DE4107707A1 - Verfahren und vorrichtung zum kompensieren von lagefehlern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kompensieren von lagefehlern

Info

Publication number
DE4107707A1
DE4107707A1 DE4107707A DE4107707A DE4107707A1 DE 4107707 A1 DE4107707 A1 DE 4107707A1 DE 4107707 A DE4107707 A DE 4107707A DE 4107707 A DE4107707 A DE 4107707A DE 4107707 A1 DE4107707 A1 DE 4107707A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
position error
pattern
movable part
movement
error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4107707A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4107707C2 (de
Inventor
Toshihiro Ueta
Masahito Shiozaki
Jun Fujita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Publication of DE4107707A1 publication Critical patent/DE4107707A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4107707C2 publication Critical patent/DE4107707C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/402—Numerical 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 control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/404—Numerical 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 control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35588—Pack, compress data efficiently in memory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41036—Position error in memory, lookup table for correction actual position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41055—Kind of compensation such as pitch error compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Kompensieren oder Korrigieren eines Lage­ fehlers einer numerischen Steuereinrichtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine oder der­ gleichen steuert.
Bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine tritt ein Lagefehler infolge eines Gewindespindel-Teilungsfehlers oder dergleichen bei der Positionierung der Maschine auf. Aus diesem Grund ist eine numerische Steuereinrichtung im allgemeinen mit einer Lagefehler-Kompensationsvorrichtung versehen. Dabei wird der Lagefehler wie folgt kompensiert. Beispielsweise wird der Bewegungsbereich jeder Welle des bewegbaren Teils der Maschine in mehrere Abschnitte unterteilt. So wird beispielsweise der Bewegungsbereich in Richtung der X-Achse in Xi (i=1, 2, 3, . . .) Abschnitte unterteilt und der Kompensationsbetrag EXi (i=1, 2, 3, . . .) jedes Abschnitts gemessen und in einer Speicherein­ richtung gespeichert. Wenn die augenblickliche Lage in Richtung der X-Achse des beweglichen Teils der Maschine in einen vorbestimmten Bereich AX1 eintritt, wird die augen­ blickliche Lage in Richtung der X-Achse des beweglichen Teils der Maschine in Abhängigkeit von dem Kompensationsbe­ trag EXi und der positiven oder negativen Bewegungsrichtung der Maschine kompensiert.
Bei einer bekannten numerischen Steuervorrichtung werden der Bereich, in dem die Maschine positioniert wird, und entsprechende Lagekompensationsdaten als Paar gespeichert und der Lagefehler in Abhängigkeit von den gespeicherten Daten kompensiert. Infolgedessen würde sich der Lagefehler über eine kurze Strecke ändern, z. B. ein Bewegungsfehler, der durch einen Steigungsfehler der Gewindespindel bewirkt wird, der bei jeder Umdrehung während der Herstellung einer Gewindespindel (Vorschubspindel) auftritt. Wenn eine derar­ tige Änderung wiederholt im Bewegungsbereich des beweglichen Teils auftritt, muß die Anzahl der Unterteilungen erhöht (d. h. die Länge der unterteilten Abschnitte verringert) werden, wenn eine äußerst genaue Kompensation erreicht werden soll. Wenn die Speicherkapazität der Speichervorrichtung begrenzt ist, die die Kompensationsdaten speichert, würde die Anzahl der Kompensationspunkte unzureichend. Andernfalls müßte die Kapazität der Speicher­ vorrichtung vergrößert werden. Selbst wenn die Kapazität der Speichervorrichtung ausreichend wäre, müßten mehrmals gleiche Daten gespeichert werden, die bei jeder Umdrehung einer Gewindespindel über den gesamten Bewegungsbereich auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzu­ geben, die eine wirksame Kompensation eines Lagefehlers sowie eines Fehlers des Weges eines beweglichen Teils mittels einer geringeren Anzahl gespeicherter Kompensations­ daten und in einer kürzeren Korrekturzeit mit hoher Genauigkeit ermöglichen. Insbesondere soll die Anzahl von Dateneingabepunkten verringert werden, die zur Korrektur des Lagefehlers benutzt werden, so daß die zur Datenein­ stellung erforderliche Zeit verringert wird.
Eine Lösung dieser Aufgabe ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Anzahl von Bereichen vorkommen, in denen das gleiche Muster von Lagefehleränderungen in einem bestimmten Bewegungsbereich des beweglichen Teils auftritt.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Kompensieren von Lagefehlern einer numerischen Steuereinrichtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine steuert, darin, daß die Bewegung des beweglichen Teils in mehrere kleine Abschnitte unterteilt wird, die einer Vielzahl von Arten sich wieder­ holender Lagefehlermuster entsprechen, wobei sich in jedem der kleinen Abschnitte eine Konfiguration einer Lage­ fehlerkurve in dem gleichen Muster wiederholt; daß in einem Speichermittel Koordinaten des Anfangs- und Endpunkts einer Bewegung und die Länge einer Periode eines Musters, die sich in irgendeinem der kleinen Abschnitte wiederholt, gespeichert werden; daß das Muster in kleine Abschnitte unterteilt wird, deren Länge jeweils kleiner als die Länge jeder Periode der jeweiligen Muster ist, die den Arten der jeweiligen Muster entsprechen; daß die Lagefehler in dem Speichermittel gespeichert werden, wobei die Lagefehler jeweils den unterteilten kleinen Abschnitten entsprechen; daß eine Soll-Lage oder eine dieser entsprechende Ist-Lage des beweglichen Teils überwacht wird; daß festgestellt wird, ob die überwachte Lage in einem und in welchem kleinen Abschnitt liegt, in dem das Muster sich wiederholt, und ob die überwachte Lage in einem und in welchem der kleinen Abschnitte in einer Periode des Musters liegt; und daß ein Lagefehler festgestellt wird, der einem kleinen Abschnitt entspricht, in dem das bewegliche Teil positio­ niert wird, und zwar in Abhängigkeit von den gespeicherten Werten der Lagefehler, die den kleinen Abschnitten entsprechen, so daß die Lage des beweglichen Teils durch den festgestellten Fehler kompensiert wird.
Sodann enthält eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kompensieren eines Lagefehlers einer numerischen Steuerein­ richtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine steuert, einen NC-Datenleser zum Lesen eines NC-Programms; eine Tastatur; einen Hauptteil der numerischen Steuereinrichtung mit einem Programmanalysator zur Anwendung des NC-Programms auf Datenspeichermittel, die eine Beziehung zwischen einer Soll-Position und einer Ist-Position des beweglichen Teils und ein Signal aus der Tastatur speichern, und einer Lagekompensationsbetrag- Berechnungseinheit, die mit den Speichermitteln verbunden ist, um ein Ist-Lage-Kompensationssignal Cx zu erzeugen; einen ersten Addierer zur Bildung der Differenz zwischen eine Ausgangsgröße Xc des Programmanalysators und einer Ist-Lage des beweglichen Teils; eine Regeleinrichtung, die mit dem Programmanalysator über den ersten Addierer verbunden ist, um einen Motor für den Antrieb des beweglichen Teils anzutreiben, Mittel zum Feststellen einer Ist-Lage des beweglichen Teils, um ein Ist-Signal der Lagekompensationsbetrag-Berechnungseinheit zuzuführen; und einen zweiten Addierer, der die Differenz zwischen dem Istwert-Signal und dem Ist-Lage-Kompensationssignal Xc berechnet und dem ersten Addierer ein Differenzsignal zuführt.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine graphische Darstellung eines Falles, bei dem die Beziehung zwischen einem Bewegungs-Sollwert und der Antwort- bzw. Ist-Lage eines mechanischen beweglichen Teils ein sich periodisch wiederholendes Lage-Fehlermuster auf­ weist,
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Falles, bei dem die Beziehung zwischen dem Bewegungs-Sollwert und der Ist-Lage eines beweglichen Maschinen-Teils zwei verschiedene Lagefehlermuster aufweist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Art des Lagefehlermusters und den entsprechenden Koor­ dinatenabschnitten,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Länge einer Periode des Lagefehlermusters und dem Koordinatenabschnitt, der der Art des Lagefehlermusters entspricht,
Fig. 5 eine Datentabelle, die die in den Fig. 3 und 4 dar­ gestellten Beziehungen darstellt,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Unterabschnitten in einer Periode des Lagefehlermusters und der Lagefehlerwerte, die den jeweiligen Unterabschnitten entsprechen,
Fig. 7 eine Datentabelle, die die Lagefehlerdaten der jeweiligen unterteilten Abschnitte zeigt, die den Arten der jeweiligen Fehler entsprechen,
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer numerischen Steuervorrichtung zur Lagefehlerkompensation,
Fig. 9 eine Abwandlung der numerischen Steuervorrichtung nach Fig. 8,
Fig. 10 eine graphische Darstellung eines Falles, bei dem das erfindungsgemäße Lagefehlerkompensationsverfahren bei einem Modell angewandt wird, das durch das in Fig. 1 dar­ gestellte Lagefehlermuster veranschaulicht wird,
Fig. 11 eine graphische Darstellung der Bewegungsgenauig­ keit eines Bearbeitungszentrums und
Fig. 12 eine graphische Darstellung des Ergebnisses, das sich durch Anwendung des Lagefehlerkompensationsverfahrens bei dem Bearbeitungszentrum mit der in Fig. 11 dargestellten Bewegungsgenauigkeit erreichen läßt.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers anhand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung, bei der eine gerade Linie 1, die ideale Antwort-Lagen des beweglichen Teils der Werkzeugmaschine entsprechend bestimmten Lage-Sollwerten (bzw. einer Führungsgröße) darstellt, Lagefehlern überlagert ist, die sich mit dem gleichen Muster (von sinusförmigem Kurvenverlauf) in zugeordneten Unterteilungs-Abschnitten gleicher Länge L wiederholen. Auf gleiche Weise ist in Fig. 2 ein Fehlermuster durch zwei verschiedene sinusförmige Muster 1 und 2 dargestellt.
Nachstehend wird beschrieben, wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Lagefehler mit möglichst geringer Anzahl von Korrekturdaten kompensiert werden. In Fig. 3 ist der Bewegungsbereich des beweglichen Teils in mehrere Abschnitte unterteilt. In jedem Abschnitt wiederholen sich die gleichen Muster 1 oder 2, die in Fig. 2 dargestellt sind. In Fig. 3 stellt ein Bereich einen Abschnitt dar, in dem das in Fig. 2 zuerst dargestellte Muster 1 sich wieder­ holt, während mit ein Abschnitt bezeichnet ist, in dem sich ein J-tes Muster wiederholt. Mit BP1 ist in Fig. 3 eine erste Koordinatenposition eines Abschnitts bezeichnet, in dem sich ein Muster wiederholt, während EP1 die Koordinatenposition darstellt, in der der Abschnitt endet, indem sich das erste Muster wiederholt. In gleicher Weise bezeichnet BPJ die erste Koordinatenposition, in der ein erster Abschnitt beginnt, in dem sich das J-te Muster wiederholt, während EPJ die Koordinatenposition bezeichnet, in der ein Abschnitt endet, in dem sich das J-te Muster wiederholt. Die Längen der Abschnitte sind so gewählt, daß sie ganzzahlige Vielfache der Periode eines sich in jedem Abschnitt wiederholenden Muster ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, die den Abschnitt darstellt.
Fig. 5 ist eine Datentabelle numerischer Daten, die die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Zustände darstellen. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Zustände können als Matrix aus M Zeilen und drei Spalten dargestellt werden, wobei M die Arten der vorkommenden Muster darstellt. So stellt beispielsweise (J, 1) die Art des J-ten Musters, A (J, 2) den Koordinatenwert EPJ des Endpunkts des Abschnitts und A (J, 3) die Länge LPJ der Periode dar, die der Art des J-ten Musters entspricht. Die graphische Darstellung nach Fig. 6 dient zur Ableitung von Daten, die zur Korrektur eines Lagefehlers verwendet werden sollen, aus den Mustern der betreffenden Lagefehlerkurven, z. B. aus dem Muster der Lagefehlerkurve der J-ten Art. Die Länge LPJ der Periode eines Musters wird in eine Vielzahl von K kleineren Abschnitten unterteilt, die jeweils die Länge SLJ haben, um einen Lagefehler, der irgendeinem der kleinen Abschnitte SLJ entspricht, durch Verwendung der Lagefehlerkurve zu bestimmen.
Fig. 7 ist eine Datentabelle von Lagefehlerdaten kleiner Abschnitte, die jeweils Arten von Mustern entsprechen. In Fig. 7 stellt C (J, K) die Lagefehlerdaten des K-ten kleinen Abschnitts der J-ten Musterart dar.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung zum Kompensieren von Lagefehlern. Die Steuervorrichtung nach Fig. 8 enthält einen Hauptteil 1A der numerischen Steuer­ vorrichtung, eine NC-Daten-Lesevorrichtung 3 zum Lesen von NC-Daten von einem NC-Band 5, eine Kathodenstrahlröhre (CRT) 7, eine Tastatur 9, eine Regeleinrichtung 11, einen Elektromotor 13, eine Gewindespindel 15, ein bewegliches Teil 17, z. B. den Tisch einer Werkzeugmaschine, und einen Lagefühler 19. Der Hauptteil 1A der numerischen Steuervor­ richtung enthält einen NC-Programmanalysator 101, eine Lage-Kompensationsbetrag-Berechnungseinheit 102 sowie Datenspeichervorrichtungen 103 und 104. Die Beziehung zwischen Lage-Sollwert und Lage-Istwert wird zuvor gemessen und zur Bestimmung der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Beziehungen sowie zur Bildung der Daten verwendet, die in der Datentabelle nach Fig. 5 dargestellt sind. Diese Daten werden über die Tastatur 9 und das NC-Band 5 eingegeben und in der Datenspeichervorrichtung 103 gespeichert. Die Länge einer Periode jedes Lagefehlermusters wird in mehrere kleine Abschnitte unterteilt, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, und die Daten gemäß Fig. 7 werden über die Tastatur 9 oder das NC-Band 5 in die Datenspeichervorrichtung 104 eingegeben.
Nach Fig. 8 wird das NC-Programm, das durch die NC-Daten­ lesevorrichtung 3 von dem NC-Band 5 abgelesen worden ist, durch den Programmanalysator 101 analysiert, und seine Ausgangsgröße Xc wird einem Addierer 21 zur Bildung der Differenz zwischen der Ausgangsgröße Xc und der Ist-Lage zugeführt. Die so ermittelte Differenz wird der Regelein­ richtung 11 als Bewegungsanweisung zugeführt. Die Regel­ einrichtung 11 steuert den Motor 13, um die Gewindespindel 15 zu drehen und dadurch die Lage des beweglichen Teils 17 der Werkzeugmaschine zu bestimmen. Die Lage des beweglichen Teils 17 wird durch einen Lagefühler 19 festgestellt, der die Drehwinkellage des Läufers des Motors 13 mißt, und das Meßsignal Xf des Lagefühlers 19 wird zur Lagekompensations­ betrag-Berechnungseinheit 102 der numerischen Steuervor­ richtung über einen Addierer 23 zurückgeführt.
Die Lagekompensationsbetrag-Berechnungseinheit 102 ver­ gleicht das zurückgeführte Signal Xf mit den in der Speichervorrichtung 103 gespeicherten Daten. Das heißt, wenn bestätigt wird, daß das Signal Xf in einem Abschnitt zwischen A (J, 1) und A (J, 2) liegt, d. h. zwischen den Koordinaten­ positionen BPJ und EPJ, wird der Wert von J ermittelt, und dann werden die nachstehenden Berechnungen
a={Xf-A (J, 1)}×LPJ (1)
 =(Xf-BPJ)×LPJ
durchgeführt.
Ersetzt man {Xf-A (J, 1)} durch X und LPJ durch Y, dann stellt X×Y einen Überschuß dar, der sich durch die Division von X und Y ergibt. Die Größe a stellt mithin die Diffe­ renz zwischen der Länge von (Xf-BPJ) und einem ganzzahligen Vielfachen der Länge LPJ der Periode eines Musters dar.
b=a/(LPJ/K)
 =a/SLJ (2)
wobei b eine positive ganze Zahl darstellt.
Wie bereits erwähnt, stellt b die Lage von b in einem vor­ bestimmten kleinen Abschnitt dar. Nach Bestimmung von J und b kann ein Lagefehlerbetrag Cx=C (J, b) aus der Daten­ speichervorrichtung 104 ausgelesen werden. Der Wert von Cx=C (J, b) wird dem Addierer 23 aus der Lagekompensations- Berechnungseinheit 102 zugeführt, um als Istlage-Korrektur­ wert verwendet zu werden.
Der Addierer 23 berechnet den Wert (Xf-Cx) und führt diesen Wert dem Addierer 21 als Rückführwert für die Istlage p, 14 zu.
Fig. 9 stellt ein Blockschaltbild eines abgewandten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung dar, bei dem anstelle der gemessenen Lage Xf ein Sollwert Xc zur Bestimmung des Lage-Korrekturwertes verwendet wird. Diejenigen Bauelemente, die den in Fig. 8 dargestellten ähnlich sind oder gleichen, sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Da in diesem Falle bei der Bestimmung eines einem Sollwert entsprechenden Lagefehlers ein Fehler durch eine Verzöge­ rung der Regeleinrichtung bewirkt wird, wird ein Sollwert Xc dadurch korrigiert, daß die gemessene Ist-Lage Xf mittels eines Differenziergliedes 25 differenziert wird, um die Geschwindigkeit Vf zu ermitteln, und dann Vf mit einem Koeffizienten Kv mittels eines Multiplizierers 27 multipli­ ziert und der Sollwert mittels des Produktes kompensiert wird. Das heißt
Xcf=Xc+Kv×Vf,
wobei Kv einen durch eine Lageregelkreisverstärkung bestimmten Faktor bezeichnet und Xcf mittels des Addierers 29 berechnet wird. Die Lagekompensationsbetrag-Berechnungs­ einheit 102 berechnet daher einen Lagefehler, der einem kleinen Abschnitt entspricht, durch Verwendung von Xcf anstelle von Xf in den Gleichungen (1) und (2). Auf diese Weise läßt sich die Lagekompensation auf die gleiche Weise wie in Fig. 8 bewirken.
Fig. 10 stellt graphisch das Ergebnis der durch die Erfin­ dung bei dem in Fig. 1 dargestellten Diagramm bewirkten Kompensation dar.
Fig. 11 stellt graphisch die Bewegungsgenauigkeit eines Bearbeitungszentrums dar, die nach dem Doppelkugelverfahren (double ball method DBB) gemessen wurde. Diese Darstellung zeigt Schwankungen von etwa 3 µm, die durch die Gewinde­ spindel bewirkt werden.
Fig. 12 stellt ein Diagramm der Bewegungsgenauigkeit für den Fall dar, daß das Lagefehlerkompensationsverfahren nach der Erfindung angewandt wird, wobei die Bewegungsge­ nauigkeit nach dem Doppelkugelverfahren gemessen wurde. Wie Fig. 12 zeigt, wurde die Genauigkeit auf etwa 0,5 µm gesteigert.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung wird mithin zur Kompensation eines Lagefehlers, der einer Soll-Lage des beweglichen Teils einer Maschine entspricht, die Kompensation durch ein Muster des Lagefehlers darge­ stellt und in einer Speichervorrichtung gespeichert, so daß die Anzahl der in der Speichervorrichtung zur Durchführung der Kompensation des Lagefehlers gespeicherten Daten ver­ ringert und dennoch die Zeit zur Korrektur verkürzt werden kann. Mit anderen Worten, es ist eine genauere Positionierung oder Lageregelung durch Speicherung einer kleineren Anzahl von Lagefehler-Kompensationsdaten möglich. Ferner ist es möglich, die Bedienungszeit zu verringern, die zur Eingabe von Lagefehler-Kompensationsdaten in die Speicher­ vorrichtung erforderlich ist.

Claims (8)

1. Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers einer nume­ rischen Steuereinrichtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung des beweglichen Teils in mehrere kleine Abschnitte unterteilt wird, die einer Vielzahl von Arten sich wiederholender Lagefehlermuster entsprechen, wobei sich in jedem der kleinen Abschnitte eine Konfiguration einer Lagefehlerkurve in dem gleichen Muster wiederholt; daß in einem Speichermittel Koordinaten des Anfangs- und Endpunkts einer Bewegung und die Länge einer Periode eines Musters, das sich in irgendeinem der kleinen Abschnitte wiederholt, gespeichert werden; und daß das Muster in kleine Abschnitte unterteilt wird, deren Länge jeweils kleiner als die Länge jeder Periode der jeweiligen Muster ist, die den Arten der jeweiligen Muster entsprechen.
2. Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers einer nume­ rischen Steuereinrichtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung in mehrere kleine Abschnitte unterteilt wird, in der sich eine Konfiguration eines Lagefehlers wiederholt; daß eine Ist-Lage des beweglichen Teils in irgendeinem der kleinen Abschnitte gemessen wird; daß die Ist-Lage des beweglichen Teils bestimmt wird; daß die Ist-Lage des beweglichen Teils in irgendeinem der kleinen Abschnitte anhand zuvor gespeicherter Daten bestimmt wird und daß ein Lagefehlerbetrag, der jedem der kleinen Abschnitte entspricht, bestimmt wird.
3. Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers einer nume­ rischen Steuereinrichtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung in mehrere kleine Abschnitte unterteilt wird; daß die Ist-Lage des beweglichen Teils gemessen wird; daß die Ist-Lage des beweglichen Teils bestimmt wird; daß die Ist-Lage des beweglichen Teils in einem Bereich bestimmt wird, in dem sich Lagefehlermuster wiederholen; daß die Ist-Lage des beweglichen Teils in welchem des unterteilten Bereiches bestimmt wird, daß die erwähnten Bestimmungen in Abhängigkeit von zuvor gespeicherten Daten durchgeführt werden; daß ein Muster des Lagefehlers und ein Lagefehlerbetrag unter Verwendung zuvor gespeicherter Daten bestimmt wird; daß ein gemessener Ist-Lagewert mittels des Lagefehlerbetrags korrigiert wird und daß das bewegliche Teil in eine korrigierte Lage gebracht wird, indem der korrigierte Lagewert zur numerischen Steuereinrichtung zurückgeführt wird.
4. Vorrichtung zum Kompensieren eines Lagefehlers einer numerischen Steuereinrichtung, die die Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine steuert, gekennzeichnet durch einen NC-Datenleser (3) zum Lesen eines NC-Programms; eine Tastatur (9); einen Hauptteil (1A) der numerischen Steuer­ einrichtung, der an den Ausgang des NC-Datenlesers und an einen Ausgang der Tastatur angeschlossen ist; wobei der Hauptteil einen Programmmanalysator (101), der das NC- Programm Datenspeichermitteln (103, 104) zuführt, die eine Beziehung zwischen einer Soll-Lage und einer Ist-Lage des beweglichen Teils und ein Signal aus der Tastatur (9) speichern, und eine Lagekompensationsbetrag-Berechnungsein­ heit (102) aufweist, die mit den Speichermitteln verbunden ist, um ein Ist-Lage-Kompensationssignal Cx zu erzeugen; einen ersten Addierer (21) zur Ermittlung einer Differenz zwischen einer Ausgangsgröße Xc des Programmanalysators und einer Ist-Lage des beweglichen Teils; eine Regeleinrichtung (11), die mit dem Programmanalysator über den ersten Addierer für den Antrieb eines Motors (13) zum Bewegen des beweglichen Teils verbunden ist; und ein Mittel (19) zum Messen der Ist-Lage des beweglichen Teils und zum Zurück­ führen eines Istwert-Signals in die Lagekompen­ sationsbetrag-Berechnungseinheit und zu einem zweiten Addierer (23), der eine Differenz zwischen dem Istwert- Signal und dem Ist-Lage-Kompensationssignal Xc berechnet und ein Differenzsignal dem ersten Addierer zuführt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Differenzierglied (25) zum Erzeugen eines differenzierten Signals Vf, des einem dritten Addierer (29) zugeführt wird, der sein Ausgangssignal Xcf der Lagekompensations­ betrag-Berechnungseinheit (102) zum Berechnen eines Lage­ fehlers zuführt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Speichermittel (104) einen Lagefehlerbetrag Cx zwischen sich und der Lagekompensationsbetrag-Berech­ nungseinheit austauscht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Speichermittel (103) ein Korrektursignal zwischen sich und der Lagekompensationsbetrag-Berechnungs­ einheit austauscht.
8. Numerische Steuereinrichtung zum Steuern der Bewegung eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch Mittel zum Unterteilen eines Bereiches der Bewegung in mehrere Abschnitte, die verschiedenen Arten von Mustern entsprechen, wobei sich eine Konfiguration einer Lage­ fehlerkurve mit gleichem Muster wiederholt; ein erstes Speichermittel (103) zum Speichern von Koordinaten eines Anfangspunktes und eines Endpunktes in jedem Abschnitt und einer Länge einer Periode eines sich wiederholenden Musters in dem Abschnitt ein zweites Speichermittel (104) zum Speichern eines Lagefehlers in einem kürzeren Abschnitt, der durch Teilung einer Länge einer Periode jedes Musters durch die Anzahl von Arten der betreffenden Muster gebildet worden ist; Mittel zum Überwachen einer Ist-Lage des beweglichen Teils, die einer Soll-Lage entspricht; Mittel zum Überprüfen, ob eine überwachte Lage in welchem der Abschnitte liegt, und zwar unter Verwendung von Daten, die in dem ersten und zweiten Speichermittel gespeichert sind; Mittel zum Überprüfen, ob die überwachte Lage in welchem der kleinen Abschnitte in einer Periode des Musters liegt; und eine Lagekompensationsbetrag-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Lagefehlers in einem kleinen Abschnitt, in dem das bewegliche Teil liegt, durch Verwendung eines Wertes eines gespeicherten Lagefehlers, der jedem kleinen Abschnitt jedes Musters entspricht, wobei die Lage des beweglichen Teils durch einen berechneten Lagekompensa­ tionsbetrag kompensiert wird.
DE4107707A 1990-03-09 1991-03-09 Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers eines durch eine numerische Steuereinrichtung gesteuerten beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine Expired - Fee Related DE4107707C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2059423A JPH03260708A (ja) 1990-03-09 1990-03-09 位置誤差補正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4107707A1 true DE4107707A1 (de) 1991-09-12
DE4107707C2 DE4107707C2 (de) 1997-02-13

Family

ID=13112841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4107707A Expired - Fee Related DE4107707C2 (de) 1990-03-09 1991-03-09 Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers eines durch eine numerische Steuereinrichtung gesteuerten beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5237509A (de)
JP (1) JPH03260708A (de)
DE (1) DE4107707C2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002088857A1 (en) * 2001-04-26 2002-11-07 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for tuning compensation parameters in a motion control system associated with a mechanical member
WO2006133782A1 (de) * 2005-06-16 2006-12-21 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren zum bestimmen von korrekturwerten zum korrigieren von positionsmessfehlern bei einer maschine mit zumindest einer translatorischen bewegungsachse
DE102006015038A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Siemens Ag Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks
CN109753018A (zh) * 2019-01-23 2019-05-14 厦门嵘拓物联科技有限公司 一种基于云端智能的误差补偿***及动态补偿方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5435067A (en) * 1991-06-06 1995-07-25 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Method and apparatus for indexing attachment
US5371450A (en) * 1992-08-10 1994-12-06 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Control unit capable of smoothly carrying out a switching operation between position and pressure feedback control systems
JP2913233B2 (ja) * 1992-08-10 1999-06-28 住友重機械工業株式会社 電動式射出成形機の圧力制御装置
JPH0667716A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置並びに数値制御方法
US5594309A (en) * 1994-06-15 1997-01-14 Iowa State University Research Foundation, Inc. Robot control scheme
JPH09269808A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Fanuc Ltd Ｃｎｃデータ補正方法
US6269284B1 (en) * 1997-05-09 2001-07-31 Kam C. Lau Real time machine tool error correction using global differential wet modeling
JP3351990B2 (ja) * 1997-05-27 2002-12-03 オークマ株式会社 ボールネジ駆動系の位置制御装置
JP3234177B2 (ja) * 1997-07-01 2001-12-04 ファナック株式会社 位置制御装置
DE19860790A1 (de) * 1998-12-30 2000-07-06 Reishauer Ag Bahnkorrekturmodul für eine CNC-Werkzeugmaschine
US6850806B2 (en) * 1999-04-16 2005-02-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for determining calibration options in a motion control system
JP3436515B2 (ja) * 2000-04-18 2003-08-11 株式会社ミツトヨ 測定装置、信号出力方法および記憶媒体
DE10046092A1 (de) * 2000-09-18 2002-04-11 Siemens Ag Verfahren zur Kompensation von statischen Positionsfehlern und Orientierungsfehlern
JP3687958B2 (ja) * 2001-03-30 2005-08-24 東芝機械株式会社 位置制御装置および位置制御方法
US6859747B2 (en) * 2001-04-26 2005-02-22 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for self-calibrating a motion control system
JPWO2002091096A1 (ja) * 2001-04-26 2004-08-26 三菱電機株式会社 制御装置内蔵型シリンダサーボモータ
JP2004280506A (ja) * 2003-03-17 2004-10-07 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP4290639B2 (ja) * 2004-12-01 2009-07-08 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御工作機械
EP1736675B1 (de) * 2005-06-23 2008-03-19 Bosch Rexroth Mechatronics GmbH Linearbewegungsvorrichtung mit RFID-Tag
JP4644137B2 (ja) * 2006-02-15 2011-03-02 オークマ株式会社 位置制御装置
US7656114B2 (en) * 2007-10-03 2010-02-02 Hiwin Mikrosystem Corp. Servo control apparatus for a linear motor
EP2634655B1 (de) * 2010-10-27 2019-02-20 Makino Milling Machine Co., Ltd. Numerisches steuerverfahren für ein maschinenwerkzeug sowie numerische steuerungsvorrichtung
US20120229103A1 (en) * 2011-03-09 2012-09-13 Ming-Fu Tsai Signal compensation method for magnetically sensitive position feedback device
JP5628940B2 (ja) * 2013-01-11 2014-11-19 ファナック株式会社 バックラッシを補正するモータ制御装置
JP6501529B2 (ja) * 2015-01-16 2019-04-17 Dmg森精機株式会社 工作機械を用いたワークの加工方法及び工作機械
CN105717864B (zh) * 2016-03-16 2018-09-18 四川大学 基于修改nc程序的数控机床综合误差三阶优化补偿方法
JP6860843B2 (ja) * 2017-02-20 2021-04-21 株式会社安川電機 ロボットシステム、ロボット制御装置、及びロボット制御方法
CN114160847B (zh) * 2020-09-10 2023-04-11 华中科技大学 一种变转速加工方法、***、设备及介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1638032C3 (de) * 1967-04-17 1977-09-22 The Gerber Scientific Instrument Co, South Windsor, Conn (VStA) Numerisch arbeitende Programmsteuerung
DE3218612A1 (de) * 1981-05-19 1982-12-16 Yaskawa Denki Seisakusho Kk Numerisch gesteuerte werkzeugmaschine mit verschiebefehlerkompensation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4396975A (en) * 1980-10-01 1983-08-02 Fujitsu Fanuc Limited Position control system for a closed loop type numerical-controlled machine tool
JPS5976720A (ja) * 1982-10-27 1984-05-01 Inoue Japax Res Inc 放電加工装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1638032C3 (de) * 1967-04-17 1977-09-22 The Gerber Scientific Instrument Co, South Windsor, Conn (VStA) Numerisch arbeitende Programmsteuerung
DE3218612A1 (de) * 1981-05-19 1982-12-16 Yaskawa Denki Seisakusho Kk Numerisch gesteuerte werkzeugmaschine mit verschiebefehlerkompensation

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002088857A1 (en) * 2001-04-26 2002-11-07 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for tuning compensation parameters in a motion control system associated with a mechanical member
US6865499B2 (en) 2001-04-26 2005-03-08 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for tuning compensation parameters in a motion control system associated with a mechanical member
US6920408B2 (en) 2001-04-26 2005-07-19 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for tuning compensation parameters in a motion control system associated with a mechanical member
WO2006133782A1 (de) * 2005-06-16 2006-12-21 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren zum bestimmen von korrekturwerten zum korrigieren von positionsmessfehlern bei einer maschine mit zumindest einer translatorischen bewegungsachse
US7734438B2 (en) 2005-06-16 2010-06-08 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Method for determining correction values for correcting positional measurement errors in a machine having at least one translational axis of movement
DE102006015038A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Siemens Ag Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks
CN109753018A (zh) * 2019-01-23 2019-05-14 厦门嵘拓物联科技有限公司 一种基于云端智能的误差补偿***及动态补偿方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03260708A (ja) 1991-11-20
US5237509A (en) 1993-08-17
DE4107707C2 (de) 1997-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4107707C2 (de) Verfahren zum Kompensieren eines Lagefehlers eines durch eine numerische Steuereinrichtung gesteuerten beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine
DE2636148C2 (de) Verfahren zur Bahnsteuerung eines Elementes mittels linearer oder zirkularer Interpolation
DE69015347T2 (de) Vorschubgeschwindigkeitskontrolle.
DE3702594C2 (de)
DE3218612C2 (de) Werkzeugmaschine mit Verschiebefehlerkompensation
DE3408523C2 (de)
DE1638032B2 (de) Numerisch arbeitende Programmsteuerung
DE3545795C2 (de) Vorrichtung zur numerischen Steuerung
CH630553A5 (de) Maschine zum selbsttaetigen schneiden von flachmaterial.
DE4108880C2 (de) Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine
DE1941057B2 (de) Einrichtung zur selbsttätigen Lage justierung eines Werkstuckes gegenüber einem Bezugspunkt
DE3330280C2 (de)
DE3786546T2 (de) Verfahren zur berechnung eines normalvektors.
DE4411263C2 (de) Verfahren zur Überprüfung der Führungsgenauigkeit einer Brennschneidmaschine und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE3546130A1 (de) Verfahren zur steuerung der bearbeitung in einer elektroerosionsmaschine mit einer drahtelektrode
DE3307615C2 (de)
DE2338880A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zur steuerung der beweglichen teile einer werkzeugmaschine durch ein numerisches umriss- oder punkt-fuer-punkt-steuerungssystem, wobei zwei teile der maschine unabhaengig voneinander entlang einer gemeinsamen achse bewegt werden koennen
DE3884714T2 (de) Numerische steuerung mit einer die verspätung der rückmeldung ausgleichenden funktion.
DE2634423C2 (de)
EP0561813B1 (de) Verfahren zur ermittlung von vorsteuerparametern für eine lageregelung
DE4335830A1 (de) Drahtschneidemaschine mit elektrischer Entladung und zugehöriges Verfahren
EP0417337B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine oder eines Roboters
DE2103049B2 (de) Vorrichtung eines numerisch gesteuerten folgesystems
EP0184036B1 (de) Numerische Steuerung für Werkzeugmaschinen
DE2313851C2 (de) Meßsteuerungsvorrichtung für spanende Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: PATENTANWAELTE REICHEL UND REICHEL, 60322 FRANKFURT

8339 Ceased/non-payment of the annual fee