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DE2418288A1 - NUMERICAL TOOL CORRECTION IN A MACHINE CONTROLLER, IN PARTICULAR IN A FLUSH CUTTING MACHINE CONTROL - Google Patents

NUMERICAL TOOL CORRECTION IN A MACHINE CONTROLLER, IN PARTICULAR IN A FLUSH CUTTING MACHINE CONTROL

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Publication number
DE2418288A1
DE2418288A1 DE19742418288 DE2418288A DE2418288A1 DE 2418288 A1 DE2418288 A1 DE 2418288A1 DE 19742418288 DE19742418288 DE 19742418288 DE 2418288 A DE2418288 A DE 2418288A DE 2418288 A1 DE2418288 A1 DE 2418288A1
Authority
DE
Germany
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corrected
point
intersection
control
tool
Prior art date
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DE19742418288
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German (de)
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DE2418288B2 (en
Inventor
Peter Dipl Ing Schiewek
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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Priority to BE155384A priority patent/BE827908A/en
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Priority to GB1576175A priority patent/GB1480710A/en
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/41Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50334Tool offset, diameter correction
    • GPHYSICS
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    • G05B2219/50336Tool, probe offset for curves, surfaces, contouring

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Description

11 APR11 APR

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, * I. «ι η.SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, * I. «ι η.

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Munich Werner-von-Siemens-Str. 50

Unser Zeichen: VPA 74/3078 Ch/ArOur reference: VPA 74/3078 Ch / Ar

Numerische Werkzeugkorrektur bei einer Werkzeugmaschinensteuerung, insbesondere bei einer Brennschneidmaschinensteuerung Numerical tool correction in a machine tool control, in particular in a flame cutting machine control

Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Werkzeugkorrektur bei einer Werkzeugmaschinensteuerung, insbesondere bei einer Brennschneidmaschinensteuerung, bei der die Kontur des zu fertigenden Werkstückes in einer Folge von Sätzen programmierbar ist und der Mittelpunkt des Werkzeuges, insbesondere Schneidbrenner, durch jeweils korrigierte Sätze auf einer gegenüber der Kontur um den Werkzeugradius verschobenen Bahn geführt ist und bei der der Endpunkt des jeweils laufenden korrigierten Satzes und der Anfangspunkt des folgenden korrigierten Satzes aus dem Schnittpunkt der korrigierten Kurven ermittelbar ist.The invention relates in particular to a numerical tool correction in a machine tool control in the case of a flame cutting machine control, in which the contour of the workpiece to be manufactured in a sequence of blocks is programmable and the center point of the tool, in particular the cutting torch, through each corrected blocks are guided on a path that is shifted by the tool radius in relation to the contour and in which the end point of the current corrected record and the starting point of the following corrected record from the The intersection of the corrected curves can be determined.

Bei der Interpolation ist das punktweise zu errechnende Bahnstück in einem abzufahrenden Satz durch die jeweilige Bahnkurve und Anfangs- und Endpunkt dieser Kurve bestimmt. Bei der Verwendung eines Fräsers oder eines Brenners muß der Mittelpunkt dieses Werkzeuges auf einer korrigierten Bahn geführt werden, die um den Werkzeugradius gegenüber der programmierten Werkstückkontur verschoben ist. Hierzu werden die einzelnen Sätze, in denen die Werkstückkontur beschrieben ist, entsprechend korrigiert und dabei Endpunkt des jeweils laufenden Satzes und Anfangspunkt des jeweils folgenden korrigierten Satzes aus einer Sohnittpunktsdiskussion der Gleichungen der beiden zugehörigen korrigierten Sätze ermittelt (vgl. z.B. DT-OS 2 219 705). "With the interpolation, the path section to be calculated point by point is in a block to be followed by the respective Path curve and start and end point of this curve are determined. When using a milling cutter or a burner must the center of this tool can be guided on a corrected path that is opposite to the tool radius the programmed workpiece contour is shifted. For this purpose, the individual blocks in which the workpiece contour is described, corrected accordingly and at the same time the end point of the current block and the start point of each The following corrected sentence from a minor discussion of the equations of the two associated corrected Records determined (see e.g. DT-OS 2 219 705). "

5098U/01QQ5098U / 01QQ

- 2 - VPA 74/3078- 2 - VPA 74/3078

Stoßen nun am Werkstück ein Bahnstück mit linearer Kurvengleichung, also eine Gerade mit einer nichtlinearen Kurve zusammen, wie z.B. einem Kreis, so ergeben sich aus den Gleichungen der korrigierten Kurvenstücke im allgemeinen zwei Schnittpunkte für die End- bzw. Anfangspunkte, die der Steuerung zur Verfügung stehen.If a path section with a linear curve equation hits the workpiece, i.e. a straight line and a non-linear curve, such as a circle, result from the Equations of the corrected curve segments in general two intersection points for the end and start points, the are available to the controller.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kriterium anzugeben, mit dem für die Steuerung der technologisch brauchbare Schnittpunkt, d.h. Endpunkt des laufenden bzw. Anfangspunkt des folgenden korrigierten Satzes ermittelt werden kann.The object of the present invention is to provide a criterion with which to control the technologically Usable intersection point, i.e. end point of the current or starting point of the following corrected block determined can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei mehreren Schnittpunkten jeweils der Abstand zwischen diesen Schnittpunkten und dem vorgegebenen Schnittpunkt der Kurven der entsprechenden nicht korrigierten Sätze ermittelbar ist und daß als End- bzw. Anfangspunkt der korrigierten Sätze derjenige Schnittpunkt dient, dem das Abstandsbetragsminimum zugeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that if there are several points of intersection, the distance between them is in each case Intersections and the predetermined intersection of the curves of the corresponding uncorrected sentences can be determined and that the end or starting point of the corrected sentences is that point of intersection which has the minimum amount of distance assigned.

Auf diese Weise kann von der Steuerung selbstätig ermittelt werden, welcher Wert für die nachfolgende Interpolation brauchbar ist, so daß die Programmierung in dieser Hinsicht vereinfacht wird, bzw. eine nachträgliche laufende Änderung des Radius z.B. durch Eingabe eines Korrekturwertes ohne besondere Berücksichtigung dieses Umstandes möglich ist.In this way, the controller can determine automatically which value is useful for the subsequent interpolation, so that programming in this regard is simplified, or a subsequent ongoing change in the radius, e.g. by entering a correction value without special consideration of this circumstance is possible.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing; show it:

Fig. 1 einen denkbaren Verlauf von Werkstückkontur und Werkzeugmittelpunktsbahn undFig. 1 shows a conceivable course of the workpiece contour and Tool center point path and

Fig. 2 den Rechen- bzw. Steuerungsablauf in der Maschinensteuerung. 2 shows the computation or control sequence in the machine control.

509844/0100 _ 3 _509844/0100 _ 3 _

- 3 - VPA 74/3078- 3 - VPA 74/3078

Die Kontur K des zu fertigenden Werkstückes ist beispielsweise durch eine Reihe von Sätzen S-^ mit Anfangspunkt A-") und Endpunkt E^) beschrieben (>^ = 1,2..n,n+1). Wie aus der Zeichnung ersichtlich, fällt dabei der Endpunkt des laufenden Satzes, z.B. E mit dem Anfangspunkt A * des folgenden Satzes Sn+1 zusammen. Vom Programm her werden nun der Steuerung, z.B. einem Rechner, die Anfangs- und Endpunkte und die Gleichung der zu fahrenden Kurve zwischen diesenPunkten vorgegeben. Aus dieser vorgegebenen Kurve muß die Bahn B des Brennermittelpunktes erreohnet werden, die um den Korrekturwert Δr gegenüber der Kontur K versetzt ist. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ergeben sioh dabei jeweils die Anfangs- und Endpunkte der korrigierten Sätze S ' und S ' +1 durch Ermittlung der Schnittpunkte der Kurven des laufenden und des folgenden korrigierten Satzes, d.h. z.B. der korrigierte Schnittpunkt A' aus den Schnittpunkten der korrigierten Kurven der Sätze Sf n_. und Sn. Eine derartige Berechnung von Anfangs- und Endpunkten ergibt immer eindeutige Werte, falls es sich bei den Interpolationskurven um Geraden handelt; dagegen nicht, wenn lineare und nichtlineare Kurven bzw. zwei nichtlineare Kurven zusammenstoßen. In dem hier vorliegenden Fall ist gezeigt, daß sich an eine durch den Satz S beschriebene Gerade ein durch den Satz S +1 beschriebener Kreis anschließt. Der um den Korrektur-The contour K of the workpiece to be manufactured is described, for example, by a series of sentences S- ^ with starting point A- ") and end point E ^) (> ^ = 1,2..n, n + 1). As can be seen from the drawing , the end point of the current block, e.g. E, coincides with the starting point A * of the following block S n + 1. The program now provides the control, e.g. a computer, with the start and end points and the equation of the curve to be traveled between The path B of the burner center point must be reached from this predetermined curve, which is offset by the correction value Δr with respect to the contour K. As can be seen from FIG. and S '+1 by determining the points of intersection of the curves of the current and the following corrected set, ie for example the corrected point of intersection A' from the points of intersection of the corrected curves of the sets S f n _. and S n angs- and end points always result in clear values if the interpolation curves are straight lines; but not when linear and non-linear curves or two non-linear curves collide. In the present case it is shown that a straight line described by the sentence S is followed by a circle described by the sentence S +1. The one around the correction

versetzte Kreis bildet dann mit der um den Korrekturwert A. r versetzten Geraden des Satzes S zwei Schnittpunkte und zwar E1 und E11 . Zur selbsttätigen^rmittlung des für die Steuerung brauchbaren Schnittpunktes werden im Steuergerät die Entfernungen d,., d„ zwischen dem ursprünglichen, durch den Satz S beschriebenen Endpunkt E · der sich für A r =Ό ergibt, und den beiden errechneten korrigierten Endpunkten E ', E " bestimmt und derjenige Endpunkt als technologisch brauohbar für die Steuerung übernommen, dem das Betragsminimum der Abstände d. bzw. dg zugeordnet ist.The offset circle then forms two intersections with the straight line of the set S offset by the correction value A. r, namely E 1 and E 11 . For the automatic determination of the point of intersection that can be used for the control, the distances d,., D "between the original end point E described by the sentence S, which results for A r = Ό, and the two calculated corrected end points E ' , e "is determined and taken as the one endpoint technologically brauohbar for control, the minimum amount of the d spacings of the. or associated dg.

509844/0100509844/0100

- 4 - - VPA 74/3078 - 4 - - VPA 74/3078

Wie aus der schematischen Darstellung nach Pig. 2 ersichtlich, läuft der entsprechende Rechenvorgang im Rechner derart ab, daß die von der Eingabe E stammende Konturbeschreibung in Form programmierter Sätze in einem Programmspeicherteil PS übernommen wird. Durch Schnittpunktsdiskussion der in den programmierten Sätzen beschriebenen Kurven unter Zuhilfenahme des Korrekturwertes A. r werden die einzelnen korrigierten Schnittpunkte im Schnittpunktsberechnungsteil SP berechnet und in einem Differenzteil D die Differenz zum nichtkorrigierten Schnittpunkt bestimmt. Aus den so ermittelten Werten wird durch einen Minimumunterscheider M derjenige Wert ausgewählt, der das Betragsminimum liefert und das Ergebnis dem Schnittpunktsberechnungsteil SP zurückliefert, der dann den entsprechend korrigierten Satz an den Korrekturspeicher KS weitergibt. Von diesem werden dann die so korrigierten Sätze auf den Interpolationsteil I gegeben, der die erforderlichen Bahnkurven in Form von Pulsfolgen für die Steuerung der Maschine WM zur Verfugung stellt.As from the schematic representation according to Pig. 2, the corresponding arithmetic process takes place in the computer in such a way that the contour description originating from the input E is taken over in the form of programmed sentences in a program memory part PS . By discussing the points of intersection of the curves described in the programmed blocks with the aid of the correction value A. r, the individual corrected points of intersection are calculated in the point of intersection calculation part SP and the difference to the uncorrected point of intersection is determined in a difference part D. From the values determined in this way, a minimum discriminator M selects that value which supplies the minimum amount and returns the result to the intersection calculation part SP, which then forwards the correspondingly corrected record to the correction memory KS. From this, the sentences corrected in this way are then sent to the interpolation part I, which provides the required trajectories in the form of pulse sequences for controlling the machine WM.

Mit Vorteil wird man dabei die vorstehend beschriebenen Einzelvorgänge nicht in einzelnen Steuerungselementen realisieren, sondern durch den Rechner ausführen lassen, der auoh die übrigen Steuerungsvorgänge der Maschine übernommen hat.Advantageously, the individual processes described above will not be implemented in individual control elements, but rather let them be carried out by the computer, which has also taken over the other control processes of the machine.

2 Figuren
1 Anspruch
2 figures
1 claim

5098AA/010Q5098AA / 010Q

Claims (1)

- 5 - VPA 74/3078- 5 - VPA 74/3078 PatentanspruchClaim Numerische Werkzeugkorrektur bei einer Werkzeugmasohinensteuerung, insbesondere bei einer Brenneohneidmaschinensteuerung, bei der die Kontur des zu fertigenden Werkstücke in einer Folge von Sätzen programmierbar ist und der Mittelpunkt des Werkzeuges duroh jeweils korrigierte Sätze auf einer gegenüber der Kontur um den Korrekturwert verschobenen Kurve geführt ist, bei der der Endpunkt dee Jeweils laufenden korrigierten Satzes und der Anfangepunkt des folgenden korrigierten Satzes auf dem Schnittpunkt der korrigierten Bahnkurven ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Schnittpunkten (E ', E ") jeweils der Abstand (da, d2) zwischen diesen Schnittpunkten und dem vorgegebenen Schnittpunkt (E )der Kurven der entsprechenderfichtkorrigierten Sätze (S , S1) ermittelbar ist und daß als Endbzw. Anfangspunkt der korrigierten Sätze derjenige Sohnittpunkt dient, dem das Abstandsminimum zugeordnet ist.Numerical tool correction in a machine tool control, in particular in a cutting machine control, in which the contour of the work piece to be manufactured can be programmed in a sequence of blocks and the center of the tool is guided by corrected blocks on a curve that is shifted by the correction value compared to the contour, in which the end point of the current corrected block and the starting point of the following corrected block can be determined at the intersection of the corrected trajectories predetermined intersection point (E) of the curves of the corresponding, incorrectly corrected sentences (S, S 1 ) can be determined and that the end or starting point of the corrected sentences is the sonic point to which the minimum distance is assigned. 509844/0100509844/0100 LeerseiteBlank page
DE19742418288 1974-04-16 1974-04-16 NUMERICAL TOOL CORRECTION IN A MACHINE CONTROLLER, IN PARTICULAR IN A FLUSH CUTTING MACHINE CONTROL Ceased DE2418288B2 (en)

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