DE602006000541T2

DE602006000541T2 - Servosteuervorrichtung und Verfahren zur Einstellung eines Servosystems

Info

Publication number: DE602006000541T2
Application number: DE602006000541T
Authority: DE
Inventors: Yasusuke Fujiyoshida-shi Iwashita; Takahiro Akiyama; Masakazu Niwa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2026-02-18
Also published as: JP2006227886A; CN100424602C; DE602006000541D1; CN1821909A; EP1693728A1; JP4256353B2; US20060186849A1; EP1693728B1; US7368887B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuerungs-(NC)Einrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Abgleicheinrichtung, weiche die Steuerungsgenauigkeit eines Servosystems abgleicht und ein Verfahren zum Abgleichen des Servosystems.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlicherweise gibt eine Maschine mit mehreren Achsen, wie z. B. eine NC-Werkzeugmaschine, eine zweiachsige Bogenanweisung an aufeinander senkrecht stehende Linearantriebe, zeichnet zweiachsige Positions-Rückmeldungs-Daten der Linearantriebe in einer zweidimensionalen Ebene und gleicht das Servosystem mittels einer Gestalt dieser Spur als eine Auswertungsreferenz ab, wie in der japanischen Patentanmeldung "unexamined publication" Nr. 4-177408 und der japanischen Patentanmeldung "unexamined publication" Nr. 2002-120128 aufgezeigt wird.
1 drückt ein Beispiel einer Konfiguration einer NC-Einrichtung graphisch aus. In diesem Beispiel wird ein Servosystem basierend auf einem konventionellen Verfahren mittels zwei orthogonalen Achsen abgeglichen.
In 1 kann eine NC-Einrichtung 1 einen Servomotor 2, der die X-Achse steuert, und einen Servomotor 3, der die Y-Achse steuert, steuern, und dadurch eine Position eines Arbeitstisches 4, der an der Stirnseite jeder Achse gelagert ist, innerhalb einer X-Y-Ebene frei bewegen.
Im vorliegenden Beispiel gibt eine Steuereinheit 11 der NC-Einrichtung 1 eine Bogenanweisung an eine eine X-Achse antreibende Einheit 12, welche die Position des Arbeitstisches 4 in der Richtung der X-Achse steuert, und gibt eine Bogenanweisung, deren Phase um 90° von der Phase der obigen Bogenanweisung abweicht, an eine eine Y-Achse antreibende Einheit 13, welche die Position des Arbeitstisches 4 in Richtung der Y-Achse steuert.
Die Steuereinheit 11 empfängt Positions-Rückmeldungs-Informationen von den Servomotoren 2 und 3 und dem Arbeitstisch 4 und wandelt die Positions-Rückmeldungs- Informationen in normale Polarkoordinaten (x = sin θ, y = cos θ, 0 ≤ θ < π) um, und berechnet dadurch eine tatsächliche Bewegungsposition des Arbeitstisches 4. In diesem Fall bewegt sich der Arbeitstisch 4 entlang eines Einheitskreises (x² + y² = 1). Die Steuerungseinheit 11 zeigt die tatsächliche Bewegungsposition des Arbeitstisches 4 auf einem Monitor 5 mittels eines Personal Computers oder Ähnlichem an, indem sie die tatsächliche Bewegungsposition dem Anweisungsbogen (Einheitskreis) als dem Auswertungs-Referenzwert des Servosystem-Abgleichs überlagert.
2 zeigt ein Beispiel eines in 1 gezeigten Monitorbildschirms. 2 zeigt eine Überlagerung des Auswertungs-Referenzwerts gemäß dem Anweisungsbogen und die Positions-Rückmeldungs-Informationen, die durch tatsächliches Bewegen des Arbeitstisches 4 auf Basis des Anweisungsbogens erlangt wurden. Aus 2 wird klar, dass ein Fehler des Servosystems hauptsächlich aufgrund von Quadrantenprojektionen 21 bis 24 auftreten, die Nichtlinearitäten (Reibungen), bevor und nachdem sich eine Geschwindigkeits-Richtung ändert, zuzuordnen sind. Die Quadrantenprojektionen 21 bis 24 erscheinen als Fehler in der Gestalt, wenn eine Bogenanweisung an die aufeinander senkrecht stehenden zwei Achsen (X-Y-Achsen) gegeben wird.
Eine Bedienungsperson gleicht das Servosystem derart ab, dass die Quadrantenprojektionen 21 bis 24 sich an Null (das heißt, den Anweisungsbogen) annähern, während er die auf dem Monitor 5 angezeigte Zeichenspur beobachtet. Auf dieser Basis kann die Bedienungsperson leicht eine Verarbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine auswerten, ohne einen Arbeitsprozess tatsächlich durchzuführen.
Beim Abgleichen eines Servosystems mit einer einzigen Steuerungsachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen, tritt ebenfalls ein Gestaltfehler auf, bevor und nachdem die Geschwindigkeitsrichtung geändert wird. Jedoch gibt es in diesem Fall keine visuelle Auswertung anhand derer die Servoachse abgeglichen wird, weil es keine aneinander angrenzenden Achsen, wie die beiden aufeinander senkrecht stehenden Achsen, die leicht einen Bogen zeichnen können, gibt. Daher kann das Servosystem nicht leicht visuell abgeglichen werden.
Aus dem genannten Grund wird beim Abgleichen eines Servosystems mit einer einzigen Steuerungsachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen, ein Arbeitsprozess tatsächlich durchgeführt, um die Verarbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine zu bewerten. Bei Verwendung dieses Verfahrens ist die Arbeitseffizienz des Abgleichens der einzi gen Steuerungsachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen, extrem reduziert und die Abgleichkosten nehmen wesentlich zu.
WO 00/36367 offenbart ein als ein Ziel auf einer Werkzeugmaschinen-Spindel befestigtes Laser-Interferometer, welches lineare Verschiebungen bezüglich einer Achse misst. Mittels dreier solcher Laser-Interferometer, die unter 90° zueinander angeordnet sind, können Verschiebungen einer Ziel-Trajektorie in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achsen gemessen werden. Soll die Ziel-Trajektorie ein Kreis in einer Ebene sein, so wird der polare Abweichungsfehler für eine bestimmte Zielposition entlang des beteiligten kreisförmigen Pfades aus den Positionsfehlern der X- und Y-Achsen berechnet, indem die Quadratwurzel der Summen der Quadrate dieser Werte berechnet wird. Ein kreisförmiger Pfad wird erzeugt und angezeigt, indem die entlang der beiden Achsen aufgenommenen Daten gleichzeitig kombiniert werden.
US 5,926,389 zeigt ein Servo-Steuerungssystem für eine Werkzeugmaschine auf, welches eine koordinierte Steuerung entlang mehrerer Achsen mittels nur eines Berechnungs-Hilfsmittels, wie z. B. einem Mikroprozessor, bereitstellt. Ein Pfad, dem die Werkzeugmaschine folgt, wenn zwei Achsen über diskrete Zeitpunkte gesteuert werden, wird auf einem zweidimensionalen Diagramm angezeigt. Ferner kann die Position einer Achse in einem Diagramm über diskrete Zeitpunkte angezeigt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der genannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Abgleichen eines Servosystems bereitzustellen, welches in der Lage ist, das Servosystem visuell auf eine ähnliche Weise abzugleichen, wie die, welche die konventionellen orthogonalen zwei Achsen bei Abgleichen eines Servosystems mit einer einzelnen Steuerungsachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen verwendet.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch eine Steuerungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung stellt eine Steuerungseinrichtung bereit, welche ferner eine zweite Zeicheneinheit beinhaltet, welche als Überlagerung auf einer zweidimensionalen Ebene die auf den Positionsanweisungen basierenden Positionsdaten und Daten, die bezüglich der Positionsdaten um einen Viertelzyklus verzögert oder vorgezogen sind, jeweils als Achsdaten der zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen zeichnet. Die Steuerungseinrichtung beinhaltet ferner eine Abgleicheinrichtung, welche das Servosystem so abgleicht, dass eine von der ersten Zeicheneinheit gezeichnete Gestalt einer Gestalt einer Auswertungsreferenz angenähert wird, wobei sie eine von der zweiten Zeicheneinheit gezeichnete Gestalt als Auswertungsreferenz verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dem Servosystem eine Sinusbogen-Anweisung als eine periodische Bewegungsanweisung gegeben. Positions-Rückmeldungs-Daten und einen Viertelzyklus frühere oder einen Viertelzyklus spätere Daten oder Positionsdaten, die auf den Positionsanweisungen einen Viertelzyklus früher oder einen Viertelzyklus später basieren, werden in jeweilige Positionsdaten der X-Achse und der Y-Achse umgeformt und ein erlangtes Bild wird in der zweidimensionalen Ebene (X-Y-Ebene) gezeichnet. Dies hat den gleichen Effekt wie das Zeichnen einer Spur der erhaltenen Positions-Rückmeldungs-Daten, die auf der Bogenanweisung an die aufeinander senkrecht stehenden zwei Achsen basieren. Demgemäß wird es möglich, das Servosystem mit einer einzelnen Steuerachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen visuell abzugleichen.
Folglich wird es in einem Servosystem mit einer einzigen Steuerungsachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen möglich, eine hochpräzise Auswertung der Werkzeugmaschine durchzuführen, ohne einen Arbeitsprozess tatsächlich durchzuführen. Demzufolge können die Effizienz der Abgleicharbeit gesteigert und Abgleichkosten verringert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der unten dargelegten Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen klarer verständlich, in denen:
1 ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Systemkonfiguration ist, welche mittels aufeinander senkrecht stehender Achsen abgeglichen werden kann;
2 ein erläuterndes Diagramm eines in 1 gezeigten Überwachungsbildschirms ist;
3 ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer grundlegenden Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
4 einen Graph eines Beispiels einer durch eine in 3 gezeigte zweidimensionale Zeicheneinheit ausgeführte Anzeige zeigt;
5 eine Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine graphischer Ausdruck eines weiteren Beispiels einer grundlegenden Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
7 einen Graph eines Beispiels einer durch eine zweidimensionale, in 6 gezeigte Zeicheneinheit ausgeführte Anzeige zeigt; und
8 eine Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
3 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer grundlegenden Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 3 wird eine Bogenanweisung an eine Steuerachsen-Treibereinheit 31 der NC-Einrichtung gegeben, um ein Servosystem 32 abzugleichen. In dieser Anordnung gibt die die Steuerungsachse ansteuernde Einheit 31 ein zugeordnetes Bogenpositionssignal an das Servosystem 32 sich in einem konstanten Zyklus von Bögen wiederholend aus. Ein Subtrahierer 35 des Servosystems 32 subtrahiert ein von einer Positions-Bewegungseinheit 34, die einen Spindelmotor beinhaltet, gesendetes Positions-Rückmeldungs-Signal von dem Positionssignal, welches von der die Hauptachse ansteuernden Einheit 31 gesendet wird, und gibt ein Differentialsignal, welches die Differenz dieser Signale ist, an eine Positionsschleifen-Verarbeitungseinheit 33 der nächsten Stufe aus.
Die Positionsschleifen-Verarbeitungseinheit 33 steuert die Positions-Bewegungseinheit 34 in der nächsten Stufe so an, dass das eingegebene Differentialsignal Null wird. Das Servosystem 32 wird so gesteuert, dass eine durch die Bogenanweisung zugeordnete Bewegungsposition mit einer tatsächlich durch die Positions-Bewegungseinheit 34 bewegte Position zusammenfällt.
Andererseits gibt eine Viertelzyklus-Zeitverzögerungseinheit 37 ein Positions-Rückmeldungs-Signal mit einer Verzögerung von einem Viertelzyklus (das heißt, einer Phasenverzögerung von 90°) eines durch die Bogenanweisung zugeordneten Kreises aus. Wird ein Positions-Rückmeldungs-Signal, welches zeitgleich mit der Bogenanweisung ist, als eine Funktion von sin θ ausgedrückt, wird ein Positions-Rückmeldungs-Signal, dessen Phase um 90° verzögert ist, als eine Funktion von cos θ (= sin (θ – π)) ausgedrückt.
Wenn das Positions-Rückmeldungs-Signal x (= sin θ) ist, und wenn weiter das Positions-Rückmeldungs-Signal mit einer Phasenverzögerung von 90° y (= cos θ) ist, dann wird das Verhältnis von x² + y² = 1, wie in dem konventionellen Beispiel in 2 erklärt, erlangt. Wenn dieses x² + y² = 1 in der zweidimensionalen Ebene (X-Y-Ebene) der zweidimensionalen Zeicheneinheit 38 gezeichnet wird, so wird ein Einheitskreis erlangt. Wie aus dieser Erklärung leicht vergleichend geschlossen werden kann, ist ein Zeichnen von sowohl den Positions-Rückmeldungs-Daten, die auf der sinusförmigen Wellenanweisung basieren, als auch den Daten einer Viertelzyklus-Verzögerung auf den zweidimensionalen Koordinaten äquivalent zum Ausgeben einer Bogenanweisung an eine Linearachse (X-Achse) und dem Ausgeben einer Bogenanweisung mit derselben Servocharakteristik, deren Phase um 90° verzögert ist, an die Achse (Y-Achse), die senkrecht auf der X-Achse steht, und dem Zeichnen der Spur der Positions-Rückmeldungs-Daten (siehe 1).
4 zeigt ein Beispiel eines von einer in 3 gezeigten zweidimensionalen Zeicheneinheit angezeigtes Rückmeldungs-Signals. Ein Abschnitt (a) von 4 zeigt ein Beispiel eines Positions-Rückmeldungs-Signals (x), welches auf eine Bogenanweisung hin in einer Linearachse (X-Achse) gezeichnet ist. Ein Abschnitt (b) von 4 zeigt ein Beispiel eines Positions-Rückmeldungs-Signals (x, y), welches in einer zweidimensionalen Ebene (X-Y-Ebene) durch Umformen des in 4(a) gezeigten Positions-Rückmeldungs-Signals in die zweidimensionale Zeichnung gezeichnet ist.
Wie aus 4 klar wird, kann gemäß der eindimensionalen Anzeige im Abschnitt (a) von 4 nicht entschieden werden, ob sich das Rückmeldungs-Signal (x) korrekt entlang des auf der Bogenanweisung basierenden Bogens entlangbewegt, und es ist nicht möglich, zwischen dem Bogen und Quadrantenprojektionen 41 und 43 zu unterscheiden. Andererseits kann gemäß der zweidimensionalen Anzeige im Abschnitt (b) von 4 leicht nachvollzogen werden, dass sich das Rückmeldungs-Signal (x, y) entlang des auf der Bogenanweisung basierenden Bogens bewegt, und es ist möglich, zwischen dem Bogen und den Quadrantenprojektionen 41 und 43 zu unterscheiden.
Daher kann beim Abgleichen eines Servosystems einer einzelnen Steuerungsachse, wie z. B. einer Linearachse, und einer Drehachse ohne angrenzende, auf ihr senkrecht stehende Achsen, das Servosystem auch mittels desselben visuellen Verfahrens abgeglichen werden, wie dasjenige, welches konventionellerweise verwendet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung haben die Quadrantenprojektionen 41 und 42 wechselseitig ähnliche Gestalten und die Quadrantenprojektionen 43 und 44 haben wechselseitig ähnliche Gestalten.
5 zeigt eine Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 wird eine Steuerungseinheit 50 durch einen Schaltkreis einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) gebildet. Während des Betriebs nimmt die Steuerungseinheit 50 Bezug auf eine in einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) angeordnete Parametertabelle, bezieht Geschwindigkeits-/Stromdaten einer Bewegung eines Servomotors 54, die den Positionsdaten einer Bogenanweisung (x = sin θ) in einer Richtung entsprechen, und gibt die Geschwindigkeits-/Stromdaten der Bewegung an eine die x-Achse ansteuernde Einheit 53 aus. Mit dieser Anordnung wird der Servomotor 54 angesteuert und Positionsdaten, wie z. B. eine Anzahl/ein Winkel einer Drehung und eine Bewegungsposition, die Ausgaben eines nicht innerhalb des Servomotors 54 dargestellten Pulskodierers und einer nicht dargestellten, an einem Arbeitstisch 55 befestigte lineare Skala sind, werden an die Steuerungseinheit 50 zurück gemeldet.
Die Steuerungseinheit 50 empfängt die Positions-Rückmeldungs-Daten und vergleicht die Positions-Rückmeldungs-Daten mit den Positionsdaten, welche die Steuerungseinheit 50 an die die X-Achse ansteuernde Einheit 53 gegeben hat und erhält die Differenz zwischen den beiden Daten. Die Steuerungseinheit 50 koppelt die Differenz negativ in die die X-Achse ansteuernde Einheit 53 zurück, so dass die Differenz Null wird. In der vorliegenden Erfindung formt die Steuerungseinheit 50 ferner die empfangenen Positions-Rückmeldungs-Daten in die Positionsdaten der X-Achse (x = α sin θ, α = 1 + Δ (θ)) um.
Andererseits wird die Positionsdaten-Ausgabe von dem Pulskodierer und der linearen Skala auch in einen Viertel-Verzögerungsspeicher 52 eingegeben, der durch einen first-in-first-out (FIFO) Speicher gebildet ist. Nach Ablauf eines Viertelzyklus (das heißt, nach einer Phasenverzögerung von 90°) der Bogenanweisung werden die eingegebenen Daten ausgegeben. In der vorliegenden Erfindung formt die Steuerungseinheit 50 die Empfangsdaten in virtuelle Y-Achsen Positionsdaten (x = β cos θ, β = 1 + Δ (ε – π/2)) um. Die um 90° vorlaufende Phase kann auch als die Y-Achsen-Positionsdaten verwendet werden.
Die Steuerungseinheit 50 gibt die empfangenen X-Achsen-Positionsdaten und die empfangenen Y-Achsen-Positionsdaten mittels einer Schnittstelle des "Recommended Standard 232 Version C" (RS232C) oder einem universellen seriellen Bus (USB) an ein Anzeigeterminal 56 aus, welches durch einen Personal Computer gebildet wird. Das Anzeigeterminal 56 zeigt die X-Achsen-Positionsdaten und die Y-Achsen-Positionsdaten in der zweidimensionalen Ebene (X-Y-Ebene) an, wie in 4(b) gezeigt ist. Es kann auch dafür gesorgt werden, dass die X-Achsen-Positionsdaten und die Y-Achsen-Positionsdaten auf der Anzeige auf der Seite des Anzeigeterminals 56 berechnet und angezeigt werden.
Während sie die zweidimensionalen Positionsdaten beobachtet, überschreibt die Bedienungsperson Positionen entsprechende Parameter der Geschwindigkeiten und der Ströme in der Parametertabelle 51 so, dass die Höhen der Quadrantenprojektionen 41 bis 44 gleich oder kleiner als vorbestimmte erlaubbare Werte werden. Das Anzeigeterminal 56 weist die Steuerungseinheit 50 an, diese Daten mittels der seriellen Schnittstelle zu überschreiben, und die Steuerungseinheit 50 aktualisiert die Parameter der Parametertabelle 51, nachdem sie die Anweisung erhalten hat.
6 ist ein graphischer Ausdruck eines weiteren Beispiels einer grundlegenden Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt ein Beispiel eines Rückmeldungs-Signals, welches auf der in 6 gezeigten zweidimensionalen Zeicheneinheit 38 angezeigt wird.
6 unterscheidet sich von 3 wie folgt. Während in 3 das Positions-Rückmeldungs-Signal des Servosystems in die Viertelzyklus Zeitverzögerungseinheit 37 eingegeben wird, wird in 6 das von der die Steuerungsachse ansteuernden Einheit 31 ausgegebene Bogenpositionssignal direkt in die Viertelzyklus Zeitverzögerungseinheit 37 eingegeben. Demzufolge werden in dem vorliegenden Beispiel die auf der Bogenanweisung in Richtung der X-Achse basierenden Positionsdaten direkt in um 90° verzögerte Positionsdaten in Richtung der Y-Achse umgeformt.
Mit der genannten Anordnung treten, wie in 7 gezeigt, die in 3 gezeigten Quadrantenprojektionen 42 und 44 in Richtung der Y-Achse (das heißt, virtuelle Quadrantenprojektionen, die erlangt werden, indem die Quadrantenprojektionen 41 und 43 des Positions-Rückmeldungs-Signals um 90° gedreht werden) nicht auf. Andererseits fallen der Servoabgleich in einer Richtung (das heißt in Richtung der X-Achse) und der Inhalt der Anzeige auf dem Monitorbildschirm zusammen. Daher kann die Bedienungsperson einen Ein-Achsen-Abgleich durchführen, der auf einer visuellen Bestätigung basiert, die mit der tatsächlichen Abgleicharbeit zusammenfällt.
8 zeigt eine Konfiguration eines Servo-Steuerungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden eine Parametertabelle 61, ein Anweisungsdaten-Speicherbereich 62 und eine Positionsdaten-Speicherbereich 63 durch Verwendung eines Speichers 60 gebildet, der in der CPU aufgenommen ist, welche die Steuerungseinheit 50 innerhalb der NC-Einrichtung bildet. Die Parametertabelle 61 entspricht der in 5 gezeigten Parametertabelle. In der vorliegenden Ausführungsform werden Bogen-Anweisungsdaten, die von der die X-Achse ansteuernden Einheit 53 ausgegeben werden, hintereinander in dem Anweisungsdaten-Speicherbereich 62 gespeichert. Entsprechende Positions-Rückmeldungs-Daten des Servosystems werden hintereinander im Positionsdaten-Speicherbereich 63 gespeichert.
Die Steuerungseinheit 50 empfängt die Positions-Rückmeldungs-Daten aus dem Positionsdaten-Speicherbereich 63 und formt die Positions-Rückmeldungs-Daten in X-Achsen-Positionsdaten (x = α sin θ, α = 1 + Δ (θ)) um. Die Steuerung 50 erhält Bogen-Anweisungsdaten, deren Phase sich um 90° unterscheidet, aus dem Anweisungsdaten-Speicherbereich 62 und formt die Bogenanweisungsdaten in virtuelle Y-Achsen-Positionsdaten (x = cos θ) um. Die Steuerungseinheit 50 gibt die durch die Umformung erhaltenen Positionsdaten (x, y) mittels der seriellen Schnittstelle des RS232C oder des USB an das Anzeigeterminal 56 aus, welches durch den Personal Computer gebildet wird. Das Anzeigeterminal 56 zeigt die Positionsdaten (x, y) als ein Bild in der zweidimensionalen Ebene (X-Y-Ebene) an, wie in 7 gezeigt ist. Alternativ können die X-Achsen-Positionsdaten und die Y-Achsen-Positionsdaten auf Seiten des Anzeigeterminals 56 umgeformt werden.
Während sie zweidimensionale Positionsdaten beobachtet, überschreibt die Bedienungsperson Positionen in der Parametertabelle 61 entsprechende Parameter der Geschwindigkeiten und der Ströme so, dass die Ebenen der Quadrantenprojektionen 41 und 43 gleich oder kleiner als vorbestimmte erlaubbare Werte werden. Das Anzeigeterminal 56 weist die Steuerungseinheit 50 an, diese Daten mittels der seriellen Schnittstelle zu überschreiben, und die Steuerungseinheit 50 aktualisiert die Parameter der Parametertabelle 61, nach dem sie die Anweisung erhalten hat.
Wie oben beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Erfindung Rückmeldungs-Spurdaten einer einzelnen Steuerungsachse und einer virtuellen Achse, die auf der einzelnen Steuerungsachse senkrecht steht, in einer zweidimensionalen Ebene gezeichnet. Darauf basierend kann ein visueller Servoabgleich, der konventionellerweise auf zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen ausgeführt wird, auch auf einer einzelnen Steuerungsachse ausgeführt werden. Während die einzelne Linearachse in der vorliegenden Ausführungsform als ein Beispiel aufgenommen ist, kann ein visueller Servoabgleich auch auf einer Steuerungsachse, die eine Drehachse ist, ausgeführt werden.

Claims

Steuergerät umfassend: eine Befehlseinheit (31; 50, 51; 53), die ausgebildet ist, ein Servosystem (32; 54) mittels eines periodischen Positionsbefehls hinsichtlich einer Bewegung anzuweisen; eine Einheit, die ausgebildet ist, eine Spur von Positionsrückmeldungsdaten aufzuzeichnen, die auf einer Positionsrückmeldung eines sich gemäß dem Positionsbefehl bewegenden Serosystems (32, 54) basieren; und eine erste Darstellungseinheit (38; 50, 56), die ausgebildet ist, in einer zwei orthogonale Achsen umfassenden zweidimensionalen Ebene Positionsdaten darzustellen, die zusammengesetzt sind aus – ersten Positionsdaten, die auf der Positionsrückmeldung basieren, und zweiten Positionsdaten, die auf der Positionsrückmeldung basieren, die um einen viertel Zyklus verzögert oder vorgezogen sind, oder – ersten Positionsdaten, die auf der Positionsrückmeldung basieren, und zweiten Positionsdaten, die auf dem Positionsbefehl basieren, wobei die ersten auf der Positionsrückmeldung basierenden Positionsdaten oder die zweiten auf dem Positionsbefehl basierenden Positionsdaten bezüglich einander um eine viertel Zyklus verzögert oder vorgezogen sind, wobei die ersten und zweiten Positionsdaten als Achsdatenwerte von jeweils einer der orthogonalen Achsen verwendet werden.
Steuergerät gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine zweite Darstellungseinheit, die in einer Überlagerung auf der zweidimensionalen Ebene die Positionsdaten die auf dem Positionsbefehl und auf Daten einen viertel Zyklus vor oder einen viertel Zyklus nach den Positionsdaten basieren, als Achsdaten einer jeweiligen der zwei orthogonalen Achsen darstellt.
Steuergerät gemäß Anspruch 2, ferner umfassend eine Abgleichungseinheit, die das Servosystem (32; 54) derart abgleicht, dass eine von der ersten Zeicheneinheit dargestellte Form an eine Form einer Bewertungsreferenz angenähert wird, die eine von der zweiten Darstellungseinheit gezeichnete Form als Bewertungsreferenz verwendet.
Steuergerät gemäß Anspruch 1, wobei der Positionsbefehl eine Sinusfunktion oder eine Cosinusfunktion aufweist.
Steuergerät gemäß Anspruch 4, wobei die erste Zeicheneinheit (38; 50, 56) einen Bogen von x² + y² = 1 zeichnet, wenn die Sinusfunktion x = sinθ oder wenn die Cosinusfunktion y = cosθ ist.
Steuergerät gemäß Anspruch 1, wobei das Servosystem (32; 54) eine Einheit aufweist, die derart steuert, dass die auf dem Positionsbefehl basierenden Positionsdaten den auf der Positionsrückmeldung basierenden Positionsdaten gleich werden.
Verfahren zum Abgleichen eines Servosystems, umfassend: einen Schritt des Anweisens eines Servosystems (32; 54) mittels eines periodischen Positionsbefehls hinsichtlich einer Bewegung; einen ersten Darstellungsschritt des Darstellens von Positionsdaten auf einer zweidimensionalen Ebene, die zwei orthogonale Achsen beinhaltet, welche auf ersten und zweiten als Achsdatenwerte für die jeweilige orthogonale Achse verwendeten Positionsdaten basieren, wobei die Positionsdaten erhalten werden aus – einer Positionsrückmeldung des Servosystems (32; 54), welches sich gemäß dem Positionsbefehl als erste Positionsdaten und zweite Positionsdaten bewegt, die auf der Positionsrückmeldung basieren, die um einen viertel Zyklus verzögert oder vorgezogen ist, oder – ersten Positionsdaten, die auf der Positionsrückmeldung des Servosystems basieren und zweiten Positionsdaten, die auf dem Positionsbefehl basieren, wobei die ersten auf der Positionsrückmeldung basierenden Positionsdaten oder die zweiten auf dem Positionsbefehl basierenden Positionsdaten um einen viertel Zyklus bezüglich einander verzögert oder vorgezogen sind; einen zweiten Darstellungsschritt des Darstellens der auf dem Positionsbefehl und des bezüglich einander um einen viertel Zyklus vorgezogenen oder verzögerten Positionsbefehl basierenden Positionsdaten als eine Auswertungsreferenz in einer Überlagerung auf der zweidimensionale Ebene; und einen Schritt des Anpassens des Servosystems derart, dass eine basierend auf dem ersten Zeichenschritt dargestellte Form an eine durch den zweiten Darstellungsschritt gezeichnete Form der Auswertungsreferenz angenähert wird.
Verfahren zum Abgleichen eines Servosystems (32; 54) gemäß Anspruch 7, wobei die Positionseinweisung eine Sinusfunktion oder eine Cosinusfunktion aufweist.
Verfahren zum Abgleichen eines Servosystems (32; 54) gemäß Anspruch 8, wobei die Positionseinweisung verwendet wird, um einen Bogen von x² + y² = 1 darzustellen, wenn die Sinusfunktion x = sinθ oder wenn die Cosinusform y = cosθ ist.
Verfahren zum Abgleichen eines Servosystems (32; 54) gemäß Anspruch 7, ferner umfassend einen Schritt, in welchem das Servosystem (32; 54) derart steuert, dass die auf dem Positionsbefehl basierenden Positionsdaten den auf der Positionsrückmeldung basierenden Positionsdaten gleich werden.