DE3416091A1

DE3416091A1 - Einrichtung zur massstabskorrektur bei einer numerisch gesteuerten werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE3416091A1
Application number: DE19843416091
Authority: DE
Inventors: Dieter 8520 Erlangen Kremper
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-04-30
Filing date: 1984-04-30
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE3416091C2

Description

Einrichtung zur Maßstabskorrektur bei einer numerisch
gesteuerten Werkzeugmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Maßstabskorrektur bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei der am Umfang eines Rundtisches ein zur Winkelmessung dienender inkrementaler Impulsmaßstab mit von der Zahl der Sollteilungen abweichender Istteilung vorhanden ist und die Istteilung mit einem MeBkopf erfaßbar ist.
Zur Weg- bzw. Winkelmessung bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen sind eine Vielzahl unterschiedlicher analoger oder digitaler Wegmeßgeber bekannt. Ein besonderer Wegmeßgeber ist der sogenannte Inkrementalmeßgeber, bei dem pro Weg- bzw. Winkeleinheit ein Zählimpuls geliefert wird (vgl. z.B. DE-PS 12 14 307 oder Siemens-Zeitschrift 1970, Beiheft Numerische Steuerungen s. 16).
An den numerisch gesteuerten Rundtischen wird für die Winkelmessung zunehmend ein biegsamer flexibler digitaler Inkremental-Uingenmaßstab eingesetzt. Dieser wird auf einem zum Drehmittelpunkt des Rundtisches zentrischen Kreisumfang des Rundtisches angebracht.
Der Kreisumfang für die Aufnahme des Längenmaßstabs wird so dimensioniert, daß die Verwendung eines normalen metrischen Maßstabes mit der Auflösung mit z.B.
1 t möglich ist und daß die Anzahl der erzeugten Impulse - bezogen auf den Umfang 360 x die Auflösefeinheit beträgt. An der Stoßstelle des Längenmaßstabes wird dieser Maßstab so abgeschnitten und gestoßen, daß eine Winkelmessung über die Stoßstelle hinweg möglich wird.
Trotz des exakt berechneten Umfangskreises ist das Aufbringen des Maßstabes, bezogen auf die Länge, mit Toleranzen behaftet.
Dadurch bedingt, weicht die Istzahl der erzeugten Impulse von der Sollzahl, bezogen auf den Umfang, ab.
Dies führt zu einem Positionierfehler, der sich bei einer Winkelmessung über mehrere Umdrehungen hinweg addiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den durch die von der Sollteilung abweichende Istteilung auftretenden Fehler so zu kompensieren, daß eine möglichst hohe Positioniergenauigkeit erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Umfang des Impulsmaßstabes elektronisch in eine Reihe von durch Impulszählung ermittelten Bereichen unterteilt wird und daß beim tfberschreiten Jeder Bereichsgrenze eine von der Abweichung und der Bereichszahl abhängige entsprechende Korrektur der vom Meßkopf erfaßten Impulse vorgenommen wird.
Auf diese Weise wird während der Positionierung des Rundtisches, g3tchmäßig verteilt auf den Umfang, durch Hinzufügen oder Eliminieren von Pulsen eine entsprechende Korrektur vorgenommen. Die Anzahl der Korrektureinheiten, bezogen auf den Kreisumfang, kann auf einfache Weise eingestellt werden.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert: Der numerisch zu positionierende Rundtisch 1 einer nicht weiter gezeigten Werkzeugmaschine hat einen zylindrischen Maßstabsträger 2, auf dessen Umfang ein inkrementeller Impulsmaßstab 3 angeordnet ist. Dieser Impulsmaßstab 3 kann z.B. bei einer vollständigen Umdrehung des Rundtisches 1 eine Lieferung von 360 000 Impulsen bewirken.
Trotz einer möglichst exakten Anpassung und geneuen Stoßung des Maßstabes an der Stoßstelle 4 bleibt es im allgemeinen nicht aus, daß der tatsächliche Maßstab nicht die genannte Sollteilung von 360 000 Pulsen, sondern z.B. eine Istteilung von 359 900 Pulsen pro Umdrehung liefert. Eine derartige Abweichung des Istwertes vom Sollwert ist bei einer einfachen Winkelmessung relativ unkritisch; unangenehmer wird es Jedoch für die Meßgenauigkeit, wenn mehrere Umdrehungen in gleicher Richtung ausgeführt werden, so daß sich der Fehler addiert.
Die einzelnen Impulse am Umfang des Impulsmaßstabes 2 werden über einen Meßkopf 5, z.B. magnetisch oder optisch, Je nach der Art des Maßstabes erfaßt und einer Zähleinrichtung 6 zugeführt. ausgehend von einem bestimmten Nullpunkt ist der Stand dieser Zähleinrichtung dann ein Maß für die Jeweilige Winkelstellung des Rundtisches 1. Der Stand dieser Zähleinrichtung 6 wird seinerseits in periodischen Abständen von einer an sich bekannten Rechnersteuerung 7 abgeholt und dient in Verbindung mit einem vorgegebenen Sollwert zur Steuerung des Motors 8 für die Bewegung des Rundtisches 1.
Ist z.B. - wie vorstehend angegeben - eine Istteilung vorhanden, die um 100 Pulse von der Sollteilung abweicht, so ist z.B. eine Korrektur dergestalt möglich, daß der Umfang des Impulsmaßstabes 2 elektronisch in 100 gleiche Teile geteilt wird, d.h. in Bereiche 10 von Jeweils 3,60 und daß Jeweils an den Bereichigrenzen 1 Puls zum Zählergebnis addiert oder 1 Puls subtrahiert wird. Addition oder Subtraktion sind dabei von der Drehrichtung abhängig. Dies läßt sich schaltungsmäßig relativ leicht dadurch erreichen, daß Jeweils bei den Zählwerten der Zähleinrichtung 6, die diesen vorgenannten Winkelwerten entsprechen,mittels der Speichereinrichtung 9, in der 1 Puls gespeichert ist, dieser Wert entweder additiv oder subtraktiv dem Stand der Zähleinrichtung 6 hinzugefügt wird. Auf diese Weise kann relativ einfach ein Fehler in der Maßstabsteilung so kompensiert werden, daß eine hohe Genauigkeit erreicht wird.
1 Patentanspruch 1 Figur - L e e r s e i t e -

Claims

Patntanspruch Einrichtung zur MaDstabskorrektur bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei der am Umfang eines Rundtisches ein zur Winkelmessung dienender inkrementaler Impulsmaßstab mit von der Zahl der Sollteilungen abweichender Istteilung vorhanden ist und die Istteilung mit einem Meßkopf erfaßbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Umfang des Impulsmaßstabes (3) elektronisch in eine Reihe von durch Impulszählung ermittelbaren Bereichen (10) unterteilt ist und daß beim Uberschreiten Jeder Bereichsgrenze eine von der Abweichung und der Bereichszahl abhängige entsprechende Korrektur der vom Meßkopf (5) erfaßten Istpulse vorgenommen wird.