DE4108880A1 - Numerische steuerung fuer maschinen - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuerung
(NC), und zwar insbesondere auf eine numerische Steuerungs
vorrichtung mit einer Vielzahl Antriebswellen zum Bewegen
oder Verstellen eines ein Werkstück tragenden Tisches in
drei Dimensions- oder Meßrichtungen und einer Spindel zum
Tragen eines Werkzeugs. Ein besonderes Anwendungsgebiet der
Erfindung ist eine numerische Steuerungsvorrichtung, bei der
eine maschinelle Profilbearbeitung unter Verwendung eines
Bogeninterpolationsverfahrens durchgeführt wird, wobei gemäß
der Erfindung ein Positionsfehler der Spindelachse mit hoher
Genauigkeit optimal korrigiert werden kann, wenn die
Bewegungs- oder Drehrichtungen von jeweiligen Antriebswellen
geändert werden.
Bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine zum
Durchführen eines dreidimensionalen Schnittvorganges oder
dergleichen sind Antriebswellen zum Bewegen oder Verschieben
in der X-, Y- und Z-Richtung eines rechtwinkligen
Koordinatensystems vorgesehen, und darüberhinaus sind
Antriebswellensteuerungen für die jeweilige Antriebswellen
und eine Spindel zum Anbringen eines Werkzeugs vorhanden.
Die Antriebswellensteuerungen werden gleichzeitig
angesteuert, um einen Tisch, auf dem ein Werkstück
angebracht ist, zum dreidimensionalen Bearbeiten des
Werkstücks zu verschieben. Zum Ausführen einer solchen
Mehrwellensimultansteuerung wird im allgemeinen eine
programmierte numerische Steuerung verwendet. Da numerisch
gesteuerte Werkzeugmaschinen der oben beschriebenen Art
allgemein bekannt sind, wird der Einfachheit halber auf eine
zeichnerische Darstellung verzichtet.
Jeder der oben erwähnten Antriebswellensteuerungen enthält
einen Servomotor zum Bewegen oder Verstellen eines
bewegbaren Teils, das das Werkstück trägt, eine Servosteue
rung zur Ansteuerung des Servomotors in Abhängigkeit von
einem Positionsbefehl und einen Positionsdetektor zum
Erfassen der Position des Servomotors und zum Zurückführen
der erfaßten Position zu der Servosteuerung. Die genannten
Mechanismen sind für alle Antriebswellen vorgesehen.
In einer derartigen numerischen Steuerung treten aufgrund
des Vorhandenseins mechanischer Teile verschiedenartige
Positionsfehler auf, zu denen als typischer Positionsfehler
ein auf Lose oder Spiel beruhender Totgangfehler zählt. Es
wurden bereits verschiedenartige Verfahren vorgeschlagen, um
den Positionsfehler in den Bewegungsrichtungen der
jeweiligen Antriebswellen zu kompensieren, d. h. den
Positionsfehler, der auftritt, wenn die bewegbaren Teile in
derselben Richtung angetrieben bzw. verstellt werden.
Methoden oder Verfahren dieser Art sind in den offengelegten
japanischen Patentanmeldungen 3086/1988 und 2074/1977
beschrieben.
Bei den bekannten Steuerungen tritt allerdings ein kleiner
Positionsfehler der Spindel auf, wenn die Bewegungsrichtung
jeder Antriebswelle umgekehrt wird.
Werden beispielsweise beim Verstellen oder Verschieben des
Tisches eines Bearbeitungszentrums horizontaler Bauform die
Bewegungsrichtungen der jeweiligen Antriebswellen in den
drei Dimensionsrichtungen umgekehrt, tritt ein kleiner
Fehler parallel zur Achse der Spindel auf. Bei den bekannten
Steuerungen wurden jedoch solche Positionsfehler nicht
korrigiert.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des
Positionsfehlers eines Maschinenzentrums horizontaler
Bauart, bei dem die Achse der Spindel parallel zur Y-Achse
der Tischantriebsachse ist, wobei der Positionsfehler unter
Anwendung eines Doppel-Kugel-Stangen-Prüfverfahrens gemessen
wird, das auch DBB-Prüfverfahren genannt wird
(DBB-Prüfverfahren = double ball bar test method). Dieses
DBB-Prüfverfahren ist im einzelnen in einem Aufsatz mit dem
Titel "Study on the Motion Accuracy of NC Machine
Tools" (Teil 1) von Yushiaki Kakino, Frühjahrstreffen des
Institute of Precision Machining, 2. Sep. 1985, und in einer
Literaturstelle mit dem Titel "Method of Evaluation of the
Degree of Precision of NC Machine Tool", veröffentlicht von
Murata, 20. Sep. 1988, Seite 20, Kapitel 3 "Meßgeräte"
erläutert.
Fig. 3 veranschaulicht das Ergebnis der Messung, die man
durch Messen des Positionsfehlers der Tischantriebswelle bei
einem Bearbeitungszentrum horizontaler Bauart erhält, und
zwar unter Verwendung des DBB-Prüfverfahrens, wobei die
Spindelachse parallel zur Y-Achse der Tischantriebswelle
ist. In Fig. 3 stellen X und Y die X- und Y-Koordinaten
achse der Bewegungsrichtung des Tisches dar, der das
Werkstück trägt, wobei die Achse der Spindel parallel zur
Y-Achse verläuft.
Es soll ein Fall betrachtet werden, bei dem ein gekrümmtes
Werkstück, beispielsweise ein Zylinder, zu bearbeiten ist.
Wenn in einem solchen Fall der Tisch von einer Position 1
in der Y-Achsenrichtung zu einer Positions 3 in der
Y-Achsenrichtung durch eine Positions 2 in der X-Achsen
richtung unter Verwendung eines Bogeninterpolationsverfahrens
bewegt wird, kommt es bei der Position 3 zu einer Umkehr
der Bewegungsrichtung des Tisches in der Richtung der
Y-Achse. Dabei wird aufgrund eines mechanischen Fehlers die
Achse der Spindel veranlaßt, in einer X-Achsenrichtung 2
eine Abweichung vorzusehen. Die Folge davon ist, daß sich
die Achse der Spindel zum Startpunkt 1 über eine
Abweichungsposition 4 in der X-Achsenrichtung bewegt. Wenn
danach der Tisch gestartet wird, um in der
Gegenuhrzeigersinnrichtung vom Punkt 2 in der
X-Achsenrichtung zu drehen, wird die Position der Achse der
Spindel in der Richtung 2 längs der X-Achse fehlerhaft, da
die Richtung der Bewegung des Tisches in der
Y-Achsenrichtung umgekehrt ist. Der Tisch geht daher nicht
durch Punkt A im Falle der Gegenuhrzeigerdrehung, sondern
stattdessen beginnt der Tisch aus der Position B zu starten,
um sich von der Position 1 auf der Y-Achse aus zu bewegen,
und bewegt sich in Richtung auf die Position B. Der Tisch
bewegt sich somit von der Position 1 in der Y-Achse zu der
Position 4 in der X-Achse. Unter diesen Bedingungen wird
die Bewegung des Tisches in der Y-Achsenrichtung umgekehrt,
wobei ein Positionsfehler der Spindel aus denselben Gründen
auftritt, wie es oben beschrieben worden ist.
Dieser Fehler erreicht einen Maximumwert, wenn die Richtung
der Bewegung der zur Spindelachse parallelen Antriebswelle
umgekehrt wird. Bei den anderen Antriebswellen treten
ähnliche Fehler auf, wenn die Bewegungsrichtungen dieser
Antriebswellen umgekehrt werden.
Da sich aufgrund der Umkehr der Bewegungsrichtung der
Antriebswelle diese Erscheinungen wiederholen, und zwar
sowohl bei einer Drehung im Uhrzeigersinn als auch im
Gegenuhrzeigersinn, tritt ein Positionsfehler der Spindel
achse mit dem Ergebnis auf, daß der Ort der Bewegung der
Spindel zu einem Doppelkreis wird, wie es durch Symbole CW
und CCW in Fig. 3 dargestellt ist, wodurch die Genauigkeit
der Bewegung eines numerisch gesteuerten Mechanismus abnimmt
und die damit einhergehende Ungenauigkeit der Positionierung
die Bearbeitungsgenauigkeit vermindert.
Die Unzulänglichkeiten der bekannten oben beschriebenen
numerischen Steuerung können unter Bezugnahme auf Fig. 5 wie
folgt zusammengefaßt werden. Ein Positionsbefehl Xc wird
einem Servomotor 103 über ein erstes Addierglied 101 und
eine Servosteuerung 102 zugeführt. Die Anzahl der
Umdrehungen oder die Winkelposition des Rotors des
Servomotors 103 wird von einem Codierer 107 abgefühlt, und
das Ausgangssignal des Codierers gelangt zu einem Eingangs
anschluß eines zweiten Addierglieds 105. In Abhängigkeit vom
Positionsbefehl Xc gibt ein Umkehrdetektor 106 ein Ausgangs
signal abhängig von der Umkehr des Positionsbefehls Xc ab,
und das Ausgangssignal des Umkehrdetektors 106 wird einem
feststehenden Kontakt eines Umschalters 107 zugeführt. An
diesem feststehenden Kontakt liegt normalerweise ein
Nulltotgangsignal O an. Dem anderen feststehenden Kontakt
des Umschalters 107 werden Kompensationsdaten Ax zugeführt,
und das Ausgangssignal des Umschalters 107 gelangt dann zu
einem weiteren Eingangsanschluß des zweiten Addierglieds 105.
Die durch das zweite Addierglied 105 gebildete Summe oder
Differenz wird einem weiteren Eingangsanschluß des ersten
Addierglieds 101 zugeführt, und zwar mit der Wirkung, daß
der Positionsfehler des bewegbaren oder verschiebaren Teils
so klein wie möglich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige numerische
Steuerung oder eine neuartige numerische Steuervorrichtung
für eine Maschine zu schaffen, insbesondere für eine
Werkzeugmaschine, die einen Tisch zum Tragen eines
Werkstücks sowie eine Vielzahl von Antriebswellen zum
Bewegen des Tisches in der X-, Y- und Z-Richtung eines
rechtwinkligen Koordinatensystems aufweist und bei der eine
Profilbearbeitung unter Verwendung eines Kreisbogeninter
polationsverfahrens durchgeführt wird, wobei selbst kleine
Positionsfehler der Spindelachse optimal und hochgenau
kompensiert werden.
Eine numerische Steuerung für eine Maschine mit einem Tisch,
der zum Tragen eines Werkstücks geeignet ist, mit einer
Vielzahl von Antriebswellen, die zum Bewegen des Tisches in
drei Dimensionsrichtungen dienen, mit einer Spindel der
Maschine, mit Servomotoren für jeweils jede der Antriebs
wellen, mit einer Servosteuerung zur Steuerung der Servo
motoren in Abhängigkeit von Positionsbefehlen und mit einer
Antriebswellensteuerung, die eine Einrichtung zum Erfassen
der Position der Servomotoren sowie eine Einrichtung zum
Rückführen der erfaßten Positionen der Servomotoren
aufweist, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
jede der Antriebswellensteuerungen enthält: Eine Einrichtung
zum Erfassen der Umkehr der Bewegungsrichtung einer
entsprechenden Antriebswelle zum Erzeugen eines Bewegungs
umkehrsignals, eine Speichereinrichtung zum Speichern eines
Korrekturbetrags, der zum Kompensieren eines Positionsfehlers
der Achse der Spindel erforderlich ist, welcher Positions
fehler als Ergebnis der Umkehr der Bewegungsrichtung jeder
Antriebswelle auftritt, und eine Einrichtung zum Auswählen
der Speichereinrichtung in Abhängigkeit von dem Bewegungs
umkehrsignal und zum Rückführen des aus der
Speichereinrichtung ausgelesenen Korrekturbetrags zur Servo
steuerung.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen
beispielshalber erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschauli
chung der Beziehung zwischen dem Hauptabschnitt einer
numerischen Steuerung einschließlich eines Rechners
und einer Servosteuerung zur Kompensation des
Positionsfehlers in der X-, Y- und Z-Achsenrichtung
der Antriebswellensteuerung,
Fig. 2 ein Schaltbild zur Veranschaulichung von Einzelheiten
der Verbindungen der in Fig. 1 gezeigten Positions
fehlerkompensationseinrichtung für die X-, Y- und
Z-Achse,
Fig. 3 eine graphische Darstellung zum Aufzeigen des Orts
der durch eine bekannte numerische Steuerung ge
steuerten Spindel,
Fig. 4 eine graphische Darstellung zum Aufzeigen des Ergeb
nisses der Messung des Positionsfehlers der Spindel
bei einer Werkzeugmaschine, die von der neuartigen
numerischen Steuerung nach der Erfindung gesteuert
wird, und
Fig. 5 ein Schaltbild einer bekannten numerischen Steuerung.
Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines
Ausführungsbeispiels einer numerischen Steuerung oder einer
numerischen Steuerungsvorrichtung, die gemäß der Erfindung
ausgebildet ist. Zur Linken einer gestrichelt
eingezeichneten Linie befindet sich der Hauptabschnitt der
numerischen Steuerung einschließlich einer Zentraleinheit
CPU, eines Festwertspeichers ROM, eines
Direktzugriffsspeichers RAM und einer Eingabe/Ausgabe
Schnittstelle E/A. All diese Einheiten sind in einer an sich
bekannten Art und Weise mit einer Busleitung 110 verbunden.
Die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle liefert Positionsbefehle
Xc, Yc und Zc an jeweilige Antriebswellensteuerungen 111,
112 und 113. Die Antriebswellensteuerung 111 erzeugt ein
Umkehrerfassungssignal Ax, das die Umkehr der Drehbewegung
des Servomotors 103 (s. Fig. 5) anzeigt. Das
Umkehrerfassungssignal Ax wird allen Steuerungen 111, 112
und 113 zugeführt. In gleicher Weise erzeugen die anderen
Antriebswellensteuerung 112 und 113 ebenfalls
Umkehrerfassungssignale Ay und Az, die ebenfalls allen
Antriebswellensteuerungen 111, 112 und 113 zugeführt werden.
Fig. 2 zeigt ein detailliertes Schaltbild der Antriebs
wellensteuerungen 111, 112 und 113, die in der X-, Y- und
Z-Achsenrichtung eines rechtwinkligen Koordinatensystems die
Bewegungen eines Tisches steuern, der zum Tragen eines
Werkstücks dient. Die nachstehende Beschreibung ist auf
einen Fall abgestellt, bei dem die Spindel parallel zur
Antriebswelle Y verläuft. Jede der Antriebswellensteuerungen
111, 112 und 113 enthält Servomotoren 12a, 12b und 12c,
Servosteuerungen 14a, 14b und 14c zur Steuerung der
Servomotoren 12a, 12b und 12c in Abhängigkeit von den
Befehlssignalen Xc, Yc und Zc, sowie Positionserfassungs
einrichtungen 16a, 16b und 16c, die den Servomotoren 12a,
12b und 12c zugeordnet sind und dazu dienen, die Positionen
der Servomotoren zu erfassen und die erfaßten Positions
signale der Servomotoren zu den Servosteuerungen 14a, 14b
und 14c zurückzuführen. Die Antriebswellensteuerungen 111,
112 und 113 enthalten Umkehrdetektoren 18a, 18b und 18c, die
die Umkehr der Antriebswelle erfassen und deren Ausgangs
signale allen Antriebswellensteuerungen 111, 112 und 113
zugeführt werden, wie es bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1
erläutert worden ist. Ferner enthalten die Antriebswellen
steuerungen Speichereinrichtungen 20a, 20b und 20c, die zum
Speichern von Kompensationsbeträgen dienen, die die
Positionsfehler der Spindelachse kompensieren, die durch die
Bewegungsrichtungsumkehr der verschiedenen Antriebswellen
verursacht werden. Schließlich enthalten die Antriebs
wellensteuerungen noch Auswahleinrichtungen 22a, 22b und
22c, die die Speichereinrichtungen 20a, 20b und 20c
auswählen, die die Korrekturbeträge speichern. Die Auswahl
einrichtungen werden betrieben in Abhängigkeit von den
erfaßten Ergebnissen der Umkehrdetektoren 18a, 18b und 18c,
die den jeweiligen Antriebswellen zugeordnet sind.
Gemäß den Signalen, die die mit den verschiedenen Antriebs
wellen zugeordneten Umkehrdetektoren 18a, 18b und 18c
ausgeben, wählen die Auswahleinrichtungen 22a, 22b und 22c
jeweils die Speichereinrichtungen 20a, 20b und 20c aus, die
die Kompensationsbeträge speichern. Dadurch werden die
gespeicherten Fehlerkompensationsbeträge zurück zu den
Servosteuerungen 14a, 14b und 14c geführt, um die
Positionsfehler zu korrigieren.
Die nach der Erfindung ausgebildete numerische Steuerung
arbeitet wie folgt: Die oben beschriebene numerische
Steuerung enthält drei Antriebswellen zum Bewegen eines ein
Werkstück tragenden Tisches einer Werkzeugmaschine in der
X-, Y- und Z-Richtung rechtwinkliger Koordinaten, die
Spindel einer Werkzeugmaschine und die
Antriebswellensteuerungen 111, 112 und 113 für die einzelnen
Antriebswellen. Durch gleichzeitige Steuerung der Antriebs
wellensteuerungen 111, 112 und 113 zum Bewegen des Tisches
ist eine dreidimensionale Bearbeitung möglich.
Die numerische Steuerung analysiert die Positionsbefehle Xc,
Yc und Zc der jeweiligen Antriebswellen gemäß vorbestimmten
Betriebsprogrammen, um aufeinanderfolgend die Positions
befehle der jeweiligen Antriebswellen anzulegen und die
Antriebswellensteuerungen 111, 112 und 113 entsprechend
anzusteuern. Die Betriebsprogramme basieren auf von der
Außenseite her eingegebenen Daten.
Die Positionsbefehle Xc, Yc und Zc gelangen zu den
Servosteuerungen 14a, 14b und 14c, die zur Ansteuerung der
Servomotoren 12a, 12b und 12c dienen. Die Drehbewegungen
dieser Motoren werden von den Positionsdetektoren 16a, 16b
und 16c erfaßt, und ihre Ausgangssignale Xf, Yf und Zf
werden über die in Fig. 5 dargestellten Addierglieder 101
und 105 zurück zu den Servosteuerungen 14a, 14b und 14c
geführt, wodurch das vom Tisch getragene Werkstück zu einer
Bearbeitungsposition bewegt wird, wo das Werkstück in der
X-, Y- und Z-Achsenrichtung mit Hilfe eines an der Spindel
befestigten Werkzeugs bearbeitet wird.
Wie es unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben worden ist,
wird der Tisch zum Bearbeiten einer gekrümmten Oberfläche,
beispielsweise eines Zylinders, im Uhrzeigersinn von der
Position 1 aus in der Y-Achsenrichtung mittels eines
Bogeninterpolationsverfahrens gestartet, um über den Punkt
2 in der X-Achsenrichtung die Position 3 in der
Y-Achsenrichtung zu erreichen. Sobald der Tisch die Position
3 erreicht hat, wird die Bewegungsrichtung des Tisches
umgekehrt. Die Achse der Spindel unterliegt dabei einem
Fehler in Richtung der Position 2 in der X-Achsenrichtung
aufgrund eines mechanischen Fehlers. Die Achse der Spindel
kehrt dann zur Ursprungsposition zurück, nachdem sie die
Abweichungsposition 4 in der X-Achsenrichtung passiert
hat.
Wenn dann der Tisch gestartet wird, um in Gegenuhrzeiger
richtung von der Position 2 in der X-Achsenrichtung zu
drehen, weicht die Position der Achse der Spindel von der
Position 2 in der X-Achsenrichtung ab, weil die Bewegungs
richtung des Tisches in der Y-Achsenrichtung auch umgekehrt
wird, so daß, wenn der Tisch in der Uhrzeigersinnrichtung
bewegt wird, das Ergebnis auftritt, daß der Tisch von der
Position B anstelle der Position A startet. Die Achse der
Spindel wird somit von der Position 1 in der Y-Achsen
richtung in Richtung auf die Position 4 in der X-Achsen
richtung gestartet. Dabei kehrt sich die Bewegungsrichtung
des Tisches um, so daß ein Positionsfehler der Achse der
Spindel in der gleichen Weise wie oben beschrieben
verursacht wird.
Dieser Fehler erreicht das Maximum, wenn die Richtung der
Bewegung des Tisches in einer Richtung parallel zur Achse
der Spindel umgekehrt wird, aber es treten auch ähnliche
Fehler auf, wenn die Bewegungsrichtungen der anderen
Antriebswellen umgekehrt werden.
Zum Zwecke der Kompensation solcher Positionsfehler sind die
Antriebssteuerungen 111, 112 und 113 mit Umkehrdetektoren
18a, 18b und 18c ausgerüstet, die die Umkehr der Antriebs
motoren 12a, 12b und 12c erfassen und ihre Ausgangssignal
Ax, Ay und Az den Antriebswellensteuerungen 111, 112 und 113
zuführen, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben
worden ist.
Die jeweiligen Antriebswellensteuerungen 111, 112, und 113
sind mit den Speichereinrichtungen 20a, 20b und 20c
ausgerüstet, die Korrektorbeträge speichern, die zum
Kompensieren der Positionsfehler erforderlich sind und die
vorab durch Ausmessen der Positionsfehlerbeträge an den
Achsen der Spindel ausgemessen worden sind, die auftreten,
wenn die Bewegungsrichtungen der verschiedenen Antriebs
wellen umgekehrt werden.
In diesen Speichereinrichtungen stellt Cxy den
Kompensationsbetrag bezüglich der Y-Achse dar, wenn sich die
Drehung in der X-Achse umkehrt, und Cxz stellt den
Kompensationsbetrag bezüglich der Z-Achse dar, wenn sich die
Drehung in der X-Achse umkehrt. Gleichermaßen stellt Cyx den
Kompensationsbetrag bezüglich der X-Achse dar, wenn sich die
Bewegung in der Y-Achse umkehrt, Cyz stellt den
Kompensationsbetrag bezüglich der Z-Achse dar, wenn sich die
Bewegung in der Y-Achse umkehrt, Czx stellt den
Kompensationsbetrag bezüglich der X-Achse dar, wenn sich die
Bewegung in der Z-Achse umkehrt, und Czy stellt den
Kompensationsbetrag bezüglich der Y-Achse dar, der durch die
Umkehr der Bewegung in der Z-Achse verursacht wird. O stellt
den Kompensationsbetrag dar, wenn keine Umkehr der Achse
auftritt.
In Abhängigkeit von den Signalen Ax, Ay und Az, die von den
Umkehrdetektoren erzeugt werden, welche den jeweiligen
Antriebswellen entsprechen, wählen die Umschalter 22a, 22b
und 22c die Speichereinrichtungen 20a, 20b und 20c aus, die
die Kompensationsbeträge speichern, und zwar in einer
solchen Weise, daß die aus den Speichereinrichtungen 20a,
20b und 20c ausgelesenen und dann zu den Servosteuerungen
14a, 14b und 14c zurückgeführten Fehlerkompensationsbeträge
Cx, Cy und Cz die Kompensation der Positionsfehler bewirken.
Wenn somit, wie oben beschrieben, die Bewegungsrichtung des
bewegbaren Teils längs der Y-Achse umgekehrt wird, liefert
der Umkehrdetektor 18b sein Ausgangssignal Ay an die
Antriebswellensteuerungen 111 und 113 für die anderen
Antriebswellen, um den Kompensationsbetrag Cyx
(Kompensationsbetrag für den X-Achsenfehler, der durch die
Umkehr der Bewegung in der Y-Achse verursacht ist) und den
Kompensationsbetrag Cyz (Korrektur- oder Kompensationsbetrag
für die Z-Achse, der durch die Umkehr der Bewegung in der
Y-Achse verursacht ist) aus den Speichereinrichtungen 20a
und 20c mit Hilfe bzw. durch Betätigung der Umschalter 22a
und 22c auszuwählen. Die ausgelesenen Kompensationsbeträge
werden zurück zu den Servosteuerungen 14a und 14c geführt,
um den Positionsfehler zu kompensieren. Die Orte der Spindel
sind durch CW und CCW, wie in Fig. 3 gezeigt, dargestellt,
wobei die Genauigkeit der Bewegung der mechanischen Teile
der numerischen Steuerung und damit die Genauigkeit der
Positionierung und Bearbeitung verbessert werden.
Claims (1)
- Numerische Steuerung einer Maschine mit einem Tisch, der zum Tragen eines Werkstücks dient,
einer Vielzahl Antriebswellen zum Bewegen des Tisches in drei Dimensionsrichtungen,
eine Spindel der Maschine,
Servomotoren (12a, 12b, 12c), die für jede der Antriebswellen vorgesehen sind,
Servosteuerungen (14a, 14b, 14c) zur Steuerung der Servomotoren in Abhängigkeit von Positionsbefehlen (Xc, Yc, Zc) und
Antriebswellensteuerungen (11, 112, 113) mit:
Einrichtungen (16a, 16b, 16c) zum Erfassen der Positionen der Servomotoren und Einrichtungen zum Rückführen der erfaßten Positionen der Servomotoren, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Antriebswellensteuerungen enthält:
Einrichtungen (18a, 18b, 18c) zum Erfassen der Umkehr der Bewegungsrichtungen einer entsprechenden Antriebswelle zum Erzeugen eines Bewegungsumkehrsignals,
Speichereinrichtungen (20a, 20b, 20c) zum Speichern eines Korrekturbetrags, der zur Kompensation eines Positionsfehlers einer Achse der Spindel erforderlich ist, der als Ergebnis der Umkehr der Bewegungsrichtung jeder Antriebswelle auftritt, und
Einrichtungen (22a, 22b, 22c) zum Auswählen der Speicherein richtungen in Abhängigkeit von dem Bewegungsumkehrsignal und zum Zurückführen des aus den Speichereinrichtungen ausgelesenen Korrekturbetrags zu den Servorsteuerungen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2071294A JP2801064B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Nc装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4108880A1 true DE4108880A1 (de) | 1991-09-26 |
DE4108880C2 DE4108880C2 (de) | 1997-01-23 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4108880A Expired - Fee Related DE4108880C2 (de) | 1990-03-20 | 1991-03-19 | Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5153490A (de) |
JP (1) | JP2801064B2 (de) |
DE (1) | DE4108880C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0584598A2 (de) * | 1992-08-19 | 1994-03-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Positionierfehlern |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2726735B2 (ja) * | 1990-05-24 | 1998-03-11 | ファナック株式会社 | 円筒補間方式 |
LU88009A1 (de) * | 1991-09-27 | 1992-06-01 | Jean Marie Schiltz | Verfahren zum bewegen,mit mindestens drei freiheitsgraden,insbesondere im theaterbereich,von dreidimensionalen gebilden |
DE4409097A1 (de) * | 1994-03-17 | 1995-09-21 | Schuette Alfred H Gmbh & Co Kg | Elektronische Steuereinrichtung für Einzelantriebe von Bearbeitungsmaschinen und Verfahren zum Steuern der Einzelantriebe |
JP3407490B2 (ja) * | 1994-08-31 | 2003-05-19 | 三菱電機株式会社 | 数値制御方法及びその装置 |
JPH09269808A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Fanuc Ltd | Cncデータ補正方法 |
JP3581221B2 (ja) * | 1996-08-22 | 2004-10-27 | 東芝機械株式会社 | 位置制御システム |
KR100421790B1 (ko) * | 1996-11-07 | 2004-06-23 | 가부시키가이샤 미츠토요 | 수치제어공작기계에있어서의오차보정장치 |
US6269284B1 (en) * | 1997-05-09 | 2001-07-31 | Kam C. Lau | Real time machine tool error correction using global differential wet modeling |
US6241435B1 (en) * | 1998-03-25 | 2001-06-05 | Vought Aircraft Industries, Inc. | Universal adaptive machining chatter control fixture |
US6850806B2 (en) * | 1999-04-16 | 2005-02-01 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method and apparatus for determining calibration options in a motion control system |
US6859747B2 (en) * | 2001-04-26 | 2005-02-22 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method and apparatus for self-calibrating a motion control system |
US6865499B2 (en) * | 2001-04-26 | 2005-03-08 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method and apparatus for tuning compensation parameters in a motion control system associated with a mechanical member |
JP3805309B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2006-08-02 | ファナック株式会社 | サーボモータ駆動制御装置 |
JP2006039807A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
JP4299805B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2009-07-22 | ファナック株式会社 | テーブル形式データを用い工具補正を行う数値制御装置 |
US7656114B2 (en) * | 2007-10-03 | 2010-02-02 | Hiwin Mikrosystem Corp. | Servo control apparatus for a linear motor |
JP5628940B2 (ja) * | 2013-01-11 | 2014-11-19 | ファナック株式会社 | バックラッシを補正するモータ制御装置 |
JP5746308B2 (ja) * | 2013-11-26 | 2015-07-08 | ファナック株式会社 | ブレーキ落下量を低減する機能を備えたサーボ制御装置 |
KR102594072B1 (ko) * | 2020-01-02 | 2023-10-24 | 세메스 주식회사 | 반도체 제조 설비의 구동 장치 및 반도체 제조 설비의 구동 방법 |
CN112731865B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-04-01 | 华中科技大学 | 一种基于插补数据的多轴加工轮廓误差预补偿方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS522074B1 (de) * | 1971-04-22 | 1977-01-19 | ||
DD150805A1 (de) * | 1980-04-14 | 1981-09-16 | Siegfried Schleicher | Positioniereinrichtung |
JPS63308613A (ja) * | 1987-06-10 | 1988-12-16 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タの制御方式 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4514813A (en) * | 1981-09-25 | 1985-04-30 | Fanuc Ltd. | System for correcting positional error in numerical control devices |
JPS5915289U (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-30 | パイオニア株式会社 | Dcモ−タの駆動停止装置 |
JPS59106009A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-19 | Hitachi Ltd | バツクラツシユ補正方法 |
JP2694827B2 (ja) * | 1985-10-17 | 1997-12-24 | 東芝機械株式会社 | バックラッシュ補正方法 |
JPS63219009A (ja) * | 1987-03-07 | 1988-09-12 | Fanuc Ltd | フルクロ−ズドル−プ制御でのバツクラツシ補正方式 |
US4864211A (en) * | 1987-06-25 | 1989-09-05 | Duplo Seizo Kabushiki Kaisa | Drive control for DC electric motor |
US4933800A (en) * | 1988-06-03 | 1990-06-12 | Yang Tai Her | Motor overload detection with predetermined rotation reversal |
JP2703575B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1998-01-26 | ファナック株式会社 | サーボ制御装置 |
JP2530493B2 (ja) * | 1989-04-11 | 1996-09-04 | マイコム株式会社 | 軸制御装置 |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP2071294A patent/JP2801064B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-19 DE DE4108880A patent/DE4108880C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-19 US US07/671,406 patent/US5153490A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS522074B1 (de) * | 1971-04-22 | 1977-01-19 | ||
DD150805A1 (de) * | 1980-04-14 | 1981-09-16 | Siegfried Schleicher | Positioniereinrichtung |
JPS63308613A (ja) * | 1987-06-10 | 1988-12-16 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タの制御方式 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Kakino, Yoshiaki: "Study on the motion accurucy of NC-Machine Tools" (Teil 1), Frühjahrstreffen des Institute of Precision Machining, 2. Sept. 1985 * |
Murata: "Method of Evaluation of the Degree of Precision of NC Machine Tool", 20. Sept. 1988, S. 20, Kapitel 3 "Meßgeräte" * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0584598A2 (de) * | 1992-08-19 | 1994-03-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Positionierfehlern |
EP0584598A3 (en) * | 1992-08-19 | 1997-02-05 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus for and method of compensating for positioning error |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03271813A (ja) | 1991-12-03 |
DE4108880C2 (de) | 1997-01-23 |
JP2801064B2 (ja) | 1998-09-21 |
US5153490A (en) | 1992-10-06 |
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DE3914549C2 (de) | ||
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