DE4025449C2 - 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 vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler in einer NC-Maschine durch von den mechanischen Fehlern abhängige gespeicherte Korrekturbeträge mit einer Verarbeitungseinrichtung zur Ausgabe von die Bewegung eines Werkzeuges bestimmenden inkrementalen Positionsbefehlswerten, wobei jeder Positionsbefehlswert durch einen abhängig von der Bewegung ausgewählten jeweiligen Korrekturbetrag korrigiert wird und der jeweils korrigierte Positionsbefehlswert einem Servosteuerungsabschnitt zugeführt wird.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der JP-OS-36 808 (1984) bekannt.
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.
Bei einer in der EP 0 049 153 B1 offenbarten Vorrichtung wird der Positionsbefehlswert der NC-Maschine entlang einer Bewegungsachse um einen Korrekturbetrag korrigiert, welcher ermittelt wird anhand der momentanen Position auf der Achse unter Berücksichtigung von Richtungssignalen entsprechend der Bewegungsrichtung.
Die GB 11 42 774 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Positionsbefehl-Korrekturwerts, wobei ein vorgegebener gespeicherter Korrekturwert eines mechanischen Fehlers zu einem Positionsbefehlswert addiert wird, welcher durch eine Positionsbefehlswert-Berechnungseinrichtung berechnet wurde.
Aus H. Marko, "Methoden der Systemtheorie", Springer Verlag (1977), Kapitel 10.9, kennt der Steuerungs- und Regelungsfachmann die Korrespondenzen und Gesetze der Z- Transformation.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Problematik eines Steuersystems zur Korrektur eines Flankenspiels nach dem bekannten Prinzip der JP-OS-36 808 (1984).
In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen (1) eine Interpolations-Verarbeitungseinrichtung, (2) eine Geschwindigkeitseinstellungseinrichtung zur Berechnung eines inkrementalen Positionsbefehlswerts und (3) einen Servosteuerabschnitt zur Steuerung eines Servomotors (31) durch Empfang des inkrementalen Positionsbefehlswerts, der bei jeder Abfrage brechnet und von der Geschwindigkeitseinstellungseinrichtung (2) übertragen wird.
Der Servosteuerungsabschnitt (3) veranlaßt eine Subtrahiereinheit (33), den Unterschied zwischen dem empfangenen Befehlswert des bei jeder Abfrage berechneten inkrementalen Positionswerts und dem bei jeder Abfrage erfaßten Positionsrückführungswertes zu berechnen; sie veranlaßt eine Addiereinheit (34) und ein Abtasthalteglied (35), welche zusammen eine Integriereinheit bilden, die berechneten Unterschiede fortschreitend zu integrieren; sie veranlaßt eine Multipliziereinheit (36), den fortschreitend gespeicherten Wert mit einer Positionsregelverstärkung (Kp) zu multiplizieren. Es sei zugrunde gelegt, 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 und Änderung der Bewegungsart 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 (Schneidgang) und umgekehrt umschaltet (Fig. 8(a), Fig. 9); eine Tabelle (4b), die Flankenspielkorrekturbeträge (Bc) enthält, die verwendet werden, wenn sich im Schnittbetrieb die Bewegungsrichtung umkehrt (Fig. 8(a)); und eine Tabelle (4c), die Flankenspielkorrekturbeträge (Br) enthält, die verwendet werden, wenn sich im Schnellgang die Bewegungsrichtung ändert (Fig. 8(b)). 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 (7).
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) und die nachgeschaltete Geschwindigkeitseinstellungseinrichtung (2) führen einen inkrementalen Positionsbefehlswert an die Addiereinheit (7). Zu diesem Zeitpunkt beurteilt eine Zentraleinheit (CPU) (12), ob die Bewegungsrichtung umgekehrt oder nicht umgekehrt wird (Schritt (S71)). Wird sie nicht umgekehrt, erfolgt keine Flankenspielkorrektur, da die Bewegung kontinuierlich in gleicher Richtung erfolgt, und daher wird der inkrementale Positionsbefehlswert unmittelbar dem Servosteuerabschnitt (3) zugeführt, um dadurch die Positionssteuerung des Motors (31) durchzuführen.
Wird die Bewegungsrichtung 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 (Schritt (S73)). Ist es noch der Schneidgang, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) für den Schneidgang aus der Tabelle (4b) durch die Leseeinrichtung (5) entnommen (Schritt (S74), Fig. 8(a)).
Ist der Vorwärtsgang unmittelbar vor der Umkehr der Bewegungsrichtung der Schnellgang in Schritt (S72), so wird beurteilt, ob der Vorwärtsgang unmittelbar nach der Umkehr der Schnellgang oder der Schneidgang ist (Schritt (S75)). Wird der Schnellgang fortgeführt, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Br) aus der Tabelle (4c) entnommen (Schritt (S76), Fig. 8(b)).
Falls der Vorwärtsgang vor und nach der Umkehr der Bewegungsrichtung vom Schneidgang zum Schnellgang oder umgekehrt umschaltet (Schritte (S73, S75)), so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bcr) aus der Tabelle (4a) entnommen (Stufe (S77), Fig. 8(c)), 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 (Schritt (S78)). Ist sie negativ, so wird das Vorzeichen des entnommenen Flankenspielkorrekturbetrages negativ gemacht (Schritt (S79)). Anderenfalls bleibt sein Vorzeichen unverändert, und entweder der positive oder negative Flankenspielkorrekturbetrag wird ordnungsgemäß verarbeitet der Addiereinheit (7) zugeführt, so daß er zum inkrementalen Positionsbefehlswert, der aus der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) zugeführt wird, addiert wird (Schritt (S80)) und die Verarbeitung des Flankenspiel-Korrekturbetrages abschließt. Dieser Vorgang wird bei jeder Abfrage durchgeführt, und der bezüglich des Flankenspiels korrigierte inkrementale Positionsbefehlswert 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) jeweils 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 ΣB = Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) gleich Null ist, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (-Bc) zum inkrementalen Positionsbefehlswert am Punkt (B) addiert. Am Punkt (C) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) zum inkrementalen Positionsbefehlswert addiert, wodurch die Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (D) ebenfalls Null ist. 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 ΣB = Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) gleich Null sei, ein Flankenspielkorrekturbetrag (-Br) zum inkrementalen Positionsbefehlswert am Punkt (B) addiert. Am Punkt (C) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Br) zum inkrementalen Positionsbefehlswert addiert, wodurch die Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (D) ebenfalls Null ist.
Bewegt sich im Schneidbetrieb die Steuerwelle vom Punkt (A) zum Punkt (B) und anschließend durch die Punkte (B), (C) und (D) wiederum im Schnellgang und durch die Punkte (D), (E) und (F) wiederum im Schneidgang und falls angenommen wird, daß der Ausgangswert ΣB = Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) Null sei, so wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (-Bcr) zum inkrementalen Positionsbefehlswert am Punkt (B) addiert. Am Punkt (C) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Br) zum inkrementalen Positionsbefehlswert addiert, und am Punkt (D) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (-Bcr) zum inkrementalen Positionsbefehlswert addiert und am Punkt (E) wird ein Flankenspielkorrekturbetrag (Bc) zum inkrementalen Positionsbefehlswert addiert, wodurch die Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (F) gleich Br+Bc-Bcr-Bcr ist. Da die Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (F) gleich Null sein muß, ist es notwendig, den Flankenspielkorrekturbetrag (Bcr) zu speichern, der gleich (Br+Bc)/2 in der Tabelle (4a) ist.
Veranlaßt ferner die Steuerwelle die Bewegung 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 ΣB = Summe der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (A) gleich Null ist, so wäre die Summe ΣB der Flankenspielkorrekturbeträge am Punkt (D) gleich Bc-Bcr, falls die Änderung der Bewegungsart am Punkt (G) nicht berücksichtigt würde.
Um die Summe ΣB am Punkt (D) gleich Null zu machen, ist es daher notwendig, einen Korrekturbetrag (Bcr-Bc) am Punkt (G) zu addieren, womit erforderlich ist, daß nicht nur die Umkehr der Bewegungsrichtung, sondern auch die Änderung im Vorwärtsgang vom Schnellgang in den Schnittbetrieb am Punkt (G) vor der folgenden Korrektur beurteilt wird.
Wenn 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 vor und nach der Umkehr der Bewegungsrichtung und die Änderung der Bewegungsart 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 dem inkrementalen Positionsbefehslwert addiert wird, ist es erforderlich, falls die Korrekturen wiederholt erfolgen sollen, jeden Korrekturbetrag im voraus zu berechnen und ihn in einer komplizierten Speichertabelle zu speichern.
Das bekannte Verfahren der Addition der mechanischen Fehlerkorrekturgröße zum inkrementalen Positionsbefehlswert erfordert somit ein kompliziertes Verfahren der Verhinderung von Abweichungen an jedem Steuerpunkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Korrektur mechanischer Fehler in einer NC-Maschine zu schaffen, bei der es nicht notwendig ist, die Bewegungszustände vor und nach Umkehr der Bewegungsrichtung oder einen Übergang von einem Bewegungszustand in einen anderen zu berücksichtigen, um den jeweiligen Korrekturbetrag zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 gelöst durch eine eingangs definierte Vorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß
  • - eine Integrationseinrichtung vorgesehen ist zum Berechnen eines absoluten Positionsbefehlswertes, indem fortschreitend die inkrementalen Positionsbefehlswete zum absoluten Positionsbefehlswert aufaddiert werden;
  • - eine Addiereinrichtung der Integrationseinrichtung nachgeschaltet ist, in welcher der jeweilige, nur abhängig vom gegenwärtigen inkrementalen Positionsbefehlswert ausgewählte Korrekturbetrag zu dem jeweiligen absoluten Positionsbefehlswert addiert wird, der jeweils durch die Integrationseinrichtung ausgegeben wird;
  • - eine Differentiationseinrichtung der Addiereinrichtung nachgeschaltet ist, zum Berechnen eines korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswertes, indem von dem laufend berechneten korrigierten absoluten Positionsbefehlswert jeweils der vorausgehend berechnete korrigierte absolute Positionsbefehlswert subtrahiert wird, und
  • - die korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswerte dem Servosteuerungsabschnitt jeweils eingegeben werden.
Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen 2 und 3.
In den Zeichnungen zeigt:
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 Integrationseinrichtung zur Berechnung eines absoluten Positionsbefehlswertes, durch die ein absoluter Positionsbefehlswert berechnet wird, indem fortschreitend jeder inkrementale Positionsbefehlswert hinzugefügt wird, der bei jeder Abfrage erhalten und von der Geschwindigkeitsseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) übertragen wird. Die Integrationseinrichtung (8) enthält einen Addierer und ein Z-1-Glied. Das Bezugszeichen (9) bezeichnet eine Addiereinheit, durch welche ein korrigierter absoluter Positionsbefehlswert berechnet wird, indem ein Flankenspielkorrekturwert, der in der Speichertabelle (11) gespeichert wird, zu dem von der Integrationseinrichtung (8) berechneten absoluten Positionsbefehlswert addiert wird. Das Bezugszeichen (10) bezeichnet eine Differentiationseinrichtung zur Berechnung eines korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswerts, durch welche ein vorausgehend berechneter korrigierter absoluter Positionsbefehlswert von dem momentan berechneten korrigierten absoluten Positionsbefehlswert abgezogen wird, um dadurch einen korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswert 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 inkrementaler Positionswert 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 den empfangenen inkrementalen Positionswert einer Geschwindigkeitseinstellung, berechnet einen inkrementalen Positionsbefehlswert und führt ihn der Integrationseinrichtung (8) zu. Andererseits beurteilt die Zentraleinheit (CPU) (12), ob die Bewegungsrichtung, die durch den Befehlswert des Bewegungsinkrementes angegeben wird, positiv oder negativ ist (Schritt (S31)). Ist sie positiv, so wird weiterhin beurteilt, ob der Vorwärtsgang den Schnittbetrieb oder den Schnellgang darstellt (Schritt (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 (Schritt (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 (Schritt (S34)).
Ist bei der Beurteilung in Schritt (S31) die Bewegungsrichtung negativ, so wird beurteilt, ob sich der Vorwärtsgang im Schnittbetrieb oder im Schnellgang befindet (Schritt (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 (Schritt (S37)). Jeder der auf diese Weise entnommenen Flankenspielkorrekturbeträge wird bei jeder Abfrage über die Übertragungseinrichtung (6) der Addiereinheit (9) zugeführt.
Inzwischen wird der inkrementale Positionsbefehlswert einer jeden Abfrage, der von der Geschwindigkeitseinstellung-Verarbeitungseinrichtung (2) geliefert wird, in einen absoluten Positionsbefehlswert umgewandelt, indem er fortschreitend von der Integrationseinrichtung (8) berechnet wird. Dieser absolute Positionsbefehlswert wird der Addiereinheit (9) zugeführt, wo er einem von der Speichertabelle gelieferten Flankenspielkorrekturbetrag hinzugefügt wird, um damit einen korrigierten absoluten Positionsbefehlswert aus der Addiereinheit (9) zu ergeben (Schritt (S38)).
Da jeder Flankenspielkorrekturbetrag zu dem bei jeder Abfrage erhaltenen absoluten 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 korrigierte absolute Positionsbefehlswert wird der Differentiationseinrichtung (10) zum Berechnen des korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswerts zugeführt, in der der Unterschied zwischen diesem und dem vorausgehend berechneten korrigierten absoluten Positionsbefehlswert berechnet wird, um dadurch einen korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswert der Steuerwelle bei jeder Abfrage zu erhalten. Der erhaltene korrigierte absolute Positionsbefehlswert 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 vorliegt, um einen im Speicher (14) durch die Zentraleinheit (12) gespeicherten Korrekturbetrag für den toten Gang auf den neuen Stand bringen oder nicht (Schritt (S51)). Ist dies der gewünschte Zeitpunkt, so wird beispielsweise ein laufender Rückkopplungswert des Servomotors (31) durch die Korrekturbetrag-Berechnungseinrichtung (13) ausgelesen (Schritt (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 (Schritt (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 (Schritt (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 absoluten Positionsbefehlswert addiert wird, der aus der Integrationseinrichtung (8) eingegeben wurde, und somit wird der korrigierte absolute Positionsbefehlswert 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 absoluten 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 absoluten 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- Machine durch von den mechanischen Fehlern abhängige gespeicherte Korrekturbeträge mit
einer Verarbeitungseinrichtung (1, 2) zur Ausgabe von die Bewegung eines Werkzeuges bestimmenden inkrementalen Positionsbefehlswerten,
wobei jeder Positionsbefehlswert durch einen abhängig von der Bewegung ausgewählten jeweiligen Korekturbetrag korrigiert wird und
der jeweils korrigierte Positionsbefehlswert einem Servosteuerungsabschnitt (3) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Integrationseinrichtung (8) vorgesehen ist zum Berechnen eines absoluten Positionsbefehlswertes, indem fortschreitend die inkrementalen Positionsbefehlswerte zum absoluten Positionsbefehlswert aufaddiert werden;
  • - eine Addiereinrichtung (9) der Integrationseinrichtung (8) nachgeschaltet ist, in welcher der jeweilige, nur abhängig vom gegenwärtigen inkrementalen Positionsbefehlswert ausgewählte Korrekturbetrag zu dem jeweiligen absoluten Positionsbefehlswert addiert wird, der jeweils durch die Integrationseinrichtung (8) ausgegeben wird;
  • - eine Differentiationseinrichtung (10) der Addiereinrichtung (9) nachgeschaltet ist, zum Berechnen eines korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswertes, indem von dem laufend berechneten korrigierten absoluten Positionsbefehlswert jeweils der vorausgehend berechnete korrigierte absolute Positionsbefehlswert subtrahiert wird, und
  • - die korrigierten inkrementalen Positionsbefehlswerte dem Servosteuerungsabschnitt (3) jeweils eingegeben werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationseinrichtung (8) für den Positionsbefehlswert einen Addierer und ein Abtasthalteglied (Z-1) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet durch eine Speichertabelle (11) zum Speichern der Korrekturbeträge der mechanischen Fehler.
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