CH673541A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Rasterkompensation zum Fühlen der Nullpunktstellung bei einer numerischen Steuervorrichtung.

Wenn eine Einrichtung, wie eine Bearbeitungsmaschine, mittels einer numerischen Steuervorrichtung gesteuert wird, herrscht gewöhnlich keine Synchronisierung zwischen dem Nullpunkt (dem Ursprung) des Koordinatensystems der numerischen Steuervorrichtung und dem Nullpunkt (dem Ursprung) des Bearbeitungsmaschinensystems als kontrollierte Einrichtung, wenn Energie zugeführt wird. Es ist demgemäss erforderlich, Massnahmen für die Nullpunkt-Rückstellung vorzunehmen, aufgrund derer die Bearbeitungsmaschine zu ihrem Nullpunkt (dem Ursprung) zurückgeführt wird, wobei die momentane Lage der numerischen Steuervorrichtung als ihr Nullpunkt (der Ursprung) angesehen wird.

5 Bei einem bekannten Verfahren zur Nullpunkt-Rückstellung wird ein bewegliches Teil zum Nullpunkt zurückgeführt; ein Verzögerungssignal wird an einem vorbestimmten Punkt erzeugt, um die Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Teils zu reduzieren; ein Referenzpunkt wird durch ein erstes Rastersi-10 gnal gefühlt, was nach Erzeugung eines Nullpunkt-Annähe-rungssignals geschieht, und dann wird das bewegte Teil in den Nullpunkt der Maschine geführt, der vom Referenzpunkt einen vorbestimmten Abstand hat.

Fig. 1 zeigt ein Schema für die zur Nullpunkt-Rückstellung is vorzunehmenden Schritte.

In Fig. 1 bezeichnen Bezugszahl 6 einen Endschalter, der an einem beweglichen Teil, wie einem Tisch, angeordnet ist, und Bezugszahl 16 eine Rampe, welche nahe am Nullpunkt eines feststehenden Teils 17 einer Maschine angeordnet ist und zum 20 Zusammenarbeiten mit dem Endschalter 6 dient.

Wenn der Betrieb der Maschine zur Nullpunkt-Rückstellung gestartet ist, wobei sich der Endschalter in der Arbeitszone links von der Rampe 16 befindet, wird das bewegliche Teil 5 mit hoher Geschwindigkeit FZ zum Nullpunkt hinbewegt. Der 2s Endschalter 6 erreicht die Nullpunktnähe zu einem Zeitpunkt tl und kommt in Kontakt mit der Rampe 16 zur Nullpunkt-Rück-stellung. Dann wird der Endschalter 6 eingeschaltet und erzeugt ein EIN-Signal (ein Verzögerungssignal), wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Teils 5 reduziert wird. 3o Die Bewegungsgeschwindigkeit wird in eine Kriechgeschwindigkeit FD zum Zeitpunkt t2 geändert, worauf sich das bewegliche Teil 5 mit der Kriechgeschwindigkeit FD bewegt. Wenn der Endschalter 6 von der Rampe 16 zu einem Zeitpunkt t3 freikommt, wird der Endschalter 6 aus seiner EIN-Stellung in seine 35 AUS-Stellung gebracht. Dann wird das bewegliche Teil verzögert und an derjenigen Rasterstelle A angehalten (an welcher ein Rastersignal Gl erzeugt ist), welche die erste Rasterstelle nach dem Umschalten des Endschalters 6 von EIN-Stellung in die AUS-Stellung ist. Die Stelle A, an welcher das bewegliche 40 Teil 5 anhält, sei als Referenzpunkt bezeichnet. Das bewegliche Teil 5 wird vom Referenzpunkt A zum Nullpunkt D mit Kriechgeschwindigkeit FD ausgehend von Daten bewegt, welche von einem Operateur eingegeben wurden, der vorher den Abstand zwischen dem Referenzpunkt und dem Nullpunkt durch Mes-45 sung ermittelt hat; darauf ist die Operation zur Nullpunkt-Rückstellung beendet. In Fig. 1 bedeutet Buchstabe a die Verzögerungszeit eines Servosystems.

Es sei nun die Rasterung anhand der Fig. 2 beschrieben.

Ein Resolver erzeugt allgemein ein Stellungssignal eines Zy-50 klus für jeden Umlauf bei seiner Umdrehung. Wenn eine Umdrehung des Resolvers als entsprechend einer Länge L (mm) des beweglichen Teils und die Bewegungslage des beweglichen Teils gemäss Fig. 2 als auf der Abszisse aufgetragen betrachtet werden, wird ein Positionssignal PDW eines Zyklus für die Länge 55 L (mm) erzeugt. Null-Durchgänge G0, Gl, G2, G3, ... des wiederholten Positionssignals PDW seien als Rasterpunkte bezeichnet, die erzeugt werden, wenn das bewegliche Teil sich jeweils um eine Länge L weiterbewegt hat. Wenn demgemäss die Relativlage zwischen dem Endschalter 6 und der Rampe 16 ausser-60 halb der Ordnung ist, d.h. wenn die Position des Endschalters oder der Rampe ausserhalb einer Rasterteilung ist, weicht die Position für die Nullpunkt-Rückstellung ab. Wenn beispielsweise die Position der Rampe 16 ausserhalb der Ordnung ist, wodurch der Endschalter 6 zum Zeitpunkt t3' von der EIN-Stel-65 lung in die AUS-Stellung gebracht wird, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 angedeutet ist, kann der Rasterpunkt Gl nicht erfasst werden (bei normalem Betrieb wird der Rasterpunkt Gl erfasst, so dass der Referenzpunkt A definiert ist).

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Statt dessen wird ein Rasterpunkt G2 erfasst. Somit ist von der Nullpunkt-Rückkehrstellung abgewichen.

Wenn die Lagejustierung des Endschalters 6 und/oder der Rampe 16 derart ist, dass der Endschalter 6 von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung zwischen den benachbarten Rasterpunkten GO und Gl geschaltet wird, wobei die Schalterbetätigungsposition näher dem Rasterpunkt GO oder dem Rasterpunkt Gl liegen kann, kann diese Stellung mit fortschreitender Zeit ausserhalb des Gebietes zwischen den Rasterpunkten GO und Gl zu liegen kommen, und zwar aufgrund von Rattern oder anderen Anlässen mit dem Ergebnis, dass eine korrekte Nullpunkt-Rückstellung nicht erreicht werden kann. Eine solche Situation stellt sich oft ein, weil die Teilung zwischen benachbarten Rasterpunkten einige Millimeter beträgt. Daher ist es erforderlich, die Position der Rampe 16 oder des Endschalters 6 so zu justieren, dass die Position, an welcher der Endschalter 6 von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung gelangt, gerade in der Mitte des Abstandes zwischen den Rasterpunkten GO und Gl zu liegen kommt. Bisher wurde die Relativstellung zwischen dem Endschalter 6 und der Rampe 16 iterativ bestimmt, weil es schwierig ist, die korrekte Lagebeziehung zwischen dem Endschalter und den Rasterpunkten durch Beobachtung oder Messung zu finden. Daher war die Lagejustierung kompliziert und nahm beträchtliche Zeit in Anspruch.

Um den oben beschriebenen Nachteil zu beseitigen, wurde eine Vorrichtung gemäss Fig. 3 vorgeschlagen. Die Vorrichtung nach Fig. 3 ist so aufgebaut, dass die Lage, in welcher der Endschalter 6 von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung gelangt, im wesentlichen in der Mitte zwischen benachbarten Rasterpunkten GO und Gl zu liegen kommt, indem die Position der Rasterpunkte elektrisch verschoben wird.

In Fig. 3 bezeichnen: Bezugszahl 5 eine NC-Maschine, die mittels Steuerbefehlen aus einer numerischen Steuervorrichtung 15 steuerbar ist, Bezugszahl 4 ein treibendes Teil, wie einen Motor, zum Betätigen der Maschine 5, Bezugszahl 7 einen Resolver bzw. Drehmelder als Vorrichtung zum Fühlen der Maschinenstellung, der mit dem treibenden Teil 4 verbunden ist, um die Stellung des beweglichen Teils der Maschine zu fühlen, Bezugszahl 8 einen Impulswandler zum Umformen des Ausgangssignals des Resolvers 7 in Impulse, Bezugszahl 9 eine Raster-punkterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen elektrischer Rasterpunkte für jede Umdrehung der Motorwelle des treibenden Teils 4 ausgehend von einem Signal des Impulswandlers 8 und von Variablen (im folgenden als «Parameter» bezeichnet), welche die Spezifikation der Maschine betreffen und in einem RAM 14 gespeichert sind, Bezugszahl 10 einen Zwei-Port-RAM, der die Datenübertragung zwischen einer zentralen, die Vorrichtung bildenden Prozesseinheit steuert, Bezugszahl 11 eine Datenerzeugungsvorrichtung, welche die Position des Endschalters 6, der sich nach Einschalten in die EIN-Stellung durch Kontaktieren der Rampe von der Rampe 16 trennt, sowie den Abstand zwischen dieser Position und dem ersten Rasterpunkt ausgehend von einem Signal der Rasterpunkterzeugungsvorrich-tung 9 und einem die Stellung des Endschalters 6 anzeigenden Signal (nämlich eines AUS-Signals, das bei Trennung des Endschalters von der Rampe erzeugt wird) verarbeitet und das Ergebnis dieser Verarbeitung auf einer Kathodenstrahlrohre (CRT) anzeigt. Ein MCU 13 umfasst den Impulswandler 8, die Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9, den Zwei-Port-RAM 10 und die Datenerzeugungsvorrichtung 11 und steuert die NC-Maschine, um korrekte Bearbeitungsgänge durchzuführen.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 sind die Rasterpunkterzeu-gungsvorrichtung 9, die Datenerzeugungsvorrichtung 11 und andere Bauelemente des MCU 13 Software-Vorrichtungen, die zur Vereinfachung als Blöcke dargestellt sind.

Bezugszahl 12 bezeichnet eine programmierbare Steuervorrichtung (im folgenden als PC bezeichnet), zum Steuern der Operationen der NC-Maschine 5 in einer vorgegebenen Reihenfolge, und Bezugszahl 6 bezeichnet einen Endschalter als Proxi-malpunkt-Messgeber, der an einem beweglichen Teil der Maschine 5 angebracht ist, wobei der Endschalter ein EIN-Signal durch Kontaktieren der Rampe 16 erzeugt, welche an einem fe-5 sten Teil der Maschine 5 in einer Stellung nahe dem Nullpunkt -der Maschine angeordnet ist, und wobei der Endschalter beim Freikommen von der Rampe 16 ein AUS-Signal an den PC 12 abgibt. Mit anderen Worten dient der Endschalter 6 zum Fühlen, dass das bewegliche Teil sich in die Nähe des Nullpunkts io der Maschine bewegt. Der CRT 3 ist mit einer Eingabetastatur zum Eingeben von Daten, wie Parametern, versehen und dazu eingerichtet, die Stellung des Endschalters 6 darzustellen, wo dieser von der Rampe 16 freikommt, nachdem der Endschalter 6 in EIN-Stellung war, sowie den Abstand zwischen dieser Posi-15 tion und dem ersten Rasterpunkt.

Bezugszahl 2 bezeichnet ein I/O-Interface, Bezugszahl 1 einen Haupt-CPU zum Stèuern des MCU 13, des PC 12, des I/O-Interface 2 und anderer Baugruppen, und Bezugszahl 14 bezeichnet einen RAM zum Speichern der Parameter t, der Da-20 ten zur Nullpunkt-Rückstellung, der Daten zur Rasterpunktverlagerung (die im folgenden beschrieben wird) und anderer Daten, wobei der RAM 14 mit einer Reserve-Energiequelle verbunden ist.

Der Betrieb der konventionellen numerischen Steuervorrich-25 tung wird im folgenden anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben.

Wie vorher beschrieben ist es wünschenswert, dass die Position B, in welcher der Endschalter 6 durch Freikommen von der Rampe 16 in AUS-Stellung kommt (nachdem er durch vorheriges Kontaktieren der Rampe 16 in EIN-Stellung war), die Mitte 3o des Abstands zwischen benachbarten Rasterpunkten G0, Gl ist. Es trifft jedoch nicht immer zu, dass die Stellung des Endschalters 6 mit der Wunschstellung zusammenfällt, wenn das numerische Steuersystem installiert wird, und die Stellung liegt oft in einer nicht erwünschten Lage. Es tritt z.B. der Fall auf, dass die 35 Stellung B, in welcher der Endschalter 6 in die AUS-Stellung durch Freikommen von der Rampe 16 gelangt, nicht in der Mitte zwischen den zwei Punkten G0 und Gl liegt, sondern davon gemäss Fig. 4 abweichend zu liegen kommt. So folgt gemäss Fig. 4 die Stellung B nicht der Beziehung x = y, sondern viel-40 mehr der Beziehung x' = y'. In diesem Fall sollte die Stellung B in die Mitte zwischen den Rasterpunkten G0, Gl durch Verlagern (in Fig. 4 nach rechts) der Rasterpunkte G0, Gl in die Stellungen G0', Gl' um jeweils die Länge L gebracht werden, wenn ein numerisches Steuersystem installiert wird. Die Kom-45 pensationsoperation wird wie folgt vorgenommen.

Zunächst werden Daten für das schnelle Verfahren des beweglichen Teils, die im RAM 14 gespeichert sind, zu dem Zwei-Port-RAM 10 im CPU 1 gespeist. Dann gibt der MCU 13 einen Nullpunkt-Rückstellbefehl an die Maschine 5 ab. Auf diesen so Befehl hin wird das bewegliche Teil (z.B. ein Tisch) der Maschine 5 mit hoher Geschwindigkeit FZ in Richtung zum Maschi-nen-Nullpunkt D verfahren. In einer Stellung E kommt der Endschalter 6 in Kontakt mit der Rampe 16, wodurch der Endschalter 6 in EIN-Stellung gelangt und dadurch ein EIN-Signal 55 an den PC 12 abgibt. Der PC 12 übermittelt diese Informationen über den Zwei-Port-RAM 10 an den CPU 1. Darauf speist der CPU 1 Daten für eine Kriechgeschwindigkeit FD, die im RAM 14 gespeichert sind, zu dem Zwei-Port-RAM 10, worauf der MCU 13 einen Kriechgeschwindigkeits-Befehl an das be-60 wegliche Teil der Maschine 5 abgibt. Der Befehl für eine Kriechgeschwindigkeit FD wird dem Endschalter 6 übermittelt, der aufgrund des Kontaktes mit der Rampe 16 noch in EIN-Stellung ist, worauf das bewegliche Teil mit Kriechgeschwindigkeit FD bewegt wird. Während dieser Bewegung des bewegliche 65 Teils wird der Ausgang des als Positions-Messgeber wirkenden Resolvers 7 in den Impulswandler 8 eingegeben, welcher den Eingang in eine Impulsfolge umformt und diese an die Raster-punkterzeugungsvorrichtung 9 weitergibt. Die Rasterpunkter-

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zeugungsvorrichtung 9 erzeugt Rasterpunkte GO, Gl ... für jede Umdrehung des Motors 4 auf der Grundlage der Parameter t, die im RAM 14 gespeichert sind. Die Parameter t werden über den Zwei-Port-RAM in die Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9 eingegeben. Während das bewegliche Teil der Maschine 5 mit seiner Bewegung zum Nullpunkt D der Maschine fortfährt, kommt der Endschalter 6 von der Rampe 16 frei und gelangt dadurch in die AUS-Stellung. Das AUS-Signal des Endschalters 6 wird zum PC 12 gespeist. Wenn der erste Rasterpunkt Gl bezüglich der Stellung B erfasst wird, wo der Endschalter in seine AUS-Stellung gelangt, wird die Bewegung des beweglichen Teils angehalten. Das Erzeugen der Rasterpunkte GO, Gl ... und eine Schaltung zum Anhalten des beweglichen Teils benachbart dem Maschinen-Nullpunkt D unter Verwendung von Rasterdaten ist bekannt, so dass eine Beschreibung entbehrlich ist.

Andererseits zählt die Datenerzeugungsvorrichtung 11, welche ein Signal von der Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9 sowie das AUS-Signal des Endschalters 6 vom PC 12 über den Zwei-Port-RAM 10 erhält, die Anzahl der im Abstand L zwischen der Stellung B, wo das AUS-Signal erzeugt wurde, und der Stellung, wo der erste Gitterpunkt G erfasst wurde, erzeugten Impulse. Die Datenerzeugungsvorrichtung 11 verarbeitet den Abstand L und die innerhalb dieses Abstands gewonnenen Daten. Die darzustellenden Daten werden zum CRT 3 über den Zwei-Port-RAM 10 und das Interface 2 übertragen, so dass der CRT 3 den Abstand 1 mittels numerischer Werte darstellt. Da die Daten innerhalb des Abstands 1 von einem Operateur gelesen werden können und der Abstand F zwischen den Rasterpunkten GO, Gl aus den Parametern t erhalten werden kann, berechnet der Operateur einen Wert F/2 als die Hälfte des Abstands F und ermittelt danach eine Rasterpunkt-Verlagerungs-grösse durch Berechnen des Abstands L x (F/2—1) aus den Werten des Abstands 1 und des halben Abstands F/2. Der Operateur kann dann die Daten bezüglich der Rasterpunktverlage-rungsgrösse in die Eingabetastatur des CRT 3 eintippen.

Die Daten werden in einem gegebenen Gebiet des RAM 14 über das Interface 2 und den CPU 1 gespeichert. Nach den oben beschriebenen Operationen wird das bewegliche Teil der Maschine erneut bewegt. In diesem Fall gelangt die Stellung B, wo das AUS-Signal erzeugt wurde, in die Mittelstellung (x = y) zwischen den Rasterpunkten GO' und Gl', weil die Positionen der Rasterpunkte GO, Gl entsprechend nach rechts in die Positionen GO', Gl' ... um den Weg L in Übereinstimmung mit den eingegebenen Rasterpunkt-Verlagerungsdaten verlagert worden sind. Eine Schaltung zum Verlagern der Positionen der Rasterpunkte ist ebenfalls bekannt, so dass eine Beschreibung entbehrlich ist.

Bei dem numerischen Steuersystem nach den Fig. 3 und 4 findet keine Änderung in der Stellung B bezüglich der Situation vor der Justierung statt; jedoch wird die Stellung, in welcher das bewegliche Teil der Maschine 5 angehalten wird, in die Position A' entsprechend dem Rasterpunkt Gl' verlagert. Wenn daher die Position A entsprechend dem Rasterpunkt Gl' eine bezüglich des Maschinen-Nullpunktes D nach Fig. 4 inkorrekte Position ist, wird der Abstand zwischen der Position A' und dem Maschinen-Nullpunkt D vom Operateur gemessen, und die Kompensationsdaten werden über die Eingabetastatur eingegeben, um Daten im RAM 14 zu speichern; darauf ist die Justierung der Nullpunkt-Rückstellung beendet. Beim Durchführen einer solchen Justierung, wobei das bewegliche Teil der Maschine 5 eine Nullpunkt-Rückstellbewegung macht (die beim Beginn des Betriebs der Maschine durchgeführt werden sollte), wird das bewegliche Teil einmal an der Stelle A', welche dem Rasterpunkt Gl' entspricht, aufgrund der Rasterpunkt-Verlage-rungsdaten angehalten, worauf es entsprechend den Kompensationsdaten zum Maschinen-Nullpunkt D bewegt wird.

Bei dem konventionellen numerischen Steuersystem stellt die CRT 3 lediglich den Abstand 1 zwischen der Position B, wo das

AUS-Signal erzeugt wurde, und dem ersten Rasterpunkt Gl dar, und die Rasterpunkt-Verlagerungsgrösse für die Rasterpunkte GO, Gl kann nicht allein durch Kenntnis des Abstandes 1 erhalten werden. Daher war es erforderlich, die Justierung s durch Berechnen des Abstands F zwischen den Rasterpunkten GO, Gl vorzunehmen. Der Abstand F variiert jedoch abhängig von verschiedenen Parametern t, welche die Maschinenspezifikation erfüllen. Es war daher zum Erhalten des Abstands F erforderlich, die verschiedenen Parameter r, wie einen durch die io Maschinenspezifikation vorgegebenen Servo-Parameter, zu kennen. Beispielsweise ist der Parameter entweder der Radius oder der Durchmesser, der zum internen Verarbeiten in der numerischen Steuereinrichtung erforderlich ist, oder dergleichen. Jedoch ist beispielsweise der Servo-Parameter, der abhängig von 15 der Achse der Maschine unterschiedlich gross sein kann, nur den Konstrukteuren bekannt, und daher ist es für einen Operateur der Maschine, der nicht der Konstrukteur ist, schwierig, die Rasterpunkt-Verlagerungsgrösse zu bestimmen. Ausserdem nimmt es viel Zeit in Anspruch, die Rasterpunkt-Verlagerungs-20 grosse zu berechnen.

Da ferner das konventionelle System eine Vielzahl von CPU's verwendet, kann es zu Synchronisationsschwierigkeiten beim «Timing» der Verarbeitung kommen, und es ist schwierig, ein Signal mit synchronisiertem Timing zu erfassen. Beispiels-25 weise kam vor, dass das AUS-Signal des Endschalters 6 mit einiger Zeitverzögerung und nicht mit der tatsächlichen Zeit empfangen wurde, wenn der Endschalter 6 von der Rampe 16 freikam. Dies führte zur Ausgabe von falschen Daten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine numerische 30 Steuervorrichtung zu schaffen, welche automatisch Operationen für die Rasterpunkt-Verlagerung ohne die Hilfe eines Operateurs und ohne Display der Rasterpunkt-Verlagerung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist gemäss der Erfindung durch die Merkma-35 le des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen am Stand der Technik und an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens für die 40 Nullpunkt-Rückstellung bei einer numerischen Steuervorrichtung;

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Rasterpunktbildung erläutert;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer konventionellen numeri-45 sehen Steuervorrichtung;

Fig. 4 ein Diagramm, in welchem der Betrieb einer typischen numerischen Steuervorrichtung dargestellt ist; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild, welches eine Ausführung der numerischen Steuervorrichtung nach der Erfindung zeigt, so Eine Ausführung der Erfindung ist im folgenden anhand der Fig. 4 und 5 erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 3 gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen.

In Fig. 5 bezeichnen Bezugszahl 17 eine Impulszahl-Verar-beitungsvorrichtung zum Zählen der Impulsanzahl, die zwi-55 sehen zwei benachbarten Gitterpunkten ausgehend von dem Signal des Impulswandlers 8 und von verschiedenen Parametern, die im RAM 14 gespeichert sind und der Spezifikation einer bestimmten Maschine entsprechen, erzeugt wurden, Bezugszahl 18 eine Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung zum Ermitteln 60 eines Zwischenpunktes zwischen den Rasterpunkten (die Anzahl der Impulse zwischen den Rasterpunkten multipliziert mit 1/2), wobei die Anzahl der aus der Impulszahl-Verarbeitungsvorrich-tung 17 ausgegebenen Impulse in Betracht gezogen wird, Bezugszahl 20 eine Rasterpunkt-Verlagerungsgrössen-Verarbei-65 tungsvorrichtung zum Ermitteln einer Rasterpunkt-Verlagerungsgrösse ausgehend von einem Signal der Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung 18 und dem Signal der Datenerzeugungsvorrichtung 11, Bezugszahl 19 eine Code-Bestimmungs-

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Vorrichtung zum Bestimmen der Richtung der Rasterpunktverlagerung entweder nach rechts oder nach links ausgehend von Rasterpunkt-Verlagerungsdaten, die von der Rasterpunkt-Ver-lagerungsgrössen-Verarbeitungsvorrichtung 20 abgegeben werden, und von einem Signal der Datenerzeugungsvorrichtung 11. In Fig. 5 sind die Vorrichtungen 17, 18, 20 und die Code-Bestimmungsvorrichtung 19 des MCU 13 in Form von Blöcken zur Vereinfachung dieser Baugruppen dargestellt, welche durch Software betreibbar sind.

Der Betrieb der numerischen Steuervorrichtung nach der Erfindung sei nun beschrieben. Die Justierung der Nullpunkt-Rückstellung wird ausgeführt, wenn beispielsweise das System neu installiert wird.

Der CPU 1 speist Daten zum schnellen Bewegen des beweglichen Teils zum Nullpunkt der Maschine 5 zu dem Zwei-Port-RAM 10, wobei diese Daten im RAM 14 gespeichert sind. Gleichzeitig gibt der MCU 13 einen Nullpunktrückstell-Befehl an die Maschine 5 aus. Dann wird das bewegliche Teil (z.B. ein Tisch) der Maschine 5 mit hoher Geschwindigkeit FZ in Richtung des Maschinen-Nullpunktes D verfahren. Wenn der Endschalter 6 in Kontakt mit der Rampe 16 am Punkt C kommt, gelangt der Endschalter 6 in seine EIN-Stellung, und ein EIN-Signal wird zum PC 12 abgegeben. Der PC 12 speist die eingegebene Information zum CPU 1 über den Zwei-Port-RAM 10. Daraufhin überträgt der CPU 1 Daten für eine Kriechgeschwindigkeit, die im RAM 14 gespeichert sind, zu dem Zwei-Port-RAM 10. Wenn dieser RAM 10 die Daten empfängt, erzeugt der MCU 13 einen Kriechgeschwindigkeitsbefehl und gibt diesen zur Maschine 5 ab. Auf den Empfang dieses Befehles wird die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Teils der Maschine 5 in Kriechgeschwindigkeit FD am Punkt B geändert, wo der Endschalter 6 aufgrund des Kontaktes mit der Rampe 16 in EIN-Stellung sich befindet. Während der Bewegung des beweglichen Teils mit Kriechgeschwindigkeit FD wird das Eingangssignal des Resolvers 7 in den Impulswandler 8 eingegeben. Der Impulswandler 8 formt das vom Resolver 7 kommende Eingangssignal in eine Impulsfolge um. Gleichzeitig erzeugt die Ra-sterpunkterzeugungsvorrichtung Rasterpunkte G0, Gl ... für jede Umdrehung des Motors 4 ausgehend vom Ausgang des Impulswandlers 8 und von Parametern, die im RAM 14 gespeichert und über den Zwei-Port-RAM eingegeben wurden. Andererseits bewegt sich das bewegliche Teil der Maschine weiter in Richtung zum Maschinen-Nullpunkt D. Wenn der Endschalter 6 von der Rampe 16 freikommt, wird ein AUS-Signal erzeugt und in den PC 12 eingegeben. Die Bewegung des beweglichen Teils wird angehalten, wenn der erste Rasterpunkt Gl auf die Stellung B folgend erfasst wird, in welcher der Endschalter 6 das AUS-Signal erzeugt hat. Eine Beschreibung im einzelnen der Erzeugung der Rasterpunkte G0, Gl ... und einer Schaltung zum Anhalten des beweglichen Teils benachbart dem Maschinen-Nullpunkt D unter Verwendung der Rasterpunkte ist entbehrlich, da es sich um bekannte Techniken handelt.

Die Datenerzeugungsvorrichtung 11 empfängt das Signal des Rastersignalerzeugers 9 und das AUS-Signal des Endschalters 6, das über den PC 12 und den Zwei-Port-RAM 10 eingegeben wurde, und verarbeitet den Abstand 1 zwischen dem die Stellung B erzeugenden AUS-Signal und dem ersten Gitterpunkt Gl, indem die Anzahl der innerhalb des Abstands 1 erzeugten Impulse gezählt wird. Andererseits verarbeitet die Im-pulszahl-VerarbeitungsVorrichtung 17 die Anzahl der Impulse GT, welche zwischen den Rasterpunkten G0, Gl unter Verwendung der Ausgangssignale des Impulswandlers 8 und der Parameterdaten erzeugt wurden, die über den Zwei-Port-RAM im RAM 14 gespeichert sind. Die Anzahl der Impulse GT wird durch folgende Gleichung (1) erhalten:

5 GT = T/t (1),

worin t ein Parameter und T die Anzahl der Impulse ist, die bei einer Umdrehung des Resolvers 7 erzeugt werden.

Die Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung 18 ermittelt io einen Zwischenabstand x oder y zwischen den Rasterpunkten G0, Gl ausgehend von den Ausgangssignalen der Impulszahl-Verarbeitungsvorrichtung 17. Der Zwischenabstand x oder y wird durch folgende Gleichung (2) erhalten:

15 x (oder y) = T/t x 1/2 (2).

Die Rasterverlagerungsgrössen-Verarbeitungsvorrichtung 20 verarbeitet die Rasterpunkt-Verlagerungsgrösse L ausgehend von den Ausgangssignalen der Zwischenpunkt-Verarbeitungs-20 Vorrichtung 18 und der Datenverarbeitungsvorrichtung 11. Die Rasterpunkt-Verlagerungsgrösse L wird aus der folgenden Gleichung erhalten:

L = x (oder y) — 1 (3).

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Die Code-Bestimmungsvorrichtung 19 gibt Rasterpunkt-Verlagerungsdaten ausgehend von den Ausgangssignalen der Datenverarbeitungsvorrichtung 11 und der Rasterverlagerungs-grössen-Verarbeitungsvorrichtung 20 aus, worin mit L > 1 eine 30 Verlagerung nach links bewirkt wird, während eine Verlagerung nach rechts mit L < 1 bewirkt wird. Bei dieser Ausführung bewirken die Rasterpunkt-Verlagerungsdaten eine Verlagerung nach rechts, weil L < 1. Die Rasterpunkt-Verlagerungsdaten werden in einen-gegebenen Bereich des RAM 14 über den Zwei-35 Port-RAM 10 eingegeben.

Darauf wird das bewegliche Teil der Maschine 5 wieder in gleicher Weise wie oben bei dem konventionellen System bewegt. Da in diesem Fall die Stellung der Rasterpunkte G0, Gl ... nach rechts in die Stellung G0', Gl' ... um den Abstand L 40 in Übereinstimmung mit den Rasterpunkt-Verlagerungsdaten verschoben worden ist, gelangt die Position B des AUS-Signals in eine zentrale Stellung (x = y) zwischen den Rasterpunkten G0' und Gl'. Eine Detailbeschreibung der Schaltung zum Bewirken der Rasterpunktverlagerung ist entbehrlich. Obgleich die 45 AUS-Signal-Stellung B nach der Justierung unverändert ist,

wird das bewegliche Teil der Maschine 5 beim Rasterpunkt Gl' in einer Stellung angehalten, die verschieden von der Stellung vor der Justierung ist. Wenn somit die Rasterpunktstellung Gl' vom Maschinen-Nullpunkt D abweicht, wird der Abstand zwi-50 sehen der Stellung A' und dem Nullpunkt D vom Operateur gemessen, worauf Kompensationsdaten in den RAM 14 zum Justieren des Systems eingegeben werden.

Nach dem Justieren wird das bewegliche Teil der Maschine 5 erneut am Rasterpunkt Gl' (der Stellung A') gemäss den Ra-55 sterpunkt-Verlagerungsdaten angehalten und darauf in Übereinstimmung mit den Kompensationsdaten in den Maschinen-Nullpunkt D bewegt. Diese Operation zur Nullpunkt-Rückstellung sollte vor der jeweiligen aktuellen Bearbeitungsoperation vorgenommen werden.

6o Vorstehend ist die Einstellung bzw. Justierung zur Zeit der Neuinstallation des numerischen Steuersystems beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar in Fällen des Austausches des Resolvers oder anderer Vorrichtungen.

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4 Blätter Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Numerische Steuervorrichtung, welche von einem Signal eines Proximalpunkt-Messgebers (6), der an einem beweglichen Teil (5) einer Bearbeitungsmaschine angeordnet ist und fühlt, wenn dieses bewegliche Teil nahe dem Nullpunkt der Maschine ist, und ferner von einem Signal eines Positionsgebers (7) zum Ermitteln der Stellung der Maschine gesteuert ist, wenn diese zum Nullpunkt zurückkehrt, gekennzeichnet durch:

   (a) einen Wellenformerzeuger (8) zum Umformen eines Ausgangssignals des Positionsgebers (7) in eine Wellenform;

   (b) einen Rastersignalerzeuger (9) zum Erzeugen von Rastersignalen ausgehend vom wellenförmigen Ausgangssignal des Wellenformerzeugers (8);

   (c) eine Datenverarbeitungsvorrichtung (11,12) zum Verarbeiten von Impulsen, die in einem Zeitintervall zwischen dem Trennen des Proximalpunkt-Messgebers (6) von einer Rampe (16) bis zum Erfassen des ersten Rastersignals beim Annähern der Maschine an den Nullpunkt (D) erzeugt wurden;

   (d) eine Impulszahl-Verarbeitungsvorrichtung (17) zum Bestimmen der zwischen benachbarten Rasterpunkten erzeugten Impulsanzahl;

   (e) eine Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung (18) zum Ermitteln einer Zwischenstellung zwischen benachbarten Rasterpunkten ausgehend vom Ausgangssignal der Impuls-Verarbeitungsvorrichtung (17);

   (f) eine Rasterverlagerungsgrössen-Verarbeitungsvorrich-tung (20) zum Erzeugen einer Rasterverlagerungsgrösse ausgehend von den Ausgangssignalen der Datenverarbeitungsvorrichtung und der Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung (18);

   (g) eine Codebestimmungsvorrichtung (19) zum Bestimmen der Richtung der Rasterverlagerung nach rechts oder links ausgehend von den Rasterverlagerungsdaten der Rasterverlage-rungsgrössen-Verarbeitungsvorrichtung (20) und

   (h) einen Speicher (10) zum Speichern von aus der Codebestimmungsvorrichtung (19) ausgegebenen Daten.
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Proximalpunkt-Messgeber (6) ein Endschalter ist und dass der Positionsgeber (7) ein Resolver ist.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, die Anzahl der Impulse unter Berücksichtigung von Parametern, wie einem Servo-Parameter und dergleichen, zu verarbeiten, welche Parameter wahlweise einstellbar sind.
4. 4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Vorrichtungen mit Software betriebene Vorrichtungen sind.
5. 5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um das bewegliche Teil (5) zum Nullpunkt hin aufgrund von Rasterverlagerungsdaten zu bewegen, welche in dem Speicher (10) gespeichert sind.