DE1929952C3 - Einrichtung zum numerischen Steuern von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

30

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum numerischen Steuern von Werkzeugmaschinen, bei der die entsprechend dem verfahrenen Weg der Maschine von einem Meßsystem abgeleiteten Istwertpulse summiert und mit einem Sollwert vergleichbar sind, und bei der abhängig von der Differenz der Antrieb der Maschine aussteuerbar ist und bei der fernerhin eine Überlaufkorrektur zur Vermeidung von Kettenmaßfehlern vorgesehen ist. Eine solche Einrichtung ist aus den Brown-Boven-Mitteilungen, 54 (1967), S. 479 bis 481 bekannt.

Die einfachsten numerischen Steuerungen für Werkzeugmaschinen sind mit reiner inkrementaiwerteingabe aufgebaut. Derartige einfache Steuerungen haben eine Zähleinrichtung, in der der zu verfahrende Weg vom Lochstreifen oder von Hand eingesetzt wird. Während der Maschine den programmierten Weg fährt, wird durch von einer Wegemeßeinrichtung erzeugte Pulse der Stand der Zähleinrichtung auf Null zurückgezählt. Beim Stand »Null« wird von der Steuerung an die Maschine das Signal zum Abschalten aus einer bereits vorher angewählten Schleichganggeschwindigkeit gegeben. Trotz der vorherigen Umschaltung auf Schleichgang-Geschwindigkeit ist normalerweise ein Überlauf der Maschine über die Sollposition hinaus nicht zu vermeiden. Mit einem zusätzlichen Korrekturrechner in der Steuerung kann dieser Überlauf beim Anfahren der folgenden Position berücksichtigt und damit ein Kettenfehler vermieden werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuerung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß der Korrekturrechner eingespart werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein analoges absolutes Wegemeßsystem über einen Analog-Digital-Wandler die Istwertpulse liefert und entsprechend diesen Pulsen in der Art eines Nachlaufsystems selbsttätig abgleichbar ist, daß beim Übereinstimmen von Soll- und Istwert außer dem Antrieb die Ausgabe von Istwertpulsen und der Abgleich sperrbar ist, daß vor einem erneuten Vorschub die Sperre aufhebbar ist und daß die dabei anfallenden Korrekturpulse dem neuen Sollwert vorzeichenrichtig zuaddierbar sind.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Der zu fahrende Wegsollwert wird von einer von Hand oder durch Lochstreifen gesteuerten Eingabeeinrichtung 1 in den Isiwertzähler 2 eingesetzt. An dem Antrieb 8 der Vorschubspindel 9 der Maschine ist das zyklisch absolute und selbstabgleichende Wegemeßsystem 4 angebaut, das z. B. aus Drehmeldern oder entsprechenden linearen Meßwertgebern bestehen kann. In der vorliegenden Form besteht das Meßsystem 4 aus zwei Drehmeldern 5 und 6, deren Statoren miteinander elektrisch gekuppelt sind. Stimmt die Lage des mit Wechselspannung gespeisten Rotors des Drehmelders 6 mit der Lage des Rotors des Drehmelders 5 überein, so ist die vom Rotor des Drehmelders 5 abgenommene Spannung NuJl. Bei der Drehung des Antriebs 8 wird entsprechend der angekuppelte Rotor des Drehmelders 5 verstellt Dadurch entsteht im Meßsystem 4· eine Differenzspannung, die in einem Analog-Digital-Wandler 3 in entsprechende Pulse umgesetzt wird. Die Zuordnung kann dabei z. B. derart getroffen sein, daß einem Puls ein verfahrener Weg des Vorschubs von 0,01 mm entspricht Gleichzeitig mit der AuLgabe von Istwertpulsen durch den Analog-Digital-Wandler 3 wird ein Schrittmotor 7 angesteuert, der mechanisch mit dem Rotor des Drehmelders 6 gekuppelt ist. Damit wird sofort der Rotor des Drehmelders 6 der neuen Stellung des Rotors des Drehmelders 5 nachgeführt, und zwar geschieht dies so lange, solange der Antrieb 8 läuft.

Die vom Analog-Digital-Wandler 3 abgegebenen Pulse werden in den Istwertzähler 2 geführt und zählen dort in dem Maß, wie die Maschine fährt, den Zählerinhalt gegen Null. Sobald der Istwertzähler 2 einen bestimmten Minimalwert erreicht hat, wird ein Schleichgangbefehl auf den Antrieb 8 gegeben. Wenn der Zähler der« Stand Null erreicht hat wird der Antrieb 8 abgeschaltet und außerdem ein Sperrsignal (Leitung 10) auf den Analog-Digital-Wandler 3 gegeben, so daß dessen Pulsausgabe gesperrt ist. Der Rotor des Drehmelders 5 selbst macht naturgemäß die weitere Verschiebung während des Auslaufs der Maschine mit.

Zum Anfahren der nächsten Position wird erneut ein Sollwert in den Istwertzähler 2 gesetzt. Um den Überlauf der vorhergehenden Position zu eliminieren, wird vor der Freigabe des Antriebs 8 das Sperrsignal auf der Leitung 10 fortgenommen. Der Analog-Digitalwandler 3 liefert nun so viele Korrekturpulse, bis das Meßsystem 4 wieder abgeglichen ist. Die Zahl dieser Pulse entspricht dem Wert, den die Maschine beim vorherigen Positionieren zuviel gefahren ist. Die Korrekturpulse werden außerdem unter Berücksichtigung des Vorzeichens zum Wert des Istwertzählers addiert oder subtrahiert; z. B. beim Fahren in der gleichen Richtung subtrahiert.

Nachdem ein derartiger Abgleich vorgenommen ist, wird der Antrieb 8 freigegeben und die Maschine startet. Damit ist ein Kettenfehler in der Meßanordnung unterbunden.

Bei diesem Verfahren muß berücksichtigt werden, daß die Maschine nur so weit die Sollposiition überfahren darf, wie die Periode des Meßsystems reicht. Dies wird aber normalerweise immer der Fall sein, da der mögliche Überlauf in der Größenordnung von ein/zwei

Weginkrementen, also in der Größenordnung von 0,01 bis 0,02 mm, liegt, andererseits aber die Meßperiode des analogen Wegemeßsystems bei 10² Weginkrementen, also 1 mm, iiegt.

Der Einfachheit halber wurde der Abgleich des Meßsystems mit einem Schrittmotor und einem Drehmelder dargestellt; in der tatsächlichen Ausführung wird es jedoch häufig einfacher sein, den Analog-Digital-Wandler so zu gestalten, daß gleichzeitig mit der Ausgabe von Istwertpulsen eine entsprechende Korrekturspannung für den Abgleich aufgebaut wird, z. B. durch Ansteuerung geeigneter Piogrammiertransformatoren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum numerischen Steuern von Werkzeugmaschinen, bei der die entsprechend dem verfahrenen Weg der Maschine von einem Meßsyitem abgeleiteten Istwertpulse summiert und mit einem Sollwert vergleichbar sind, und bei der abhängig von der Differenz der Antrieb der Maschine aussteuerbar ist und bei der fernerhin eine Oberlaufkorrektur zur Vermeidung von Kettenmaßfehlern vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoges, zyklisch absolutes Wegemeßsystem (4) über einen Analog-Digital-Wandler (3) die Istwertpulse liefert und entsprechend diesen Pulsen in der Art eines Nachlaufsystems selbsttätig abgleichbar ist, daß beim Übereinstimmen von SoIl- und Istwert außer dem Antrieb (8) die Ausgabe von Istwertpulsen und der Abgleich sperrbar ist, daß vor einem erneuten Vorschub die Sperre au/hebbar ist und daß die dabei anfallenden Korrekturpulse dem neuen Sollwert vorzeichenrichtig zuaddierbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert in einem mit dem Analog-Digitalwandler (3) verbundenen Istwertzähler (2) einsetzbar ist.