KR900002367B1 - 백래시 보정방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

백래시 보정방법 및 그 장치
제 1 도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 구성도.
제 2 도는 상기한 실시예의 기준상태를 나타낸 모식도.
제 3, 4 도는 상기한 실시예에 있어서의 동작을 나타낸 모식도.
제 5, 6, 7 도는 각기 종래예의 동작을 나타낸 모식도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 보올스프링 2 : 테이블
3 : 모우터 4 : 절대위치검출기
5 : 서어보증폭기 6 : 위치제어서어보기구
7 : 백래시(back lash)보정기 8 : 기중이동방향메모리
9 : 백래시폭 메모리 10 : NC 장치
B : 백래시폭 C0: 기준이동방향
C₁: 이동방향 D₁: 이동지령
Pd: 목표위치 P₁: 지령위치
Pt: 검출위치
본 발명은 절대위치 검출기를 사용하여 피구동부분의 위치를 제어할때 그 절대위치 검출기로부터 얻을 수 있는 구동원 또는 전달장치등에 있어서의 일정부분의 검출위치와 피구동부분의 실제위치와 사이의 오차의 주요원인이 되는 백래시를 보정하는 방법에 관한 것이다.
보통, 구동원과 전달장치에 의하여 이동되는 피구동부분의 위치를 제어하는 경우, 구동되는 피구동부분의 위치를 검출할 필요가 있으나, 피구동부분의 실제위치를 직접 검출하는 것은 드문일이다. 그 때문에, 종래에는 구동원 또는 전달장치에 마련된 검출기에 의하여 간접적으로 피구동부분의 실제위치를 검출하도록 하여왔다. 그러나 상기한 검출기로 검출되는 부분과 피구동부분과의 사이에는 전달장치등의 기계부분이 개재하여, 이동방향이 변화하였을 경우에는 이른바 백래시에 의한 오차가 발생하고, 전달장치등에 있어서의 검출위치와 피구동부분의 실제위치가 항상 일치한다고는 할 수 없었다.
예를들면, 제 5 도에서, 전달장치인 보올스프링(11)은 도면에 없는 구동원에 의하여 이동함과 동시에 검출기에 의하여 위치를 검출하는 한편, 테이블(12)은 보올스프링(11)에 의하여 이동할 수 있도록 되어 있다. 도면의 상태는 오른쪽 방향의 이동후의 상태이며, 보올스프링(11)과 테이블(12) 사이의 백래시폭(B)은 보올스프링(11)의 왼쪽에 존재한다. 여기에서, 테이블(12)을 오른쪽 방향으로 거리(D)만큼 이동시킬 경우, 제 6 도에 나타낸 바와 같이 보올스프링(11)을 거리(D)만큼 오른쪽으로 이동시키면 테이블(12)도 마찬가지로 이동하지만 방향을 변경하여 왼쪽방향으로 거리(D)만큼 이동시킬 경우, 제 7 도에 나타낸 바와같이 보올스프링(11)을 거리(D)만큼 왼쪽으로 이동시켜도 백래시폭(B)이 있기 때문에 테이블(12)은 거리(D-B)밖에 이동하지 않는다. 이와같은 방향변경에 따른 백래시폭(B)의 부족을 보정하기 위하여 이동하는 방향이 변화하였을 경우에 한하여 백래시폭(B)만큼 여분으로 이동하도록 하여 왔다. 종래에 이와같은 보정을 백래시보정이라고 하여왔다.
그런데, 전술한 보올스프링(11)의 위치검출용 검출기로서는 종래, 증분형위치 검출기를 사용하여왔다. 증분형 위치검출기는 검출데이터로서 상대이동량을 출력하는 것이며, 기준위치가 되는 절대위치가 주어져 있지 않을 경우에는 동작전, 즉 전원을 넣을때에 기준점 설정을 할 필요가 있었다. 이 때문에, 종래의 증분형 위치검출기를 사용한 장치에 있어서는 전원을 넣은 직후에 원점복귀동작을 함에 따라 NC 장치중에서 기준점을 설정하여 위치를 검출할 수 있었다.
나아가서, 전원을 넣을때에 있어서는 보올스프링(11)와 테이블(12)이 백래시폭(B)의 범위내에서 어떠한 상대위치 관계에 있는지 분명하지 않으나, 이와같은 원점 복귀동작직후의 상태에서는 보올스프링(11)와 테이블(12)와 사이의 백래시가 없어지고, 보올스프링(11)와 테이블(12)와의 상대위치관계가 오로지 결정된다고 하는 이점이 있었다.
그런데, 전원을 넣을때마다 원점복귀동작을 한다고 하는 것은 시간적인 낭비가 많고 작업능률의 향상을 위하여는 커다란 장해였다. 이런 점에서, 최근 많이 사용할 수 있도록 된 절대위치 검출기에 의하면 보다 고정밀도이기 때문에 전원을 넣은 다음, 곧 위치의 검출이 가능하여 원점복귀동작을 생략할 수 있다고 하는 이점이 있었다.
그러나, 보올스프링과 결합한 절대위치검출기를 이용하여 전원을 넣었을때의 원점복귀동작을 생략하려하면, 전술한 보올스프링 (11)의 위치는 전원을 넣은 다음 곧 검출할 수 있다고 하지만 전원을 넣을때에 보올 스프링(11)에 대하여 테이블(12)이 백래시폭(B)의 범위내에서 차이나 있을 경우, 테이블(12)의 위치가 백래시폭(B)의 범위내의 어디에 있는가를 결정할 수 없고, 보올스프링(11)의 검출위치와 피구동부분인 테이블(12)의 실제위치와의 사이에는 최대로 백래시폭(B)의 오차가 생긴다고 하는 결점이 있었다.
본 발명의 목적은 절대위치검출기를 이용함에 따라, 전원을 넣을때의 원점복귀동작을 하지 않아도 되게 하고, 또한 전원을 넣을때의 백래시에 의한 오차를 보정하는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 있어서는 미리 구동수단에서 발생하는 백래시폭을 계측하여 둠과 동시에 이동할 수 있는 방향중에서 하나를 기준이동방향으로 하여 결정하고, 나아가서 전술한 기준이동방향으로 이동하였을 경우의 상태, 즉 구동수단과 피구동부분이 접하여, 이러한 상대위치관계를 집중적으로 결정하는 상태를 기준상태로하고, 이 상태에서 피구동부분 또는 구동수단의 어느 한쪽에 부착한 절대위치검출기에 의하여 검출되는 위치와 다른쪽의 위치가 일치하도록 설정하여둔다. 여기에서, 운전을 할 경우 전원을 넣은 직후의 이동지령에 의한 동작의 이동방향을 먼저 설정하여 둔 기준이동방향과 비교하여 같을때엔 그대로 이동시키고 같지 않을 때엔 먼저 설정하여둔 백래시폭만큼 여분으로 이동시킨다. 이 때문에, 전원을 넣기전의 상태에도 불구하고, 이동후의 피구동부분의 실제위치와 절대위치 검출기에 의하여 검출되는 위치와는 항상 일치한다.
본 발명에 관한 백래시의 보정장치는 구동수단에 의하여 이동하는 피구동부분의 위치를 제어하는 경우에 구동수단 또는 피구동부분의 어느 한쪽에 설치된 절대위치 검출기에 의하여 얻을 수 있는 검출위치와 다른 쪽의 위치와의 사이의 오차의 주요원인이 되는 백래시를 보정하는 장치로서, 이장치는 백래시의 폭을 기억하는 수단과, 피구동부분의 기준이동방향을 기억하는 수단과 절대위치검출수단으로부터 부여되는 검출위치를 기억하는 수단과 구동수단에 피구동부분을 기준 이동방향으로 이동시키는 지령이 부여되었을 때 검출위치를 되돌려 기록되어서 피구동부분의 이동목표위치를 결정하는 한편, 구동수단에 피구동부분을 기준 이동방향과 반대하는 방향으로 이동시키는 지령이 부여되었을때에는 백래시폭을 가하여 이동목표위치를 결정하는 수단을 포함하는 구성으로 되어 있다.
본 발명의 한 실시예로서 절대위치검출기를 사용한 NC 공작기계의 테이블 이송제어에 적용한 예를 도면을 이용하여 설명한다.
제 1 도에서 피구동부분인 테이블(2)상에는 도해하지 않았으나 공작용 재료등의 가공의 대상이 되는 재료가 고정되었으며, 이것들은 일체로 되어서 구동수단을 구성하는 전달장치로서의 보올스프링(1)의 회전에 따라서 구동되어서 도면에 있어서의 좌우방향으로 이동할 수 있도록 마련되어 있다. 전술한 보올스프링(1)은 전달장치와 함께 구동수단을 구성하는 구동원으로서의 모우터(3)의 회전축에 연결되었으며, 이 회전축에는 절대위치 검출기(4)가 연결되어 있고, 이러한 보올 스프링(1) 및 모우터(3)의 회전축은 일체로 되어서 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
나아가서 모우터(3) 및 절대위치검출기(4)는 각각이 서어보 증폭기(5)에 접속되어서 위치제어 서어보 기구(6)를 형성하고, 또 서어보 증폭기(5)는 백래시 보정기(7)를 개재하여 NC장치(10)에 접속되어 있다. 백래시 보정기(7)는 본 발명의 보정방법에 기초하여 처리하도록 TTL혹은 그밖의 논리(logic)로 구성되었으며, 내부에는 이러한 처리부에서 필요하게 되는 수치를 보존하도록 구성된 지령위치 래지스터(resistance)(71), 백래시 보정량 래지스터 (72)가 마련되었으며, 외부에는 기준이동방향 메모리(8), 백래시폭 메모리(9)가 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 장치에 있어서는 운전에 앞서, 기준상태의 설정을 하게 된다.
제 2 도에서 테이블(2)은 오른쪽 방향으로 이동한 다음의 상태에서 보올스프링(1)와 접하고 있으며, 이 상태를 기준상태로 하여, 예컨대 검출위치의 좌표축의 증가방향을 기준이동방향이라 한다면, 기준이동방향(C0)으로서 (1)를 반대로 검출위치의 좌표축의 감소방향을 기준이동방향이라 한다면, 기준이동 방향(C0)으로서(-1)를 기준이동 방향메모리(8)에 기억시킨다. 또, 도면중의 백래시폭(B)을 측정하고, 백래시폭 메모리(9)에 기억시키며, 나아가서 테이블(2)위의 피구동부분위치와 절대위치검출기(4)에 의한 검출위치가 일치하도록 검출위치좌표를 조정하여 둔다.
이상과 같이 설정된 장치를 동작시킬 경우, 전원을 넣은 직후에 초기화동작을 하는 데 이때 본 장치에서는 원점복귀동작등의 기계적동작은 일체하지 않고, 절대위치검출기(4)로부터 검출위치(Pt)를 판독하여 이것을 지령위치 래지스터(71)에 집어 넣어둔다. 이때, 전원을 넣은 다음 최초의 이동지령(D1)이 NC 장치(10)로부터 전송되면, 이것을 지령위치 래지스터(71)에 집어 넣은 검출위치(Pt)에 가하여, 지령위치(Pi)로서 지령위치레지스터(71)에 되돌려 기록함과 동시에, 이동지령(Di)의 이동방향(Ci)과 기준 이동방향 메모리(8)에 미리 설정하고 있는 기준이동방향(C0)과 비교한 다음, 그 결과에 따라서 처리한다.
즉, 이동방향(Ci)이 기준이동방향(C0)과 같으면 지령위치 래지스터(71)에 보존되어 있는 지령위치(Pi)를 그대로 목표위치(Pd)로 하고, 같지않으면 백래시폭 메모리(9)내에 미리 설정하여 둔 백래시폭(B)을 백래시 보정량 레지스터(72)에 써넣은 다음, 이동방향(Ci)에 따라서 지령위치 레지스터(71)에 보존되어 있는 지령위치(Pi)에 보정을 가한 것을 목표위치(Pd)로 한다. 이렇게 하여 결정된 목표위치(Pd)는 백래시 보정기(7)로부터 위치 제어서어보 기구(6)에 전송되며, 모우터(6)에 전송되며, 모우터(3)에 의하여 테이블(2)은 정확히 목표위치(Pd)에 대응하는 위치까지 보내어 진다.
제 3 도, 제 4 도에는 전술한 동작의 모양을 보여주고 있다. 즉, 기준이동방향(C0)인 오른쪽 방향으로의 이동을 나타낸 제 3 도에 있어서는 보올스프링(1)와 테이블(2)은 이동후도 기준상태이며, 피구동부분의 실제 위치는 검출위치와 마찬가지로 목표위치(Pd)이다.
한편, 기준이동방향(C0)과 반대의 왼쪽방향의 이동을 나타낸 제 4 도에 있어서는 보올스프링(1)이 목표위치(Pd)에 있고, 피구동부분의 실제위치는 목표위치(Pd)보다도 백래시폭(B)만큼 오른쪽이지만, 목표위치(Pd)는 지령위치(Pd)보다 백래시폭(B)만큼 여분으로 이동하도록 보정되어 있기 때문에 피구동부분의 실제위치는 지령위치(Pi)에 일치한다. 이러한 일련의 초기화동작을 끝낸 다음에는 지령위치(Pi) 및 이동방향(Ci)을 기준으로 하여, 종래와 같이 이동방향(Ci)이 변화하였을 경우에만 백래시 보정을 수반하는 통상동작을 한다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면 절대위치 검출기(4)를 사용하여, 전원을 넣은 직후의 원점복귀동작을 생략하여도 정확한 위치결정을 하는 것이 가능하게 되고, 원점복귀를 생략하여 전원을 넣은 다음, 곧 운전으로 들어가는 것이 가능하게 되므로 조업 개시시 혹은 정전에 의한 정지후의 시동을 할때의 시간대기를 감소하여 작업능률을 향상시키는 효과가 있었다.
전술한 실시예에 있어서는 백래시 보정기(7)를 TTL 혹은 그밖의 논리로 구성하였으나, 동등한 기능을 실현하도록 프로그램된 마이크로 프로세서 및 주기억장치를 조합하여 마찬가지 보정을 하여도 좋으며, 예컨대 본 발명은 미리 백래시폭과 기준 이동방향을 결정하여 기억하여 두어, 전원을 넣을때에는 바로후의 이동지령에 따라서, 이동방향이 기준이동방향과 같을 경우에는 이동지령과 같이 이동하며, 이동방향이 기준 이동방향과 반대일 경우에는 이동지령보다 백래시폭만큼 여분으로 이동하는 동작을 한다는 사실이다. 또, 절대위치검출기는 구동수단축에 마련된 예에 대하여 설명하였으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
즉, 절대위치검출기는 피구동부분측에 마련된 것이라도 좋다. 나아가서, 피구동부분은 직진하는 것으로 한정하는 것이 아니고, 회전방향 등 그밖의 방향으로 구동하는 것이었어도 좋다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 절대위치검출기를 사용하여 위치결정을 하고, 피구동부분을 구동하는 장치의 백래시를 보정할 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 구동수단에 의하여 이동하는 피구동부분의 위치를 제어하는 경우에 구동수단 또는 피구동부분의 어느 한쪽에 마련된 절대위치 검출기(4)에 의하여 얻는 검출위치(Pt)와 다른쪽 위치와의 사이의 오차의 주원인인 백래시를 보정하는 방법에 있어서 미리 백래시폭(B)과 피구동부분의 기준이동방향과를 각기 기억하여 두고, 전원을 넣은 직후의 이동지령(Di)에 따른 이동시에 이동방향(Ci)이 기준이동방향(C0)과 같을 경우에는 이동지령(Di)에 따라서 전달장치를 목표위치(Pd)에 이동시켜, 이동방향(Ci)이 기준이동방향(C0)에 대하여 역방향인 경우에는 전달장치를 이동지령(Di)보다 백래시폭(B)만큼 여분으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 백래시 보정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 구동부분은 직진이동하는 것을 특징으로 하는 백래시 보정방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 절대위치검출기(4)는 구동수단축에 마련되었으며, 이 구동수단에는 검출부가 마련되어 있음을 특징으로 하는 백래시 보정방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 전원을 넣은 다음의 검출부분의 검출위치(Pt)는 이동지령(Di)의 지령위치(Pi)에 되돌려 기록되어서 구동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 백래시 보정방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 이동지령(Di)의 이동방향(Ci)과 기준이동방향(C0)을 비교하는 수단을 개제하여 목표위치(Pd)가 결정되는 것을 특징으로 하는 백래시 보정방법.
  6. 구동수단에 의하여 이동되는 피구동부분의 위치를 제어할때에 구동수단 또는 피구동부분의 어느 한편에 마련된 절대위치검출기(4)로 얻는 검출위치(Pt)와 다른쪽 위치와 사이의 오차의 주원인인 백래시를 보정하는 장치로서, 이 장치는 백래시의 폭을 기억하는 수단과 피구동부분의 기준이동방향(C0)을 기억하는 수단과 절대위치검출수단으로부터 얻을 수 있는 검출위치(Pt)를 기억하는 수단과 구동수단에 피구동부분을 기준이동방향(C0)으로 이동시키는 지령이 주어졌을때 검출위치(Pt)를 되돌려 기록하여 피구동부분의 이동목표위치를 결정하는 한편, 구동수단에 피구동부분을 기준이동방향(C0)과 반대방향으로 이동시키는 지령이 부여되었을때에는 백래시폭(B)을 가하여 이동목표위치를 결정하는 수단을 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 백래시 보정장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 절대위치검출수단은 구동수단축에 마련되어 있음을 특징으로 하는 백래시 보정장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 피구동부분은 직진이동됨을 특징으로 하는 백래시 보정장치.
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