KR820002121B1 - 수치 제어 오차 보정 방식 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수치 제어 오차 보정 방식

제1도는 본 발명의 원리를 설명한 다이어그램.

제2도는 본 발명의 실시예를 예시한 블록 다이어그램.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 블록 다이어그램.

제4도는 본 발명에 의한 오차 정보를 설명한 다이어그램.

제5도는 제3도의 실시예의 메모리의 내용을 도시한 다이어그램.

제6도는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 블록 다이어그램.

제7도는 제2도와 제6도에 도시한 정방향 도그(dog)와 부방향 도그를 상세히 예시한 설명도.

제8도는 제7도에 예시한 정방향 도그와 부방향 도그에서 발생하는 신호 파형도.

본 발명은 수치 제어 기계의 역회전, 피치 오차(pitch error) 등으로 인한 오차를 보정하는 수치제어 오차보정 방식에 관한 것이다.

수치제어에 의하여 위치 결정을 행할 경우 가동부를 이송나사의 구동으로 지령 위치에 이동시키는 것이 일반적인데, 그 이송나사가 긴 경우에는 구동축을 축방향으로 고정적으로 축수하고, 반구동측을 축방향으로 이동가능하게 축수하여 이송나사의 신장으로 생길 만곡(bending)을 방지하고 있었다.

이와 같은 이송나사의 축수구성 때문에 이송방향에 따라 이송나사의 신장으로 인한 오차가 크게 상위하므로 직경이 크고 강성이 큰 이성나사를 사용하여 이와 같은 이송방향에 따른 오차의 상위를 방지하고 있으나 그로 인하여 이송나사가 극히 고가한 것으로 되는 결점이 있었다.

또한 이송나사에 의하여 가동부를 일단에서 타단까지 이송시킬 경우 전술한 바와 같은 나사의 신장등에 의해 피치오차는 불균일하게 분포되며 이송방향에 따라 상이한 오차 분포로 되는 경우가 많다.

즉, 정방향 이송의 오차곡선과 부방향 이송의 오차곡선과는 평행관계에 있지 않게 된다. 이와 같은 오차 특성의 수치제어 기계에 있어서 정방향 이송을 지령위치까지 행한 후에 부방향 이송을 행할 경우 일정량의 역회전 보정을 행하여도 방향반전 위치에 있어서의 정방향 이송과의 피치오차 등으로 인한 오차량이 다르므로 완전한 오차 보정이 되지 않는 결과가 된다. 전술한 바와 같은 가동부의 위치에 따라 오차가 상이한 것은 이송나사에 대한 부하가 다르다는 것도 한 원인이 된다.

본 발명의 목척은 전술한 바와 같이 이송방향에 따라 오차가 상이한 경우에 있어서도 오차를 보정하여 고정도의 수치제어를 행하게 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기계 가동부 운동 방향이 반전될때 고도의 정밀도로 오차 보정을 할 수 있는 수치제어 오차 보정방식을 제공하는데 있다.

본 발명의 수치제어 오차 보정 방식을 간단히 요약하면 지령값에 대한 위치 결정 오차를 미리 측정하여 얻은 오차 정보가 기계 가동부 위치와 일치하는 오차 설정 수단에서 설정되고, 가동부가 지령 정보에 따라 움직일때 오차 정보는 오차 보정을 이루기 위해 오차 설정수단에 의해 판독된다.

상기 오차설정 수단은 기계 가동부의 정·부 방향 운동 각각에 대해 입력되고, 정·부 방향 운동에 각각 대응하는 오차 정보를 적분하여 입력된다. 가동기계부가 지령값에 따라 움직이면 오차보상은 지령운동방에 따른 오차 설정수단으로부터 판독한 오차 정보를 기준으로 동작한다. 가동기계부의 운동방향이 반전되면 적분장치로부터 적분된 내용은 오차 보상을 위해 역회전값에 가산된다.

이하 첨부도면에 의거 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 원리 설명도로써, 여기서 예시부호 1은 이송나사, 2는 축방향으로는 이동되지 않도록 이송나사를 지지한 축수, 3은 축방향으로 이동 가능하게 이송나사를 지지한 축수, 4는 모우터, 5는 기계 가동부, 6, 7은 정방향 및 부방향용 도그(dogs), a는 정방향 이송시에는 플러스의 보정펄스를 그리고 부방향 이송시에는 마이너스의 보정펄스를 내는 도그, b는 부방향 이송시에는 플러스의 보정펄스를 그리고 정방향 이송시에 마이너스의 보정펄스를 내는 도그이다. 또한 A는 정방향 이송의 오차 곡선, B는 부방향 이송의 오차 곡선, C는 역회전량이다.

정방향용 도그(6)와 부방향용 도그(7) 에 의한 보정펄스를 각각 별도로 계수하고 정방향 이송의 경우에는 정방향용 도그(6)에 의한 보정펄스를 사용하여 이동 지령치에 대한 보정을 행하고, 부방향 이송의 경우에는 부방향 도그(7)에 의한 보정펄스를 사용하여 이동지령치에 대한 보정을 행하며, 방향 반전시에는 보정펄스의 계수치를 사용하여 보정을 행하는 것이다.

예를 들어 도시한 상태에서, 이송방향을 반전할 경우 정방향 보정펄스의 계수치 d⁺와 부방향 보정펄스의 계수치 d^-와, 일정량 백래시량 C와의 합 d⁺+d^-+C를 역회전 보정치로서 사용하는 것이다.

따라서, 어떤 위치에서 이송방향을 반전하여도 오차곡선 A, B에 근사한 실선의 오차곡선에 따라서 오차 보정을 행할 수가 있다.

제2도는 본 발명의 일실시예의 블록 다이어그램으로서, DGP, DGN는 정방향 및 부방향용 도그, MP는 기계가동부, LSP, LSN은 리미트 스위치, SM은 서어보 모우터, DS는 이송나사, DET는 포지션 코오터등의 검츨기, BLR은 역회전량(C)을 세트한 역회전 레지스터, CSG는 보정신호 발생회로, ARC는 연산회로, PSC는 프리세트 카운터, OSC는 펄스 발생기, AG1은 AND 게이트, PEC1, PEC2는 보정카운터, PED1, PED1는 피치 오차 검출기, GA1, GA2는 게이트 회로, DDT는 방향반전 판정회로, PT는 지령 테이프, INT는 인터포레이터, OG1, OG4는 OR 게이트, GAT는 게이트회로, ERR는 에러레지스터, SA는 구동회로, DDM은 방향 판정회로이다.

정방향용 도그(DGP)와 부방향용 도그(DGN)에는 각각 2개의 조합에 의한 도그가 형성되고, 각각의 도그에 접촉하여 동작하는 리미트 스위치(LSP)(LSN)가 기계가등부(MP)에 설비되어 있어, 2개의 배치순서에 따른 리미트 스위치(LSP)(LSN)의 출력이 얻어지므로 그 출력순서에 따라 정 보정인지 부 보정인지를 피치 오차 검출기(PED1)(PED2)에서 판정하고, 정 보정인 경우는 보정 가운터(PEC1)(PEC2)를 +1하고 부보정인 경우는 -1하는 것으르 보정카운터(PEC1)(PEC2)의 내용은 제1도에 있어서의 계수치 d⁺, d^-로 된다.

상기 정방향용 도그(LSP)와 부방향용 도그(LSN)는 제7도에 예시한 바와 같이 각각 2개의 도그(제7도의 1a와 1b)를 어긋나게 형성하였기 때문에 이 도그로부터 제8도에 예시한 바와 같이 위상이 어긋난 신호 2a, 2b를 발생시켜 피치 오차 검출기((PED1)(PED2)에 입력하여 보정펄스로 된다.

또한 제7도의 도그 1a, 1b를 역 위상으로 장착함으로써 제2도의 신호와는 서로 교대한 신호를 발생한 수 있으므로 상기 보정펄스와는 반대 부호(符號)의 보정펄스로 된다. 상기 피치 오차 검출기(PED1)(PED2)에 2개의 위상이 어긋남 신호를 입력시키는 것은 방향 판별을 행하기 위함이다.

또한, 피치 오차 검출기(PED1)(PED2)의 출력펄스는 게이트회로(GA2)에 인가해지는데, 방향반전 판정회로(DDT)부터의 방향신호(ds)에 의하여 정방향 이송을 나타낼 때는 피치 오차 검출기(PED1)의 출력펄스를 브정펄스로 하여 OR 게이트 및 게이트회로(GAT)를 통하여 에러 레지스터(ERR)에 인가해지고, 부방향 이송을 나타낼 때는 피치오차 검출기(PED2)의 출력펄스가 보정펄스로서 에러 레지스터(ERR)에 인가해진다.

지령테이프(PT)는 주지의 판독 수단에 의하여 판독되어 이동 지령치 및 이동방향 지령정보가 인터포레이트(INT)에 인가해지는데, 방향반전 판정회로(DDT)는 인터포레이터(INT)부터의 정보에 의하여 방향신호(ds)와 방향반전을 판정하였을 때는 방향반전신호(dcs)를 출력한다.

또한 상기 인터포레이터(INT)로부터 OR 게이트 및 게이트회로(GAT)에 인가된 이동 지령치는 에러 레지스터(ERR)에 가해져 구동회로(SA)의 출력으로 서어보 모우터(SM)가 구동되어서 기계가동부(MP)가 이송나사(DS)에 의하여 이동된다. 이송나사(DS)의 회전을 검출기(DET)로 검출하고, 검출펄스를 방향 판별회로(DDM)이 가하여 주지의 수단에 의하여 이송나사(DS)에 의한 방향을 판별한후 게이트 회로(GAT)를 개재시켜 에러 레지스터(ERR)에 가하여 에러 레지스터(ERR)의 내용이 제로(0)로 될때까지 서어보모우터(SM)의 구동이 행하여진다.

그리하여 이송나사(DS)의 피치오차는 이송방향으로 대응한 보정펄스에 의하여 보정된다. 따라서, 이송방향에 의하여 피치오차가 상이한 경우에도 그 오차 특성에 대응한 보정을 행할 수가 있다.

또한, 이송방향을 반전한 경우는 방향반전신호(dcs)가 보정신호 발생회로(CSG)에 가해지고, 이 보정신호 발생회로(CSG)는 역회전 레지스터(BLR)에서 역회전시량(C)과 보정카운터(PEC1)(PEC2)에서 보정치(d⁺), (d^-)를 판독하고 연산회로(ARC)에서 C+d⁺+d^-의 연산을 행하고 연산 결과를 프리세트 카운터(PSC)이 세트한다. 그리하여 AND 게이트(AGI)가 열리고 펄스 발생기(OSC) 부터의 펄스가 게이트 회로(GA1)이 가해짐과 동시에 프리세트 카운터(PSC)의 감산이 행하여져 프리세트 카운터(PSC)의 내용이 제로가 될때까지 AND 게이트(AG1)를 게재하여 게이트회로(GA1)에 펄스가 가하여지게 된다.

이 게이트회로(GA1)도 방향신호(ds)에 의하여 OR 게이트(OG1)(OG2)의 어느쪽을 통하여 에러 레지스터(ERR)에 보정펄스로서 가해지는가를 제어한다.

전술한 바와 같이 정방향용 도그(DGP) 및 부방향용 도그(DGN)에 의한 보정펄스를 각각 적분하고 방향 반전시에는 역회전량(C)뿐만 아니라 그의 적분 보정펄스를 가산하여 보정을 행하는 것이므로 제1도에 관해서 설명한 바와 같이 어떤 위치에서 방향반전을 행하여도 오차를 완전히 보정하여 고정밀도의 위치결정을 행할 수가 있다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예의 블록 다이어그램으로써 제2도와 동일부는 동일부호로 표기하였다. 예시부호 ABR는 애보솔류트 레지스터(absolute register), ARU는 연산회로, REP, REN은 제2도의 보정카운터(PEC1)(PEC2)에 상당되는 레지스터, ETM은 메모리로써 역회전 레지스터부(BLR)와 정방향 이동레이블(TP)과 부방향 이동테이블(TN)을 갖는 것으로 정장향 및 부방향용 도크에 상당되는 오차정보를 기억하고 있는 것이다.

제4도 및 제5도는 제3도에 예시한 메모리(ETM)의 설명도로써, 원점에서 P₁∼P₈의 위치에 있어서의 오차가 제4도에 예시한대로라 하면 메모리(ETM)의 정방향 이동 테이블(TP)과 부방향 이동테이블(TN)의 내용은 제5도에 표기한 바와 같이 된다.

즉, (1) 인터포레이터(INT)로부터의 출력펄스가 애스솔류트 레지스터(ABR)에 누적되어 P1이 되었을때는 피치오차가 -1을 변화하므르 정방향 이동테이블(TP)의 P1 어드레스(address)에 +1을 기억시켜 놓는다.

(2) 애브솔류트 레지스터(ABR)의 내용이 P3이 되면 피치오차가 -1을 더 변화하므로 정방향 이동 테이블(TP)의 P3 어드레스에 +1을 기억시켜 놓는다.

(3) 애브솔류트 레지스터(ABR)의 내용이 P7이라면 피치오차가 +1을 변화하므로 정방향 이동 테이블(TP)의 P7 어드레스에 -1을 기억시킨다.

(4) P9에 있어서도 상술한 바와 같이 실행한다.

(5) 방향바전을 실행할 때는 역회전 오차를 발생하므로 역회전 레지스터부(BLR)의 어드레스에 C를 기억시켜 놓는다.

(6) P8, P6, P5, P2에 있어서도 상기와 같이 피치오차에 대한 보정량을 기억시켜 놓는다.

지령테이프(PT)가 주지의 판독수단에 의하여 판독되어 인터포레이터(INT)에 이동 지령값 및 이동방향 지령정보를 인가된후 애브솔류트 레지스터(ABR)에 누적된다.

상기 애브솔류트 레지스터(ABR)는 인터포레이터(INT)의 출력펄스를 적분하여 원점으로 부터의 기계가동부(MP)의 위치를 나타내는 것으로 그 내용을 어드레스 정보로 하고, 방향 반전 판정회로(DDT)로부터의 방향신호를 정방향 이동테이블(TP)과 부방향 이동테이블(TN)과의 선택신호로 하여 메모리(ETM)의 판독을 행한다. 예를 들어 정방향 이송을 행하여 애브솔류트 레지스터(ABR)의 내용이 P1이 되면 정방향 이동테이블(TP)의 P1의 어드레스에는 오차정보로서 +1이 기억되어 있으므로 그 +1이 판독되어 보정신호 발생회로(CSG)에 가해져서 보정펄스가 게이트회로(GAT)를 통하여 에러 레지스터(ERR)에 가해진다.

정방향 이동테이블(TP)에서 판독된 내용은 레지스터(REP)에 적분되고, 부방향 이동테이블(TN)에서 판독된 내용은 레지스터(REN)에 적분되어 전술한 보정카운터(PEC1)(PEC2)(제2도 참조)와 같은 식으로 오차 정보의 적분이 행해진다. 방향반전시에는 레지스터(REP)(REN)의 각각의 내용(d⁺)(d^-)이 판독됨과 동시에 메모리(ETM)의 역회전 레지스터(BLR)에서 역회전량(C)이 판독되어 연산회로(ALU)에 있어서 d⁺+d^-+C의 연산이 행하여지고, 이 연산결과는 보정신호 발생회로(CSG)에 가해져서 방향반전시의 보정이 행하여진다.

이 실시예는 도그 등의 기계적인 부분을 포함하지 않기 때문에 순전히 전자적으로 오차 보정을 행할 수가 있으며, 또한 보정량은 +1 혹은 -1 이외에 임의의 값으로 설정할 수가 있다.

제6도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 블록 다이어그램으로써 제2도와 동일 부분에는 동일부호로 표기하였다.

제6도에서 예시부호 G1, G2는 OR 게이트이다. 이 실시예는 OR 게이트(Gl)(G2)에 의하여 게이트 회로(GA1)(GA2) 및 방향판정회로(DDM)로부터의 펄스의 분리합을 취하여 게이트회로(GAT)에 가하는 것으로, 검출기(DET)에 의한 검출펄스를 에러 레지스터(ERR)에 귀환하는 구성에 있어서 이송방향에 따른 보정펄스 또는 방향반전시의 보정펄스에 의하여 에러 레지스터(ERR)로의 귀환량을 보정하는 구성으로 되어 있다.

제7도는 제2도와 제6도에 도시한 정방향 도그(DGP)와 부방향 도그(DGN)를 상세히 예시한 설명도이고, 제8도는 제7도의 정방향 도그와 부방향 도그에서 발생하는 신호를 예시한 것이다. 제7도에 예시한 바와같이 두 도그(1a)(1b)들이 서로 어굿나게 형성되어 있어 이 도그들로부터 제8도의 2a, 2b의 같은 위상이 어긋난 신호를 발생시켜 피치 오차 검출기(PED1)(PED2)에 입력시켜 보정펄스로 된다.

또한 제7도의 도그 1a와 1b를 역위상으로 장착함으로써 제2도의 신호와는 서로 교대한 신호를 발생할수 있으므로 상기의 보정펄스와는 반대부호의 보정펄스로 된다.

상기 피치오차 검출기(PED1)(PED2)에 2개의 위상이 어긋난 신호를 입력시킴은 방향 판별을 행하기 위함이다. 이와 같은 기술은 일본 특허 공보 소 43-15027에 상세히 기술되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 기계가동부(MP)의 정방향과 부방향과의 이동에 대응하여 정방향용 도그(DGP)와 부방향용 도그(DGN) 또는 정방향 이동레이블(TP)과 부방향 이동테이블(TN) 등의 오차설정수단을 갖고, 지령치에 대한 기계가동부(MP)의 위치결정 오차를 이동방향에 대응하여 사전에 측정하고, 상기 오차 설정수단에 의하여 위치에 대응하는 오차 정보를 설정해 두고, 또 보정카운터(PEC1)(PEC2) 혹은 레지스터(REP)(REN) 등의 오차정보의 적분수단을 마련하고, 정방향의 이동지령에 대해서는 정방향의 오차 설정수단에 의한 오차정보를 판독하여 오차보정을 행하고, 부방향의 이동지령에 대해서는 부방향의 오차 설정수단에 의한 오차정보를 판독하여 오차보정을 행하고, 이동방향의 반전시에는 상기 적분수단에 의하여 적분된 오차 정보와 역회전량과를 가산하여 보정하는 것으로, 기계가동부(MP)의 이동방향 및 위치에 의한 오차가 상위한 경우에 있어서도 그 오차를 완전히 보정할 수가 있다.

따라서, 안가한 이송나사(DS)를 사용하여도 고정밀도의 수치제어가 가능하게 되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 지령치에 대한 위치결정 오차를 사전에 측정하여 그 오차정보를 기계 가동부의 위치에 대응하여 설정한 오차설정수단을 구비하고, 지령치가 부여되어 기계 가동부가 이동될때 상기 오차 설정수단에서 판독된 오차정보에 의하여 오차보정을 행하는 방식에 있어서, 상기 오차설정수단은 기계가동부의 정방향 이동과 부방향 이동과에 각각 대응하여 독립적으로 마련되고, 또한 정방향 이동과 부방향 이동과에 각각 대응한 오차정보를 각각 적분하는 수단을 가지고, 기계가동부가 지령치에 따라 이동될때 지령이동방향에 대응한 오차설정수단에서 판독한 오차정보에 따라 오차보정을 행하고, 기계가동부의 이동방향 반전시에는 상기오차정보의 적분 수단에 의한 적분 내용을 역회전량에 가산하여 보정하는 것을 특징으로 하는 수치 제어 오차 보정 방식.

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