaßt eine Tabelle (11a) zur Speicherung von Flankenspielkorrekturbeträgen (Brp), die zugeführt werden, wenn die Bewegungsrichtung der Steuerwelle im Schnellgang positiv ist; eine Tabelle (11b) zur Steuerung von Flankenspielkorrekturbeträgen (Bcp), die zugeführt werden, wenn die Bewegungsrichtung im Schnittbetrieb positiv ist; eine Tabelle (11c) zur Speicherung von Flankenspielkorrekturbeträgen (Brn), die zugeführt werden, wenn die Bewegungsrichtung im Schnellgang negativ ist; und eine Tabelle (11d) zur Speicherung von Flankenspielkorrekturbeträgen (Bcn), die zugeführt werden, wenn die Bewegungsrichtung im Schnittbetrieb negativ ist.
Die in dieser Speichertabelle (11) gespeicherten Flankenspielkorrekturbeträge werden in folgender Weise definiert. Beispielsweise sei gemäß Fig. 2(a) angenommen, daß sich die Steuerwelle in positiver Richtung längs einer vom Punkt (A) ausgehenden Bahn zu einem mechanischen Bezugspunkt (M) bewegt, der den Umkehrpunkt im Schnittbetrieb darstellt, daß sie einmal anhält, und daß sie darauf ihre Bewegung in positiver Richtung bis zum Punkt (B) fortsetzt, wo sie ihre Bewegungsrichtung umkehrt und sich somit in negativer Richtung bis zum Bezugspunkt (M) bewegt. Falls ein Flankenspiel zwischen den Punkten (H) und (J) verursacht wird, so stellen der Abstand zwischen dem Bezugspunkt (M) und dem Punkt (H) und jener zwischen dem Bezugspunkt (M) und dem Punkt (J) die Flankenspielkorrekturbeträge (Bcn, Bcp) im Schnittbetrieb dar.
Es sei gemäß Fig. 2(b) angenommen, daß sich die Steuerwelle vom Punkt (A) im Schnellgang in positiver Richtung wegbewegt, und daß sie ihre Bewegungsrichtung am Punkt (B) umkehrt, um sich weiter in negativer Richtung zu bewegen. Falls ein Flankenspiel zwischen dem Punkt (K) und dem Punkt (L) verursacht wird, so stellen der Abstand zwischen dem Bezugspunkt (M) und dem Punkt (K) und jener zwischen dem Bezugspunkt (M) und dem Punkt (L) die Flankenspielkorrekturbeträge (Brn, Brp) im Schnellgang dar.
Ein Betrieb der auf diese Weise aufgebauten mechanischen Fehlerkorrektureinrichtung wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 dargestellte Ablaufdarstellung beschrieben.
Ein Bewegungsinkrement der Steuerwelle wird bei jeder Abfrage angenähert auf der Grundlage einer Bearbeitungsgestaltung durch die Interpolations-Verarbeitungseinrichtung (1) und der angenäherte Wert wird der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) zugeführt. Die Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) unterwirft das empfangene Bewegungsinkrement einer Geschwindigkeitseinstellung, berechnet einen Befehlswert des Bewegungsinkrementes und führt ihn der Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung (8) zu. Andererseits beurteilt die Zentraleinheit (CPU) (12), ob die Bewegungsrichtung, die durch den Befehlswert des Bewegungsinkrementes angegeben wird, positiv oder negativ ist (Stufe (S31)). Ist sie positiv, so wird weiterhin beurteilt, ob der Vorwärtsgang den Schnittbetrieb oder den Schnellgang darstellt (Stufe (S32)). Falls der Schnittbetrieb vorliegt, wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bcp), der zu verwenden ist, wenn die Steuerwelle sich in positiver Richtung im Schnittbetrieb bewegt, durch die Leseeinrichtung (5) aus der Tabelle (11b) entnommen (Stufe (S33)). Ist der Vorwärtsgang der Schnellgang, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Brp), der zu verwenden ist, wenn sich die Steuerwelle im Schnellgang in positiver Richtung bewegt, aus der Tabelle (11a) entnommen (Stufe (S34)).
Ist bei der Beurteilung in Stufe (S31) die Bewegungsrichtung negativ, so wird beurteilt, ob sich der Vorwärtsgang im Schnittbetrieb oder im Schnellgang befindet (Stufe (S35)). Falls er im Schnittbetrieb ist, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bcn), der zu verwenden ist, wenn die Bewegungsrichtung im Schnittbetrieb negativ ist, aus der Tabelle (11d) entnommen (Stufe (S36)). Ist der Vorwärtsgang im Schnellgang, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Brn), der zu verwenden ist, wenn die Bewegungsrichtung im Schnellgang negativ ist, aus der Tabelle (11c) entnommen (Stufe (S37)). Jeder der auf diese Weise entnommenen Flankenspielkorrekturbeträge wird bei jeder Abfrage über die Übertragungseinrichtung (6) der Addiereinheit (9) zugeführt.
Inzwischen wird der Befehlswert des Bewegungsinkrementes einer jeden Abfrage, der von der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) geliefert wird, in einen Positionsbefehlswert umgewandelt, indem er fortschreitend von der Positionsbefehl-Berechnungseinrichtung (8) berechnet wird. Dieser Positionsbefehlswert wird der Addiereinheit (9) zugeführt, wo er einem von der Speichertabelle gelieferten Flankenspielkorrekturbetrag hinzugefügt wird, um damit einen Positionsbefehl-Korrekturwert aus der Addiereinheit (9) zu ergeben (Stufe (S38)).
Da jeder Flankenspielkorrekturbetrag zu dem bei jeder Abfrage erhaltenen Positionsbefehlswert hinzugefügt wird, ist es möglich, Positionsabweichungen zu verhindern, die auf einer fortschreitenden Berechnung von Korrekturbeträgen in dem Fall beruhen, wo Korrekturen wiederholt durchgeführt werden.
Der von der Addiereinheit (9) erzeugte Positionsbefehl-Korrekturwert wird der Berechnungseinrichtung (10) für das korrigierte Bewegungsinkrement zugeführt, in der der Unterschied zwischen diesem und dem vorausgehend abgefragten Positionsbefehl-Korrekturwert berechnet wird, um dadurch ein korrigiertes Bewegungsinkrement der Steuerwelle bei jeder Abfrage zu erhalten. Das erhaltene korrigierte Bewegungsinkrement wird dem Servosteuerabschnitt (3) zugeführt, der dadurch eine Positionssteuerung des Motors (31) durchführt. Der vorstehende Vorgang wird bei jeder Abfrage wiederholt.
Obgleich die Erfindung bei der vorstehenden Ausführungsform eine Flankenspielkorrektur betrifft, kann sie in gleicher Weise für die Korrektur eines toten Ganges verwendet werden, der Abweichungen an der Halteposition der Steuerwelle sowohl in positiver als auch negativer Richtung während der Positionierung verursacht.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems zur Korrektur eines toten Ganges. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen (13) eine Korrekturbetrag-Berechnungseinrichtung, die entweder eine Funktion oder Funktionen oder eine Tabelle oder Tabellen zur Lieferung des Korrekturbetrages eines toten Ganges enthält, beispielsweise aus einem laufenden Rückkopplungswert eines Servomotors (31); (14) einen Speicher zur zeitweiligen Speicherung des Korrekturwertes für den toten Gang, der durch die Korrekturbetrag-Berechnungseinrichtung (13) berechnet wurde, wobei dieser Wert durch den Korrekturbetrag für den toten Gang, der von der Korrekturbetrag-Berechnungseinrichtung (13) zu einem gewünschten Zeitpunkt, wie beispielsweise der Umkehr der Bewegungsrichtung oder ein Anhalten, geliefert wurde, genau auf den neuen Stand gebracht wird.
Ein Betrieb des Steuersystems zur Korrektur des toten Ganges, das auf diese Weise aufgebaut ist, wird unter Bezugnahme auf die Ablaufdarstellung nach Fig. 5 beschrieben.
Um eine Korrektur des toten Ganges durchzuführen wird beurteilt, ob ein gewünschter Zeitpunkt, wie beispielsweise die Umkehr der Bewegungsrichtung oder ein Anhalten, einen im Speicher (14) durch die Zentraleinheit (12) gespeicherten Korrekturbetrag für den toten Gang auf den neuen Stand bringen oder nicht bringen soll (Stufe (S51)). lst dies der gewünschte Zeitpunkt, so wird beispielsweise ein laufender Rückkopplungswert des Servomotors (31) durch die Korrekturbetrag-Berechnungseinrichtung (13) ausgelesen (Stufe (S52)). Ein Korrekturbetrag für den toten Gang wird aus einer Funktion oder Funktionen, oder einer Tabelle oder Tabellen der Korrekturbetrag-Berechnungseinrichtung (13), abhängig von dem abgelesenen laufenden Rückführungswert, erhalten (Stufe (S53)). Der erhaltene Korrekturbetrag des toten Ganges wird im Speicher (14) eingegeben, um dadurch den gespeicherten Korrekturbetrag des toten Ganges auf den neuen Stand zu bringen (Stufe (S54)) .
Andererseits, falls nicht der gewünschte Zeitpunkt zum Erneuern des Korrekturbetrages des toten Ganges vorliegt, so wird der im Speicher (14) gespeicherte Korrekturbetrag des toten Ganges unverändert gelassen. Anschließend wird der im Speicher (14) gespeicherte Korrekturbetrag des toten Ganges der Addiereinheit (9) zugeführt, wo er zu dem Positionsbefehlswert addiert wird, der aus der Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung (8) eingegeben wurde, und der somit erhaltene Positionsbefehl-Korrekturwert wird von der Addiereinheit (9) erzeugt. Das Verfahren wird bei jeder Abfrage durchgeführt, um die Position des Servomotors (31) zu steuern.
Wie auf den vorstehenden Seiten beschrieben wurde, ist bei der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß ein mechanischer Fehlerkorrekturbetrag, beispielsweise ein Flankenspielkorrekturbetrag oder ein Korrekturbetrag für toten Gang, zu einem Positionsbefehlswert addiert wird, so daß es nicht länger notwendig ist, Zustände, wie beispielsweise den Vorwärtsgang unmittelbar vor der Umkehr der Bewegungsrichtung zu beurteilen, wenn eine Flankenspielkorrektur vorgenommen wird, wodurch ein einfacher Betrieb möglich wird.
Ferner verhindert das Addieren des Korrekturbetrages zum Positionsbefehlswert Lageabweichungen als Folge einer fortschreitenden Berechnung der Korrekturbeträge, selbst wenn ein Korrekturbetrag willkürlich in dem Fall geändert wird, bei dem eine Anzahl von Korrekturen wiederholt erfolgen muß, so daß eine hohe Positionierungsgenauigkeit erhalten wird.
Darüber hinaus kann eine Korrektur für toten Gang, bei der ein mechanischer Fehler korrigiert werden muß, dessen Korrekturbetrag von der Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit oder den Schmierbedingungen der Führungsflächen einer Maschine abhängt, in einfacher Weise verarbeitet werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler in einer NC-Maschine, bei welcher ein Bewegungsinkrement einer Steuerwelle, abhängig von einem Korrekturbetrag von mechanischen Fehlern, wie Flankenspiel und toten Gang, korrigiert wird und der auf diese Weise korrigierte Wert einem Servosteuerungsabschnitt (3) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung umfaßt:
eine Einrichtung (2), um das Bewegungsinkrement der Steuerwelle, das bei jeder Abfrage berechnet wird, einer Geschwindigkeitseinstellung zu unterwerfen;
einer Einrichtung (8) zur Berechnung eines Positionsbefehlswertes, indem fortschreitend ein Befehlswert eines Inkrementes einer Bewegung addiert wird, die einer Geschwindigkeitseinstellung unterworfen ist; eine Einrichtung (9) zur Erzielung eines Positionsbefehl-Korrekturwertes, indem ein vorgegebener Korrekturwert eines mechanischen Fehlers zu dem Positionsbefehlswert addiert wird, der durch die Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung (8) berechnet wurde; und
eine Einrichtung (10) zur Berechnung eines korrigierten Bewegungsinkrementes, indem ein vorausgehend berechneter Positionsbefehl-Korrekturwert von einem laufend berechneten Positionsbefehl-Korrekturwert subtrahiert wird, die beide von der Addiereinrichtung berechnet wurden, und zur Übertragung des korrigierten Bewegungsinkrementes zum Servosteuerungsabschnitt (3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (9) für den Positionsbefehlswert einen Addierer und einen Integrator umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Speichertabelle (11) zur Speicherung des Korrekturbetrages des mechanischen Fehlers.
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