DE68920997T2

DE68920997T2 - Bremssteuersystem für gravitationswellen.

Info

Publication number: DE68920997T2
Application number: DE68920997T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Hosokawa; Kunihiko Murakami; Takao Sasaki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: EP0401378A1; EP0401378B1; WO1990007737A1; JPH02178708A; US5144213A; EP0401378A4; DE68920997D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Schwerkraft- Achsensteuerung einer von einem Rechner numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, und insbesondere ein Verfahren zum Steuern einer Schwerkraft-Achsenbremse, um zu vermeiden, daß sich ein an einer Schwerkraftachse befestigtes Werkzeug o.ä. zufällig ablöst.
Im Stand der Technik werden die Z-Achse eines Bearbeitungszentrums vom vertikalen Typ und die Y-Achse eines Bearbeitungszentrums vom horizontalen Typ als Schwerkraftachse bezeichnet und ein darauf befestigtes Werkzeug o.ä. löst sich, wenn die Energieversorgung ausfällt oder die Erregung des Servomotors der Schwerkraftachse ausgeschaltet wird; das unerwünschte Ablösen des Werkzeugs von der Welle wird mit einer mechanischen Bremse vermieden, die bei Ausfall der Energieversorgung o.ä. aktiviert wird. Diese Bremse ist für gewöhnlich so angeordnet, daß sie den Servomotor o.ä. der Schwerkraftachse festklemmt, wenn der Strom für die Bremse ausgeschaltet wird.
Bei einem Nothalt o.ä. wird ein programmierbares Steuergerät (im nachhinein als PC bezeichnet) o.ä. benachrichtigt, daß die Ansteuerung des Servomotors unterbrochen wird, woraufhin die Ansteuerung des Servomotors sofort unterbrochen und der dem Servomotor zugeführte Steuerstrom abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt liefert das PC ein Signal zum Ausschalten des Stroms in der Bremse, so daß die Bremse die Schwerkraftachse blockiert.
Nichtsdestoweniger, weil der Zeitpunkt, zu dem eine vom Rechner numerisch gesteuerte Einrichtung (CNC) die Ansteuerung des Servomotors unterbricht und den Strom im Servomotor der Schwerkraftachse abschaltet, nicht mit dem Zeitpunkt synchronisiert ist, zu dem der Strom in der Bremse abhängig vom Signal vom PC abgeschaltet wird, wodurch die Schwerkraftachse blockiert wird, kann das Werkzeug o.ä. auf der Schwerkraftachse von dieser abgelöst werden oder die Schwerkraftachse kann Stören ausgesetzt sein.
Unter Berücksichtigung dieser Verhältnisse liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Ansteuern einer Schwerkraftachsenbremse vorzusehen, mit dem ein ungewünschtes Ablösen eines Werkzeugs o.ä. von einer Schwerkraftachse vermieden ist.
Um das genannte Problem zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Ansteuern einer Schwerkraftachsenbremse vorgesehen, mit dem die Bremse der Schwerkraftachse einer von einem Rechner numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine angesteuert wird, wobei das Verfahren die im Anspruch 1 aufgeführten Schritte aufweist.
Zuerst benachrichtigt die CNC das PC, das die Ansteuerung des Servomotors unterbrochen und der Erregerstrom für den Servomotor abgeschaltet wird; das PC empfängt das Signal und unterbricht den Strom für die Bremse, so daß demgemäß die Bremse die Schwerkraftachse blockiert. Ferner schaltet die CNC den Erregerstrom für den Servomotor nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit ab. Diese vorbestimmte Zeit ist etwas länger als die Zeit, die vom Zeitpunkt der Benachrichtigung der PC von Seiten der CNC zur Unterbrechung der Servomotorsteuerung bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, zu dem die Bremse die Schwerkraftachse blockiert.
Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Abfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansteuerung einer Schwerkraftachsenbremse und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Hardware-Anordnung zum Ausführen der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Abfolge eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansteuerung einer Schwerkraftachsenbremse. Das Flußdiagramm wird in Bezug auf die zugehörigen Schritte beschrieben. Die Zahlen mit dem Vorsatz "S" in der Zeichnung geben die Anzahl der Verfahrensschritte wieder.
In S1 erhält die CNC ein Nothaltesignal o.ä. und benachrichtigt ein programmierbares Maschinensteuergerät (im folgenden als PMC bezeichnet), daß die Ansteuerung des Servomotors einer Schwerkraftachse unterbrochen wird, d.h. ein an den Servomotor geführter Erregerstrom wird abgeschaltet und in S2 empfängt das PMC ein Signal von der CNC, daß ein Erregerstrom des Servomotors unterbrochen wird. Dann wird in S3 ein Signal zum Unterbrechen eines Bremsstroms an den Treiber einer Werkzeugmaschine geliefert und in S4 schaltet der Treiber der Werkzeugmaschine den Bremsstrom ab, um die Bremsbetätigung auszulösen. In S5 ist die Bremsbetätigung abgeschlossen und die Schwerkraftachse blockiert und in S6 steuert die CNC den Servomotor der Schwerkraftachse an und hält den Erregerstrom während einer vorbestimmten Zeitdauer aufrecht. Dann wird in S7 der Erregerstrom des Servomotors nach einer vorbestimmten Zeitdauer abgeschaltet, die von einem Parameter bestimmt ist, der abgelaufen ist. Man bemerke, daß die vom Parameter bestimmte Zeitdauer etwas länger ist als die Zeitdauer, die vom Zeitpunkt der Benachrichtigung des PMC, daß die Ansteuerung des Servomotors unterbrochen wird und daß das Signal zum Abschalten des Bremsstroms ausgegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, zu dem die Bremse die Schwerkraftachse blockiert.
Als nächstes wird die Schaltungsanordnung für die erfindungsgemäße Anordnung erläutert. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Hardware-Anordnung zum Ausführen der Erfindung, wobei ein Prozessor 11 das Verfahren insgesamt gemäß einem in einem RAM 12 abgespeicherten Steuerprogramm steuert; ein Coprozessor 11a führt Berechnungen aus, wie Transformationen des Koordinatenverfahrens, trigonometrische Funktionen usw. mit hoher Geschwindigkeit, abhängig von Befehlen aus dem Prozessor 11; ein RAM 13 speichert verschiedene Berechnungsdaten; ein nicht flüchtiger Speicher 14 aus batteriegestützten CMOS o.ä. speichert ein Bearbeitungsprogramm 14a sowie Parameter o.ä.; ein PMC 15 erhält ein Signal zum Unterbrechen der Ansteuerung eines Servomotors vom Prozessor 11 und liefert ein Signal zum Abschalten des Bremsstroms gemäß den von einem Abfolgeprogramm 15a ausgeführten Steuerungen; eine Steuerschaltung 16 für ein Display wandelt ein digitales Signal in ein Displaysignal um; ein Display 16a aus CRT oder einer Flüssigkristallanzeige o.ä. erhält das Displaysignal und bildet ein Bearbeitungsprogramm und Koordinatenpositionen o.ä. ab: eine Tastatur 17 wird zur Eingabe verschiedener Daten benutzt; eine Positionssteuerschaltung 18 steuert den Servomotor 20; und ein Servoverstärker 19 erhält einen Befehl von der Positionssteuerschaltung 18 und liefert Strom für den Servomotor 20; und eine Bremse 21 ist mit dem Servomotor 20 vorgesehen, wodurch beim Abschalten der Energieversorgung oder beim Unterbrechen eines Erregerstroms des Servomotors 20 dieser von der Bremse 21 blockiert wird, um ein unerwünschtes Ablösen eines an der Schwerkraftachse befestigten Werkzeuges o.ä. zu verhindern. Ein Positionssensor, z.B. ein Tachogenerator, Impulscodierer, ein optischer Maßstab o.ä., die in der Figur nicht dargestellt sind, ist am Servomotor vorgesehen, um dessen Geschwindigkeit zusätzlich zur Bremse zurückzuführen. Obwohl diese Elemente für eine Anzahl von Achsen vorgesehen sind, außer der Bremse, sind die Elemente nur für eine Achse der Schwerkraftachse in der Figur dargestellt, da die anderen Achsen in ähnlicher Weise angeordnet sind.
Eine I/O-Schaltung 22 erhält ein Signal von dem PMC 15 zum Unterbrechen eines Bremsstroms und gibt das Signal an eine elektrische Steuerschaltung 23 weiter. Die elektrische Steuerschaltung 23 schaltet den Strom durch die Bremse 21 ab, so daß die Bremse 21 die Achse des Servomotors 20 blockiert; und ein manueller Impulsgenerator 24, der in einem Maschinensteuerfeld vorgesehen ist, wird benutzt, um die entsprechenden Achsen digital zu bewegen.
Wenn auch nur ein Prozessor hier Verwendung findet, so kann auch ein Verfahren mit mehreren Prozessoren gewünschtenfalls Anwendung finden.
Obwohl das PMC in der CNC als programmierbares Steuergerät fungiert, kann auch ein unabhängiges PC extern von der CNC verwendet werden, um die Bremse in ähnlicher Weise anzusteuern.
Wenn auch die Bremse im Zusammenhang zum Blockieren des Servomotors beschrieben worden ist, kann sie auch so angeordnet sein, daß sie die Kugelumlaufspindel der Schwerkraftachse blockiert.
Da das CNC das Signal zum Unterbrechen des Erregerstroms des Servomotors derart ausgibt, daß der Erregerstrom des Servomotors abgeschaltet wird, nachdem die Bremse die Schwerkraftachse blockiert hat, kann wie vorbeschrieben erfindungsgemäß ein unerwünschtes Ablösen eines auf der Schwerkraftachse befestigten Werkzeuges o.ä. bzw. ein Auftreten von Stören auf die Welle verhindert werden.

Claims

1. Verfahren zur Ansteuerung einer Schwerkraftachsenbremse zum Ansteuern der Bremse (20) der Schwerkraftachse einer von einem Rechner numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, mit folgenden Schritten:

ein rechnergesteuertes numerisches Steuergerät wird veranlaßt (S1), ein programmierbares Steuergerät zu benachrichtigen, daß die Steuerung der Schwerkraftachse unterbrochen wird;

von dem programmierbaren Steuergerät wird an die Werkzeugmaschine ein Signal zum Betätigen der Bremse ausgegeben (S4) und

das rechnergesteuerte numerische Steuergerät wird veranlaßt (S7), den Erregerstrom des Werkzeugmaschinen-Servomotors (20) zu unterbrechen, nachdem eine vorbestimmte Bremsbetätigungs-Ausführungszeitdauer verstrichen ist.

2. Verfahren zum Ansteuern einer Schwerkraftachsenbremse nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Bremsbetätigungs-Ausführungszeitdauer von einem Parameter bestimmt wird.

3. Verfahren zum Ansteuern einer Schwerkraftachsenbremse nach Anspruch 1, wobei das programmierbare Steuergerät ein programmierbares Maschinensteuergerät (15) ist, das in einem rechnergesteuerten numerischen Steuergerät enthalten ist.