DE3709129C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (WO 86/00 728).

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) der Bearbeitungsmaschine als kontrollierte Einrichtung, wenn Energie zugeführt wird. Es ist demgemäß erforderlich, Maßnahmen für die Nullpunkt-Rückstellung vorzunehmen, aufgrund derer die Bearbeitungsmaschine (Maschine, NC-Maschine) zu ihrem Nullpunkt (dem Ursprung) zurückgeführt wird, wobei die momentane Lage der numerischen Steuervorrichtung als ihr Nullpunkt (der Ursprung) angesehen wird.

Die WO 86/00 728 beschreibt ein System zur Steuerung der Nullpunkt-Rückkehr, bei dem eine Rampe mit einem Proximalpunkt-Meßgeber in Kontakt gebracht wird (falls der Kontakt nicht bereits besteht). Daraufhin wird ein bewegliches Teil zunächst um eine vorbestimmte Distanz in eine erste Richtung und dann um eine kürzere, ebenfalls vorbestimmte Distanz in eine zweite, der ersten entgegengesetzte Richtung bewegt, woraufhin eine weitere Bewegung mit Kriechgeschwindigkeit in die zweite Richtung erfolgt, bis der (Soll-)Nullpunkt erreicht ist.

Bei einem weiteren 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 Teiles zu reduzieren; ein Referenzpunkt wird durch ein erstes Rastersignal gefühlt, was nach Erzeugung eines Nullpunkt-Annäherungssignales 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 vorzunehmenden Schritte; unabhängig von der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnen Bezugszahl 6 einen Endschalter, der an einem beweglichen Teil 5, wie einem Tisch, angeordnet ist, und Bezugszahl 16 eine Rampe, welche nahe am Nullpunkt eines feststehenden Teils 17 einer Maschine angeordnet ist und zum Zusammenarbeiten mit dem Endschalter 6 dient.

Wenn der Betrieb der Maschine zur Nullpunkt-Rückstellung gestartet ist, wobei sich der Endschalter 6 in der Arbeitszone links von der Rampe 16 befindet, wird das bewegliche Teil 5 mit hoher Geschwindigkeit FZ zum Nullpunkt hinbewegt. Der Endschalter 6 erreicht die Nullpunktnähe zu einem Zeitpunkt t 1 und kommt in Kontakt mit der Rampe 16 zur Nullpunktrückstellung. Dann wird der Endschalter 6 eingeschaltet und erzeugt ein EIN-Signal (ein Verzögerungssignal), wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Teiles 5 reduziert wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit wird in eine Kriechgeschwindigkeit FD zum Zeitpunkt t 2 geändert, worauf sich das bewegliche Teil 5 mit der Kriechgeschwindigkeit FD bewegt. Wenn der Endschalter 6 von der Rampe 16 zu einem Zeitpunkt t 3 freikommt, wird der Endschalter 6 aus seiner EIN-Stellung in seine AUS-Stellung gebracht. Dann wird das bewegliche Teil 5 verzögert und an derjenigen Rasterstelle A angehalten (an welcher ein Rastersignal G 1 erzeugt ist), welche die erste Rasterstelle nach dem Umschalten des Endschalters 6 von EIN-Stellung in die AUS-Stellung ist. Die Rasterstelle A, an welcher das bewegliche 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 17 und dem Nullpunkt D durch Messung ermittelt hat; darauf ist die Operation zur Nullpunkt-Rückstellung beendet. In Fig. 1 bedeutet Buchstabe α die Verzögerungszeit eines Servosystems.

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

Ein Resolver erzeugt allgemein ein Stellungssignal eines Zyklus für jeden Umlauf bei seiner Umdrehung. Wenn eine Umdrehung des Resolvers als entsprechend einer Länge K (mm) des beweglichen Teile 5 und die Bewegungslage des beweglichen Teils 5 gemäß Fig. 2 als auf der Abszisse aufgetragen betrachtet werden, wird ein Positionssignal PDW eines Zyklus für die Länge K (mm) erzeugt. Null-Durchgänge G 0, G 1, G 2, G 3, . . . des wiederholten Positionssignals PDW seien als Rasterpunkte bezeichnet, die erzeugt werden, wenn das bewegliche Teil 5 sich jeweils um eine Länge L weiterbewegt hat. Wenn demgemäß die Relativlage zwischen dem Endschalter 6 und der Rampe 16 außerhalb der Ordnung ist, d. h. wenn die Position des Endschalters 6 oder der Rampe 16 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 t 3′ von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung gebracht wird, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 angedeutet ist, kann der Rasterpunkt G 1 nicht erfaßt werden (bei normalem Betrieb wird der Rasterpunkt G 1 erfaßt, so daß der Referenzpunkt A definiert ist). Statt dessen wird ein Rasterpunkt G 2, der als nächster auf den Rasterpunkt G 1 folgt, 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 G 0 und G 1 geschaltet wird. Die Schalterbetätigungsposition kann näher dem Rasterpunkt G 0 oder dem Rasterpunkt G 1 liegen und diese Stellung kann mit fortschreitender Zeit außerhalb des Gebietes zwischen den Rasterpunkten G 0 und G 1 zu liegen kommen, und zwar aufgrund von Rattern 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 G 0 und G 1 einige Millimeter beträgt. Daher ist es erforderlich, die Position der Rampe 16 oder des Enschalters 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 G 0 und G 1 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 6 und den Rasterpunkten G 0 und G 1 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 bereits 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 G 0 und G 1 zu liegen kommt, indem die Position dieser Rasterpunkte elektrisch verschoben wird.

In Fig. 3 bezeichnen: Bezugszahl 5 einen beweglichen Teil einer Maschine, die mittels Steuerbefehlen aus einer numerischen Steuervorrichtung 15 steuerbar ist, Bezugszahl 4 ein treibendes Teil, wie einen Motor, zum Betätigen des beweglichen Teiles 5 der Maschine, Bezugszahl 7 einen Positivgeber (Resolver bzw. Drehmelder) als Vorrichtung zum Fühlen der Maschinenstellung, der mit dem treibenden Teil 4 verbunden ist, um die Stellung des beweglichen Teils 5 der Maschine zu fühlen, Bezugszahl 8 einen Impulswandler zum Umformen des Ausgangssignals des Resolvers 7 in Impulse, Bezugszahl 9 einen Rastersignalerzeuger 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 Datenverarbeitungsvorrichtung, welche die Position des Endschalters 6, der sich nach Einschalten in die EIN-Stellung durch Kontaktieren der Rampe 16 von dieser trennt, sowie den Abstand zwischen dieser Position und dem ersten Rasterpunkt, ausgehend von einem Signal der Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 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 Kathodenstrahlröhre (CTR) anzeigt. Ein MCU 13 umfaßt den Impulswandler 8, den Rastersignalerzeuger 9, den Zweit-Port-RAM 10 und die Datenverarbeitungsvorrichtung 11 und steuert die Maschine, um korrekte Bearbeitungsgänge durchzuführen.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 sind der Rastersignalerzeuger (Rasterpunkterzeugungsvorrichtung) 9, die Datenverarbeitungsvorrichtung 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 in einer vorgegebenen Reihenfolge, und Bezugszahl 6 bezeichnet den Endschalter als Proximalpunkt-Meßgeber, der an einem beweglichen Teil 5 der Maschine angebracht ist, wobei der Endschalter 6 ein EIN-Signal durch Kontaktieren der Rampe 16 erzeugt, welche an einem festen Teil der Maschine in einer Stellung nahe dem Nullpunkt der Maschine angeordnet ist und wobei der Endschalter 6 beim Freikommen von der Rampe 16 ein AUS-Signal an den PC 12 abgibt. Der Endschalter 6 dient zum Fühlen, daß das bewegliche Teil 5 sich in die Nähe des Nullpunkts D 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 Position und dem ersten Rasterpunkt.

Bezugszahl 2 bezeichnet ein I/O-Interface, Bezugszahl 1 einen Haupt-CPU zum Steuern des MCU 13, des PC 12, des I/O-Interface 2 und anderer Baugruppen, und Bezugszahl 14 bezeichnet einen RAM zum Speichern der Parameter τ, der Daten 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 Steuervorrichtung 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 des Abstands zwischen benachbarten Rasterpunkten G 0, G 1 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 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 G 0 und G 1 liegt, sondern davon, gemäß Fig. 4,e abweichend zu liegen kommt. Es folgt, gemäß Fig. 4, die Stellung B nicht der Beziehung x = y, sondern vielmehr der Beziehung x′ < y′. In diesem Fall sollte die Stellung B in die Mitte zwischen den Rasterpunkten G 0, G 1 durch Verlagern (in Fig. 4 nach rechts) der Rasterpunkte G 0, G 1 in die Stellungen G 0′, G 1′ um jeweils die Länge L gebracht werden, wenn ein numerisches Steuersystem installiert wird. Die Kompensationsoperation 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 ab. Auf diesen Befehl hin wird das bewegliche Teil 5 (z. B. ein Tisch) der Maschine mit hoher Geschwindigkeit FZ in Richtung zum Maschinen-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 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 bewegliche Teil 5 der Maschine 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 beweglichen Teils 5 wird der Ausgang des als Positionsgeber wirkenden Resolvers 7 in den Impulswandler 8 eingegeben, welcher den Eingang in eine Impulsfolge umformt und diese an die Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9 weitergibt. Die Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9 erzeugt Rasterpunkte G 0, G 1 . . . für jede Umdrehung des Motors 4 auf der Grundlage der Parameter τ, die im RAM 14 gespeichert sind. Die Parameter τ werden über den Zwei-Port-RAM 10 in die Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9 eingegeben. Während das bewegliche Teil 5 der Maschine 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 G 1 bezüglich der Stellung B erfaßt wird, wo der Endschalter in seine AUS-Stellung gelangt, wird die Bewegung des beweglichen Teiles 5 angehalten. Das Erzeugen der Pasterpunkte G 0, G 1 . . . und eine Schaltung zum Anhalten des beweglichen Teils 5 benachbart dem Maschinen-Nullpunkt D unter Verwendung von Rasterdaten ist bekannt, so daß eine Beschreibung entbehrlich ist.

Andererseits zählt die Datenverarbeitungsvorrichtung 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 Rasterpunkt G 1 erfaßt wurde, erzeugten Impulse. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 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 l mittels numerischer Werte darstellt. Da die Daten innerhalb des Abstands l von einem Operateur gelesen werden können und der Abstand F zwischen den Rasterpunkten G 0, G 1 aus den Parametern τ erhalten werden kann, berechnet der Operateur einen Wert F/2 als die Hälfte des Abstandes F und ermittelt danach eine Rasterverlagerungsgröße L durch Berechnen von (F/2-l) aus den Werten des Abstandes l und des halben Abstands F. Der Operateur kann dann die Daten bezüglich der Rasterverlagerungsgröße L 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 5 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 G 0′ und G 1′, weil die Positionen der Rasterpunkte G 0, G 1 entsprechend nach rechts in die Positionen G 0′, G 1′ . . . um den Weg L in Übereinstimmung mit der eingegebenen Rasterverlagerungsgröße 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 5 der Maschine angehalten wird, in die Position A′ entsprechend dem Rasterpunkt G 1′ verlagert. Wenn daher die Position A entsprechend dem Rasterpunkt G 1′ 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 5 der Maschine eine Nullpunkt-Rückstellbewegung macht (die beim Beginn des Betriebs der Maschine durchgeführt werden sollte), wird das bewegliche Teil 5 einmal an der Stelle A′, welche dem Rasterpunkt G 1′ entspricht, aufgrund der Rasterverlagerungsgröße L angehalten, worauf es entsprechend den Kompensationsdaten zum Maschinen-Nullpunkt D bewegt wird.

Bei dem konventionellen numerischen Steuersystem stellt die CRT 3 lediglich den Abstand l zwischen der Position B, wo das AUS-Signal erzeugt wurde, und dem ersten Rasterpunkt G 1 dar, und die Rasterverlagerungsgröße L für die Rasterpunkte G 0, G 1 kann nicht allein durch Kenntnis des Abstandes l erhalten werden. Daher war es erforderlich, die Justierung durch Berechnen des Abstandes F zwischen den Rasterpunkten G 0, G 1 vorzunehmen. Der Abstand F variiert jedoch, abhängig von verschiedenen Parametern τ, welche die Maschinenspezifikation erfüllen. Es war daher zum Erhalten des Abstandes F erforderlich, die verschiedenen Parameter τ, wie einen durch die 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 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 Rasterverlagerungsgröße L zu bestimmen. Außerdem nimmt es viel Zeit in Anspruch, die Rasterverlagerungsgröße L 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. Beispielsweise kam vor, daß das AUS-Signal des Endschalters 6 mit einiger Zeitverzögerung und nicht zu der tatsächlichen Zeit empfangen wurden, wenn der Endschalter 6 von der Rampe 16 freikam. Dies führte zur Ausgabe von falschen Daten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine numerische Steuervorrichtung zur Steuerung der Nullpunkt-Rückkehr eines beweglichen Teils einer Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die automatischen Operationen für die Ermittlung der Rasterverlagerungsgröße ohne Hilfe eines Operateurs und ohne Anzeige dieser Rasterverlagerungsgröße möglich ist.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale 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 zeigt

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

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Rasterpunktbildung erläutert;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer konventionellen numerischen 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.

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-Verarbeitungsvorrichtung zum Zählen der Impulsanzahl, die zwischen 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 eines Zwischenpunktes zwischen den Rasterpunkten (die Anzahl der Impulse zwischen den Rasterpunkten multipliziert mit 1/2), wobei die Anzahl der aus der Impulszahl-Verarbeitungsvorrichtung 17 ausgegebenen Impulse in Betracht gezogen wird; Bezugszahl 20 eine Rasterpunktverlagerungsgrößen-Verarbeitungsvorrichtung zum Ermitteln einer Rasterpunktverlagerungsgröße L, ausgehend von einem Signal der Zwischenpunkt- Verarbeitungsvorrichtung 18, und dem Signal der Datenverarbeitungsvorrichtung 11; Bezugszahl 19 eine Codebestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Richtung der Rasterpunktverlagerungsgröße L entweder nach rechts oder nach links, ausgehend von der Rasterverlagerungsgröße L, die von der Rasterpunktverlagerungsgrößen- Verarbeitungsvorrichtung 20 abgegeben wurden, und von einem Signal der Datenverarbeitungsvorrichtung 11. In Fig. 5 sind die betreffenden Vorrichtungen 17, 18, 20 und die Codebestimmungsvorrichtung 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 5 zum Nullpunkt D der Maschine 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 aus. Dann wird das bewegliche Teil 5 (z. B. ein Tisch) der Maschine mit hoher Geschwindigkeit FZ in Richtung des Maschinen-Nullpunktes D verfahren. Wenn der Endschalter 6 in Kontakt mit der Rampe 16 am Punkt E 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 FD, die im RAM 14 gespeichert sind, zu dem Zwei-Port-RAM 10. Wenn dieser diese Daten empfängt, erzeugt der MCU 13 einen Kriechgeschwindigkeitsbefehl und gibt diesen zur Maschine ab. Auf den Empfang dieses Befehles wird die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Teils 5 der Maschine in Kriechgeschwindigkeit FD am Punkt C geändert, wo der Endschalter 6 aufgrund des Kontaktes mit der Rampe 16 in EIN-Stellung sich befindet. Während der Bewegung des beweglichen Teils 5 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 Rasterpunkterzeugungsvorrichtung 9 Rasterpunkte G 0, G 1 . . . 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 10 eingegeben wurden. Andererseits bewegt sich das bewegliche Teil 5 der Maschine weiter in Richtung zum Maschinen-Nullpunkt D. Wenn der Endschalter 6 am Punkt B von der Rampe 16 freikommt, wird ein AUS-Signal erzeugt und in den PC 12 eingegeben. Die Bewegung des beweglichen Teils 5 wird angehalten, wenn der erste Rasterpunkt G 1 auf diese Stellung B folgend erfaßt wird, in welcher der Endschalter 6 das AUS-Signal erzeugt hat. Eine Beschreibung im einzelnen der Erzeugung der Rasterpunkte G 0, G 1 . . . und einer Schaltung zum Anhalten des beweglichen Teils 5 benachbart dem Maschinen-Nullpunkt D unter Verwendung der Rasterpunkte ist entbehrlich, da es sich um bekannte Techniken handelt.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung 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 l zwischen dem die Stellung B erzeugenden AUS-Signal und dem auf diesem folgenden Rasterpunkt G 1, indem die Anzahl der innerhalb des Abstandes l erzeugten Impulse gezählt wird. Andererseits verarbeitet die Impulszahl-Verarbeitungsvorrichtung 17 die Anzahl der Impulse GT, welche zwischen den Rasterpunkten G 0, G 1 unter Verwendung der Ausgangssignale des Impulswandlers 8 und der Parameterdaten erzeugt wurden, die über den Zwei-Port-RAM 10 im RAM 14 gespeichert sind. Die Anzahl der Impulse GT wird durch folgende Gleichung (1) erhalten:

GT = T/τ (1),

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

Die Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung 18 ermittelt einen Zwischenabstand x oder y zwischen den Rasterpunkten G 0, G 1, ausgehend von den Ausgangssignalen der Impulszahl-Verarbeitungsvorrichtung 17. Der Zwischenabstand x oder y wird durch folgende Gleichung (2) erhalten:

x (oder y) = T/τ × 1/2 (2).

Die Rasterverlagerungsgrößen-Verarbeitungsvorrichtung 20 verarbeitet die Rasterverlagerungsgröße L, ausgehend von den Ausgangssignalen der Zwischenpunkt- Verarbeitungsvorrichtung 18 und der Datenverarbeitungsvorrichtung 11. Die Rasterverlagerungsgröße L wird aus der folgenden Gleichung erhalten:

L = x (oder y) - l (3)

Die Codebestimmungsvorrichtung 19 gibt die Richtung der Rasterverlagerungsgröße L ausgehend von den Ausgangssignalen der Datenverarbeitungsvorrichtung 11 und der Rasterverlagerungsgrößen- Verarbeitungsvorrichtung 20 aus, worin L < l eine Verlagerung nach links bewirkt wird, während eine Verlagerung nach rechts mit L < l bewirkt wird. Die Richtung der Rasterverlagerungsgröße L wird in einen gegebenen Bereich des RAM 14 über den Zwei-Port-RAM 10 eingegeben.

Darauf wird das bewegliche Teil 5 der Maschine wieder in gleicher Weise wie oben bei dem konventionellen System bewegt. Da in diesem Fall die Stellung der Rasterpunkte G 0, G 1 . . . nach rechts in die Stellung G 0′, G 1′ . . . um die Rasterverlagerungsgröße L in Übereinstimmung mit deren Richtung verschoben worden ist, gelangt die Position B des AUS-Signals in eine zentrale Stellung (x = y) zwischen den Rasterpunkten G 0′ und G 1′. Eine Detailbeschreibung der Schaltung zum Bewirken der Rasterpunktverlagerung ist entbehrlich. Obgleich die AUS-Signal-Stellung B nach der Justierung unverändert ist, wird das bewegliche Teil 5 der Maschine beim Rasterpunkt G 1′ in einer Stellung angehalten, die verschieden von der Stellung vor der Justierung ist. Wenn somit der Rasterpunkt G 1′ vom Maschinen-Nullpunkt D abweicht, wird der Abstand zwischen der Stellung A′ auf 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 5 der Maschine erneut am Rasterpunkt G 1′ (der Stellung A′), gemäß der Rasterverlagerungsgröße L, 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.

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.

Claims (4)

1. Numerische Steuervorrichtung zur Steuerung der Nullpunktrückkehr eines beweglichen Teiles (5) einer Bearbeitungsmaschine, mit

• - einem Proximalpunkt-Meßgeber (6), der an dem beweglichen Teil (5) der Bearbeitungsmaschine angeordnet ist,
• - einer Rampe (16), die an einem unbeweglichen Teil in der Nähe des Nullpunktes (D) der Bearbeitungsmaschine angeordnet ist, wobei der Proximalpunkt- Meßgeber (6) durch die Rampe (16) betätigt wird, wenn das bewegliche Teil (5) sich dem Nullpunkt der Bearbeitungsmaschine nähert,
• - einem Positionsgeber (7) zum Ermitteln der Stellung des beweglichen Teils (5) der Bearbeitungsmaschine,
• - einem Rastersignalerzeuger (9) zur Erzeugung von Rastersignalen, abhängig von der Position des beweglichen Teils (5) der Bearbeitungsmaschine,

gekennzeichnet durch

• a) einen Impulswandler (8) zum Umformen des Ausgangssignales des Positionsgebers (7) in Impulse;
• b) die Erzeugung der Rastersignale durch den Rastersignalerzeuger (9) aus dem Ausgangssignal des Impulswandlers (8);
• c) eine Datenverarbeitungsvorrichtung (11, 12) zum Zählen der Impulse, die in einem Zeitintervall zwischen dem Trennen des Proximalpunkt- Meßgebers (6) von der Rampe (16) bis zum Erfassen des ersten darauf folgenden Rastersignals beim weiteren Annähern des beweglichen Teils (5) der Bearbeitungsmaschine an den Nullpunkt (D) erzeugt wurden;
• d) eine Impulszahl-Verarbeitungsvorrichtung (17) zum Bestimmen der zwischen aufeinanderfolgenden Rastersignalen erzeugten Anzahl von Impulsen;
• e) eine Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung (18) zum Ermitteln einer Zwischenstellung zwischen aufeinanderfolgenden Rasterpunkten, ausgehend vom Ausgangssignal der Impulszahl- Verarbeitungsvorrichtung (17);
• f) eine Rasterverlagerungsgrößen-Verarbeitungsvorrichtung (20) zum Erzeugen einer Rasterverlagerungsgröße (L), ausgehend von den Ausgangssignalen der Datenverarbeitungsvorrichtung (11, 12) und der Zwischenpunkt-Verarbeitungsvorrichtung (18);
• g) eine Codebestimmungsvorrichtung (19) zum Bestimmen der Richtung der Rasterverlagerungsgröße (L) nach rechts oder links, durch einen Vergleich der Ausgangsgrößen der Datenverarbeitungsvorrichtung (11, 12) und der Rasterverlagerungsgrößen- Verarbeitungsvorrichtung (20) und
• h) einen Speicher (10) zum Speichern von aus der Codebestimmungsvorrichtung (19) ausgegebenen Daten.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Proximalpunkt- Meßgeber (6) ein Endschalter ist und daß der Positionsgeber (7) ein Resolver ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Vorrichtungen mit Software betriebene Vorrichtungen sind.