DE4210091A1 - Vorrichtung und verfahren zur automatischen nachstellung von steuerparametern bei einer nc-steuerung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur automatischen nachstellung von steuerparametern bei einer nc-steuerung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf numerische Steuerungen zum Steu­ ern mehrachsiger Werkzeugmaschinen oder dergleichen.
Insbesondere bezieht sie sich auf eine Vorrichtung ein Verfah­ ren zum automatischen Angleichen und Einstellen von Steuerpara­ metern, welche die Genauigkeit der Bewegung eines numerisch ge­ steuerten Stellmotors bzw. eines Spindelantriebs definieren. Daneben bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verän­ dern der Kriterien für Merkmalswerte eines Steuerparameters, auf ein Verfahren zur umfassenden Bestimmung der Merkmalswerte, bei dem eine Vielzahl von Nachstellbedingungen vorliegt, und ferner ein Verfahren zum Erfassen der Werte der Zustandsdaten des Stelltriebs bzw. der Spindel.
Eine bekannte numerische Steuerung zum Ansteuern eines Stell­ motors bzw. eines Spindelantriebs ist in Fig. 26 dargestellt. Die NC-Steuereinheit 1C steuert den Stelltrieb bzw. den Spin­ delmotor 3 über einen Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2C an. Die NC-Steuereinheit 1C wird ihrerseits durch das Steuerteil 6C gesteuert, das die Positions- und Geschwindigkeitsbefehle lie­ fert, die ein Befehlsgenerator 7C zur Erzeugung eines Motor­ stellungs- bzw. -geschwindigkeitsbefehls entsprechend einem Be­ arbeitungsprogramm erzeugt. Diese Befehle werden über die Schnittstelle 10C dem Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2C übermittelt.
In der Speichervorrichtung 8C werden die Steuerparameter für den Stelltrieb bzw. den Spindelantrieb abgespeichert. Diese Pa­ rameter werden zusammen mit weiteren Informationen zum und vom Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2C übertragen. Die NC-Steu­ ereinheit ist mit einer Bedienungskonsole 5 mit Bildschirm 25 zur Anzeige der internen Daten der NC-Steuereinheit 1C verbun­ den. Über eine auf der Konsole 5 vorgesehene Tastatur 26 werden die vom Bedienungspersonal eingegebenen Daten über das Ein-/ Ausgabesteuerteil 11 zur NC-Steuereinheit 1C übertragen. Über ein Synchronoskop hat das Bedienungspersonal die Möglichkeit, die internen Daten des Stelltrieb- bzw. Spindelverstärkers 2C zu überwachen, indem es die von einem Digital-Analog-Wandler 40 (D/A) umgewandelten Informationen erhält. Der Spindelverstärker übernimmt Positions- und Geschwindigkeitsbefehle sowie Informa­ tionen, beispielsweise Steuerparameter, über die Verstärker­ schnittstelle 28 von der NC-Steuereinheit 1C. Diese Informa­ tionen verwendet die Motorsteuerung 27 zur Beeinflussung von Parametern wie Strom, Position, Geschwindigkeit, usw. für den Motor 3 und ein entsprechendes Maschinenelement.
Fig. 27 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Abfolge der Arbeits­ gänge bei dem vorstehend beschriebenen bekannten System in dem Fall, daß die Steuerparameter durch das Bedienungspersonal nachgestellt werden. Zu Beginn des Vorgangs prüft der Maschi­ nenführer die anfänglichen Einstellungen der Steuerparameter auf dem Bildschirm 25 der Bedienungskonsole 5 (S81). Anschlie­ ßend führt er einen Prüflauf durch, um die erforderlichen Informationen zur Nachstellung der Parameter zu erhalten (S82). Während des Prüflaufs überwacht der Maschinenführer die auf dem Bildschirm 25 angezeigten bzw. die in Wellenform auf dem Syn­ chronoskop 41 dargestellten Daten (S83). Anschließend bestimmt er anhand dieser Daten, ob die Steuerparameter geeignet sind oder nicht (S84). Wird festgestellt, daß die Daten geeignet sind, wird der Nachstellvorgang beendet. Werden die Daten da­ gegen für ungeeignet gehalten, gibt der Maschinenführer über die Tastatur 26 einen neuen Wert für den Steuerparameter ein (S85) und wiederholt die Schritte S82 bis S84 solange, bis feststeht, daß der Steuerparameter paßt.
Nun wird anhand der Fig. 28(a) und 28(b) ein Verfahren zur Nachstellung eines Positionsbefehls beschrieben. Wird ein Posi­ tionsbefehl gegeben, wie er beispielsweise in Fig. 28(a) als Signalwellenform (i) dargestellt ist, wird die Reaktion des Stelltriebs verzögert, wie dies durch die Wellenformen (ii) bis (iv) gezeigt wird. Insbesondere nähert sich bei ungeeigneter Einstellung des Steuerparameters die Reaktionsverzögerung an die Signalwellenform (iv) an. Zur Nachstellung dieses Parame­ ters erhöht der Maschinenführer einen Regelfaktor in der Ge­ schwindigkeitsregelung. Wird der Faktor zu stark erhöht, kommt es zu Schwingungen, wie Fig. 28(b) zeigt. Während er das Auf­ treten dieser Schwingung auf dem Synchronoskop 41 beobachtet, stellt der Maschinenführer einen maximalen Faktor ein, bei dem die Schwingung nicht auftritt. Die Reaktion bei diesem in der vorbeschriebenen Weise eingestellten Faktor wird als Signalwel­ lenform (iii) (vgl. Fig. 28a)) dargestellt.
Elemente, die der Steuerung eines durch die numerische Steue­ rung nachzustellenden Stelltriebs oder einer Spindel zugeordnet sind, umfassen eine Geschwindigkeitsregelung, eine Positionsre­ gelung, eine C-Achsensteuerung zur Spindelausrichtung, und der­ gleichen. Zu den Steuerparametern in der Geschwindigkeitsrege­ lung, die nachgestellt werden müssen, gehören beispielsweise ein Regelfaktor der Geschwindigkeitsregelung, ein Voreilungs­ ausgleich bei der Geschwindigkeit, die Mittelfrequenz eines Filters zur Unterdrückung der Maschinenresonanz, und andere derartige Parameter, neben mehreren anderen Steuerparametern.
Aus dem Stand der Technik ist auch das Verfahren zur automati­ schen Nachstellung von Steuerwerten in einer Prozeßsteuerung bekannt. Beispielsweise offenbart die JP-PS Nr. 83 703/1990 die automatische Nachstellung der Steuerparameter einer PID-Steue­ rung bzw. von Proportional-Integral-Elementen in einer Prozeß­ steuerung. Bei diesem Verfahren werden die Steuerparameter lau­ fend überwacht, und sobald ein Rückmeldewert von einem Bezugs­ wert abweicht, wird die Nachstellautomatik aktiviert, um einen Versatzwert entsprechend der Deduktion von einer unscharfen Menge zu bearbeiten. Ein derartiges Nachstellverfahren ändert jedoch nichts an den vorstehend genannten Problemen bei einer NC-Steuereinheit zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, da die NC-Steuereinheit nachgestellt werden muß, wenn zum Zeitpunkt der Installierung der Maschine nicht die korrekte Präzision vorlag oder infolge mechanischer Veränderungen des Maschinensy­ stems im Laufe der Zeit die gewünschte Genauigkeit nicht mehr gegeben ist. Die Nachstellung der Steuerparameter einer solchen NC-Steuerung erfordert keine kontinuierliche automatische Nach­ stellung.
Somit sind zur Nachstellung der Steuerparameter für einen Stelltrieb bzw. einen Spindelantriebsmotor in der vorbeschrie­ benen Weise Meßvorrichtungen wie ein Synchronoskop bzw. ein Bildschirm erforderlich. In den Fällen, in denen eine NC-Steu­ ereinheit eine Vielzahl von Stelltrieben oder Spindelantriebs­ systemen nachzustellen hat, besitzt jeder dieser Stelltriebe bzw. dieser Spindelantriebssysteme eine Vielzahl von Steuerpa­ rametern, die nachzustellen sind. Ein geschickter und erfahre­ ner Maschinenführer muß deshalb eine breitgefächerte Vielzahl verschiedener Steuerparameter nachstellen, die sich untereinan­ der beeinflussen und somit komplizierte Beziehungen untereinan­ der aufbauen. Darüberhinaus werden die Steuerparameter nicht auf der Grundlage genau festgelegter Daten präzise verändert, sondern stattdessen häufig durch den Maschinenführer auf empi­ rischem Wege verändert. Ein solcher Nachstellvorgang erfordert viel Zeit und führt häufig zu einem individuellen Unterschied zwischen den Nachstellergebnissen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile bei den bisher bekannten Systemen eine numerische Steuereinheit mit einer Nachstellautomatik zu schaffen, die keine Meßvorrichtungen wie Digital-Analog-Wandler oder Synchro­ noskop erfordert und einen in der Nachstellung der Steuerpara­ meter unerfahrenen Maschinenführer in die Lage versetzt, die Steuerparameter ohne individuelle Unterschiede nachzustellen.
Darüberhinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfachere genormte Nachstellautomatik zu ermöglichen, die sich durch Zusammenstellen abgespeicherter Daten zur automatischen Nachstellung aufbauen läßt, welche die Vorgeschichte der Nach­ stellung und der Ergebnisse der Nachstellung zum Zeitpunkt der Installierung und der Nachstellung einer Werkzeugmaschine di­ rekt vor Ort wiedergeben.
Des weiteren dient die Erfindung der Aufgabe, ohne Austausch der numerischen Steuerung und des Rechners selbst die künftige Hinzunahme und/oder Veränderung automatischer Nachstell- und Prüflaufprogramme als Reaktion auf jegliche Veränderung und/ oder Ergänzung automatisch nachgestellter Werte erst später oder nach Auslieferung.
Außerdem soll die Erfindung ein Verfahren anbieten, das eine Veränderung des Kriteriums für die von einem automatischen Nachstellprogramm eingestellten Merkmalswerte entsprechend den technischen Daten der Maschine und dergleichen zuläßt.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver­ fahren zu schaffen, das die Berechnung des Merkmalswertes eines Steuerparameters unter jeder von mehreren Nachstellbedingungen auch dann gestattet, wenn ein einzelner Steuerparameter mehrere Nachstellbedingungen besitzt, wobei diese Merkmalswerte umfas­ send bestimmt werden können.
Diese Aufgaben werden mit einer numerischen Steuerung der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die folgenden Einrich­ tungen vorgesehen sind:
eine Nachstellautomatik zur automatischen Nachstellung von Steuerparametern für einen Stelltrieb bzw. eine Spindel, welche eine Meßeinrichtung zur wertmäßigen Erfassung der Zustandsdaten des Stelltriebs bzw. der Spindel aufweist, die einen Hinweis auf dessen bzw. deren Zustand liefern;
eine Datenerfassungssteuerung, welche die Einstellung und Ab­ speicherung der gemessenen Zustandsdaten als Erfassungsdaten entsprechend der Ansteuerung durch die Datenerfassungssteuerung steuert,
eine Vielzahl automatischer Nachstellprogramme und Prüflaufpro­ gramme, die den Steuerparametern zugeordnet sind;
eine Systemsteuerung für die Nachstellautomatik zur Auswahl des entsprechenden automatischen Nachstellprogramms entsprechend der Einstellung der nachzustellenden Steuerparameter; und
ein Steuerteil für die Nachstellautomatik, welches den Stell­ trieb bzw. die Spindel entsprechend dem vom automatischen Nach­ stellprogramm gewählten Prüflaufprogramm ansteuert und die ent­ sprechend der Steuerung durch die Datenerfassungssteuerung aus­ gelesenen Erfassungsdaten in einen gewünschten Steuerparameter auf der Grundlage der Erfassungsdaten ändert.
Des weiteren wird die Erfindung mit einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
  • 1) Aktivieren des automatischen Nachstellbetriebs;
  • 2) Auswählen der automatisch nachzustellenden Steuerparameter von einer Eingabeeinrichtung aus;
  • 3) automatisches Auswählen und Starten der den gewählten Steu­ erparametern zugeordneten automatischen Nachstell- und Prüf­ laufprogramme;
  • 4) Durchführen eines Prüflaufs des Stelltriebs bzw. der Spindel entsprechend dem gestarteten Prüflaufprogramm, und Abrufen der Erfassungsdaten vom Stelltrieb bzw. der Spindel;
  • 5) Verarbeiten des Werts eines Merkmals aus den abgerufenen Er­ fassungsdaten und Beurteilen anhand des bearbeiteten Wertes, ob der jeweilige Steuerparameter geeignet ist oder nicht; und
  • 6) Verändern des Nachstellwertes des Steuerparameters und Wie­ derholen der Schritte 4) und 5), sofern der Steuerparameter als ungeeignet beurteilt wurde.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung lassen sich die Parameter zur Steuerung des Stelltriebs bzw. des Spindelan­ triebs einer Werkzeugmaschine oder dergleichen automatisch mit einer NC-Vorrichtung nachstellen, wobei gleichzeitig ein auto­ matisches Nachstellprogramm zur Erzeugung neuer Steuerparameter entweder leicht hinzugenommen oder später problemlos geändert werden kann.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung lassen sich die Parameter zur Steuerung des Stelltriebs bzw. des Spindelan­ triebs einer Werkzeugmaschine oder dergleichen automatisch mit einem externen Rechner nachstellen, der mit der NC-Vorrichtung verbunden ist, und gleichzeitig kann ein automatisches Nach­ stellprogramm zur Erzeugung neuer Steuerparameter leicht einbe­ zogen oder später problemlos verändert werden.
Entsprechend einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal besteht zusätzlich zu den beim ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel erreichten Wirkungen auch die Möglichkeit, die Vorgeschichte der Nachstellung der Steuerparameter mit den Ergebnissen dem Hersteller der Werkzeugmaschine oder der NC-Steuerung mitzutei­ len bzw. diese einzusenden.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung haben die Benutzer neben den beim ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel gegebe­ nen Vorteilen auch die Möglichkeit, nach eigener freier Ent­ scheidung sich an Steuerparameter anzupassen, die vom Herstel­ ler der Werkzeugmaschine bzw. der NC-Steuerung nicht vorgesehen sind bzw. von diesen nicht automatisch nachgestellt werden.
Dank eines weiteren erfindungsgemäßen Merkmals ist es möglich, den Wert des Kriteriums für die "Merkmalswerte" der vom Her­ steller im Programm eingestellten Steuerparameter automatisch zu verändern und dieses Kriterium auch zwischen mehreren Ma­ schinen zu verändern.
Des weiteren macht es die Erfindung auch möglich, jede Nach­ stellbedingung zu gewichten und daneben eine umfassende Bewer­ tung vorzunehmen, die für eine Maschine erforderlich ist, wenn für einen einzelnen Parameter mehrere Nachstellbedingungen gel­ ten, so daß die Maschine auf diese Weise ein Höchstmaß an Lei­ stung erbringen kann.
Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, daß eine erste Ein­ stellung über die Tastatur etc. nicht erforderlich ist, wenn eine automatische Nachstellung erfolgt, da die Zustandswerte der Steuerparameter, die automatisch nachgestellt werden, für eine vorgegebene Zeitdauer als Erfassungsdaten automatisch übernommen werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei­ spiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Funktionsdiagramm eines Ausführungsbeispiels ei­ ner numerischen Steuerung mit erfindungsgemäßer Nach­ stellautomatik und einem Stelltrieb- bzw. Spindelver­ stärker;
Fig. 2 ein Funktionsdiagramm eines anderen Ausführungsbei­ spiels einer numerischen Steuerung mit erfindungsge­ mäßer Nachstellautomatik, einem Stelltrieb bzw. Spin­ delverstärker, und einem externen Rechner;
Fig. 3 ein Funktionsdiagramm eines Stelltrieb- bzw. Spindel­ verstärkers, der einer numerischen Steuereinheit mit erfindungsgemäßer Nachstellautomatik zugeordnet ist;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel zum Nachstellen von Steuerparametern mit Hilfe einer nu­ merischen Steuerung mit erfindungsgemäßer Nachstell­ automatik;
Fig. 5 ein Bildschirmmenü für die Nachstellautomatik;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungs­ beispiels einer Funktion, welche die numerische Steuerung mit erfindungsgemäßer Nachstellautomatik zum automatischen Datenabruf veranlaßt;
Fig. 7 eine Bildschirmdarstellung während der Nachstellung mit Geschwindigkeitsregelung;
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines automatischen Nachstellprogramms für ein Geschwindig­ keitsregelsystem;
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines automatischen Nachstellprogramms für ein Positionsre­ gelsystem;
Fig. 10 die Ergebnisse der Datenerfassung durch das automati­ sche Nachstellprogramm für das Geschwindigkeitsregel­ system;
Fig. 11 die Ergebnisse der Datenerfassung durch das automati­ sche Nachstellprogramm für das Positionsregelsystem;
Fig. 12 ein Beispiel für ein Prüflaufprogramm bei der automa­ tischen Nachstellung des Geschwindigkeitsregelsy­ stems;
Fig. 13 ein Beispiel für ein Prüflaufprogramm bei der automa­ tischen Nachstellung des Positionsregelsystems;
Fig. 14 ein Übergangsdiagramm für den Geschwindigkeitsregel­ faktor und einen Wert zur Einschätzung der Schwingung während der automatischen Nachstellung des Geschwin­ digkeitsregelsystems;
Fig. 15 die Ergebnisse der automatischen Nachstellung beim Geschwindigkeitsregelsystem;
Fig. 16 ein Übergangsdiagramm einer Zeitkonstante für Be­ schleunigung/Abbremsung und einen Stromrückmeldewert für maximales Drehmoment während der automatischen Nachstellung des Positionsregelsystems;
Fig. 17 die Ergebnisse der automatischen Nachstellung für das Positionsregelsystem;
Fig. 18 eine Ortskurve bzw. Umlaufbahn einer gerade vom Motor kontinuierlich angetriebenen Maschine in dem Fall, daß der Stelltriebverstärker einen Positionsbefehl erhält;
Fig. 19 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung des Ablaufs bei Veränderung des Kriteriums;
Fig. 20 den resultierenden Merkmalswert;
Fig. 21 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung einer mehrfa­ chen Nachstellbedingung;
Fig. 22 die Merkmalswerte, die nach Berechnung unter Berück­ sichtigung aller Bedingungen angezeigt werden;
Fig. 23 den Merkmalswert f, aufgetragen auf die horizontale und vertikale Achse;
Fig. 24 die Kurve FJ, dargestellt durch ein Vieleck;
Fig. 25 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung des Ablaufs bei der Berechnung der Gewichtungsfaktoren und der FJ-Kurven unter Nutzung des Merkmalswertes bei jeder Nachstellbedingung;
Fig. 26 ein Funktionsdiagramm einer numerischen Steuereinheit nach dem Stand der Technik, mit Stelltrieb- bzw. Spindelantriebssystem, in welchem dargestellt ist, wie die Steuerparameter des Stelltriebs-(Spindel-) -Antriebssystems nachgestellt werden;
Fig. 27 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung einer Proze­ dur, mit der ein Maschinenführer unter Einsatz der numerischen Steuerung nach dem Stand der Technik die Steuerparameter nachstellt;
Fig. 28(a) und 28(b) einen Positionsbefehl, die Reaktion dar­ auf, sowie eine Wellenform auf dem Synchronoskop bei dem bekannten Nachstellverfahren.
Tabelle 1 enthält eine Auflistung zur Darstellung der Einstel­ lungen bei der Datenerfassung mit Nachstellautomatik beim Geschwindigkeitsregelsystem.
Tabelle 2 enthält eine Auflistung zur Darstellung der Einstel­ lungen bei der Datenerfassung mit Nachstellautomatik beim Positionsregelsystem.
Tabelle 3 veranschaulicht ein Programm zur umfassenden Beurtei­ lung der Nachstellbedingungen für verschiedenartige Steuerparameter-Bedingungen.
Tabelle 4 gibt Prüflaufdaten wieder, wie sie zur Korrelierung des Merkmalswertes und des Bewertungspunktes verwendet werden.
Tabelle 5 zeigt Ausgangseinstellungen für Nachstellbedingungen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der bei­ liegenden Zeichnung beschrieben. Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm mit der Darstellung einer numerischen Steuereinheit und einem Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker zur automatischen Nachstel­ lung der Steuerparameter für ein Stelltrieb- bzw. Spindelan­ triebssystem gemäß der Erfindung. Bei dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel besteht die numerische Steuereinheit 1a aus min­ destens einem Steuerteil 6a zur Steuerung der allgemeinen Funk­ tionen der NC-Steuereinheit 1a, einem Befehlsgenerator 7a zur Erzeugung von Positions- und Geschwindigkeitsbefehlen, einem üblichen Speicher 8a zum Abspeichern der Steuerparameter bei Normalbetrieb, in welchem die an den Stelltrieb- bzw. Spindel­ verstärker 2a übermittelten Steuerparameter abgespeichert wer­ den, wenn die NC-Steuereinheit 1a im üblichen Betrieb arbeitet, sowie einem Speicher 8b zum Abspeichern der Steuerparameter bei automatischer Nachstellung, in welchem die Steuerparameter im normalen Betrieb abgespeichert werden. Eine Datenerfassungs­ steuerung 9 gibt Zustandswertdaten vor, die vom Stelltrieb­ bzw. Spindelverstärker 2a als Erfassungsdaten übermittelt wer­ den, und setzt hierfür einen Erfassungszeitraum fest.
Eine Stelltriebs- bzw. Spindelschnittstelle 10a übermittelt Da­ ten zwischen der NC-Steuereinheit 1a und dem Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a. Die Ein-/Ausgabesteuerung 11 steuert die Signaleingänge und -ausgänge der NC-Steuereinheit 1a gegenüber der Bedienungskonsole 5. In einer Speichereinrichtung 12 werden die Erfassungsdaten entsprechend den Vorgaben der Datenerfas­ sungssteuerung 9 abgespeichert. Eine Systemsteuerung 16 für die Nachstellautomatik wird aktiviert, wenn der Nachstellautomatik­ betrieb angewählt wurde, um die allgemeinen Funktionen im Zu­ sammenhang mit der automatischen Nachstellung zu steuern. Ent­ sprechend den nachzustellenden Steuerparametern werden entspre­ chende automatische Nachstellprogramme 14-1 bis 14-n gewählt. In der NC-Steuereinheit 1a sind außerdem residente Prüflaufpro­ gramme 15-1 bis 15-n vorhanden, die entsprechend den nachzu­ stellenden Steuerparametern ausgewählt werden.
Zur Steuerung des Datenerfassungs-Steuerteils 9, des Befehlsge­ nerators 7a für Positions-/Geschwindigkeitsbefehle und derglei­ chen mit Hilfe automatischer Nachstellprogramme 14-1 bis 14-n, die entsprechend den nachzustellenden Steuerparametern über Wählschalter 20a bis 20d ausgewählt werden, ist ein Steuerteil 13 für die Nachstellautomatik vorgesehen. Außerdem ist zum Steuern des Abspeicherns und der Veränderung eines Kriteriums ein entsprechendes Steuerteil 18 zum Speichern/Verändern eines Kriteriums vorgesehen, neben einem Kriteriumspeicher 21, in welchem die Kriterien von Merkmalswerten abgespeichert werden, die zur Bestimmung verwendet werden, ob die Steuerparameter ge­ eignet sind oder nicht; daneben ist ein Speicher 22 zur Über­ nahme neuer Kriterien vorgesehen, in welchem neue Kriterien nach Veränderung entsprechend den technischen Daten der Maschi­ ne abgespeichert werden, während zur Erzeugung neuer Kriterien­ werte ein Kriterienänderungsteil 23 vorgesehen ist, und zur Ab­ speicherung der zur Kriterienveränderung verwendeten Daten ein Änderungsdatenspeicher 24 vorhanden ist.
Der Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a umfaßt ein Zustands­ wert-Meßteil 29 neben dem Motorsteuerteil 27. Die Schnittstelle 28 für die numerische Steuereinheit, die zum schon bekannten Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2b gehört, ist im erfin­ dungsgemäßen Spindelverstärker 2a ebenfalls enthalten.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die er­ findungsgemäße Nachstellautomatik unter Einsatz eines externen Rechners realisiert, der nicht die NC-Steuereinheit darstellt. Der externe Rechner kann ein PC oder jedes andere externe Steu­ ergerät sein. In der Figur sind der Stelltrieb bzw. Spindelmo­ tor 3, der Fühler 4 und die Bedienkonsole 5 identisch mit den vorbeschriebenen entsprechenden Teilen ausgeführt. Die NC- Steuereinheit 1b enthält jedoch im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit 1a nicht die automatischen Nach­ stellprogramme 14a-14n. Die NC-Steuereinheit 1b besitzt stattdessen ein zusätzliches Steuerteil 30 zur Steuerung der Rechnerverbindung mit der Nachstellautomatik, das an den exter­ nen Rechner 31 angeschlossen ist.
Der externe Rechner 31 besteht mindestens aus einem Nachstell­ automatik-Steuerteil 13b, das dann aktiviert wird, wenn automa­ tischer Nachstellbetrieb gewählt wurde. Die automatischen Nach­ stellprogramme 14b-1 bis 14b-n werden entsprechend den nachzu­ stellenden Steuerparametern ausgewählt. Des weiteren umfaßt der externe Rechner 31 Prüflaufprogramme 15b-1 bis 15b-n, ein Steu­ erteil 30b für die Rechnerverbindung, über welches eine Daten­ verbindung mit der NC-Steuereinheit 1b hergestellt wird, ein Steuerteil 18b zum Speichern/Ändern von Kriterien, das in sei­ nen Funktionen mit dem Steuerteil 18 zum Speichern/Ändern von Kriterien aus Fig. 1 identisch ist, sowie ein Steuerteil 32 für die Bildschirmanzeige, über welches ein Bildschirm und eine Ta­ statur angesteuert werden. Der externe Rechner 31 umfaßt außer­ dem ein Speichersystem 33 zum Abspeichern der vorherigen Nach­ stelldaten in Form einer Nachstell-Vorgeschichte, sowie von Steuerparametern, Steuerparameter-Kriterien und ähnlicher In­ formationen. Daneben ist eine Systemsteuerung 34 zum Steuern der Systembausteine vorgesehen, d. h. zur Zeitsteuerung, zur Steuerung des Datenverkehrs, usw.
Während des vorstehend beschriebenen automatischen Nachstellbe­ triebs ist eine Funktion für den Abruf von Zustandswertdaten erforderlich. Diese Daten werden als Erfassungsdaten verwendet und aus dem Stelltriebverstärker 2a geholt (der in Fig. 3 ge­ nauer dargestellt ist). Im Betrieb mißt ein Zustandswert-Meß­ teil 29 in vorgegebenem Zyklus einen Drehmomentstrom-Rückmelde­ wert IQF (Leitung 57), einen Ausgangswert (Leitung 58) von der NC-Steuereinheit 1a bzw. 1b für einen Positionsbefehl PCMD, ei­ nen Geschwindigkeitsbefehl VCMD (Leitung 59) und andere Zu­ standswertdaten im Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a (vgl. Tabelle 1).
Tabelle 1
Anschließend übermittelt das Zustandsdaten-Meßteil 29 diese Da­ ten zur NC-Steuereinheit 1a bzw. 1b. Die so übertragenen Daten repräsentieren den Zustand der vom Motor 3 angetriebenen Ma­ schine 51. Wie die Figur veranschaulicht, erfaßt ein Positions­ fühler 52 die Endstellung der Maschine bzw. einen Winkelwert.
Der vom Positionsfühler 52 erfaßte Wert oder der von einem Ko­ dierer 4 am Motorende gemeldete Wert wird zur Positionssteue­ rung herangezogen. Ein Positionssteuerteil 53 steuert die Posi­ tionierung der Maschine 51 oder des Motors 3, während eine Ge­ schwindigkeitssteuerung 54 die Drehzahl des Motors steuert; der den Motor 3 durchfließende Strom wird durch eine Stromsteuerung 55 gesteuert, während ein Leistungskreis 56 den Strom entspre­ chend dem Befehl vom Stromsteuerteil 55 erzeugt.
Die in vorstehender Weise erfaßten Zustandsdaten werden über die Datenerfassungssteuerung 9 in der NC-Einheit 1a bzw. 1b in der Erfassungsdaten-Speichervorrichtung 12 abgespeichert. Die Funktion, die diese Dateneinspeicherung veranlaßt, ist in Fig. 6 dargestellt. Insbesondere setzt in Schritt S31 die Datener­ fassungssteuerung 9 die Erfassungsdaten entsprechend dem in Schritt S13 (Fig. 4) aufgerufenen automatischen Nachstellpro­ gramm. Beispielsweise werden der Positionsbefehl PCMD und die Stromrückmeldung IQF als solche Erfassungsdaten gesetzt. Dann setzt entsprechend der Anweisung des automatischen Nachstell­ programms die Datenerfassungssteuerung 9 einen Erfassungszyklus auf den Wert des Produkts eines Kommunikationszyklus der NC- Steuereinheit 1a bzw. 1b und des Zyklus des Stelltrieb- bzw. Spindelverstärkers 2a (S32). Die als Grundlage zur zeitlichen Steuerung des Einspeicherns der Erfassungsdaten in den Erfas­ sungsdatenspeicher 12 verwendeten Auslösebedingungen werden entsprechend der Anweisung des automatischen Nachstellprogramms gesetzt (S33). Zu diesen Auslösebedingungen gehören die zu steuernden Daten, ein Auslösepegel und eine Auslöserichtung. Als Auslösedaten kann jedes beliebige Operationsergebnis mit einem oder mehreren dieser in Schritt S31 gesetzten Datensätze herangezogen werden. Neben dem gemäß Fig. 6 gesetzten PCMB-Wert lassen sich die Ergebnisse von Rechenvorgängen und logischen Verknüpfungen mit einer Vielzahl von Datensätzen aus den Erfas­ sungsdaten setzen, beispielsweise so, wie dies durch die nach­ stehenden Ausdrücke angegeben ist:
(zu steuernde Daten) = PCMD X IQF
(zu steuernde Daten) = PCMD ∩ IQF.
Bei dem Auslösepegel handelt es sich um einen Vorgabewert, der mit den zu steuernden zuvor gesetzten Daten zu vergleichen ist. Die Auslöserichtung dient zur Auswahl des Grundzeitpunktes für die Abspeicherung der Erfassungsdaten in den Erfassungsdaten­ speicher 12 aus der Menge der Daten, die den Auslösepegel über­ schritten oder unterschritten haben und sich in beide Richtun­ gen verändert haben. Beispielsweise wurde, wie Fig. 6 zeigt, der Auslösepegel auf PCMD0 gesetzt, während die Auslöserichtung nach oben definiert wurde. Die aus der Menge der im Erfassungs­ datenspeicher 12 gemäß dem automatischen Nachstellprogramm ab­ gespeicherten Daten für gültig erklärten Daten werden dadurch gesetzt, daß die Anzahl der Datenerfassungsvorgänge vor und nach dem Grundzeitpunkt definiert wird, der nach der Auslösung bemessen ist (S34).
Die Daten im Bereich der im Erfassungsdatenspeicher 12 vor dem Grundzeitpunkt TGB und nach dem Grundzeitpunkt TGF gespeicher­ ten Daten wurden als gültig gesetzt. Ein Erfassungszähler, des­ sen Zählerstand durch N in Fig. 6 ausgewiesen ist, und ein Aus­ lösezähler, dessen Zählerstand durch NO in Fig. 6 angegeben ist, werden jeweils zur Einleitung des Erfassungsvorgangs ini­ tialisiert (S35). Die im Schritt S31 gesetzten Daten aus der Menge der augenblicklich vom Stelltriebverstärker 2a übermit­ telten Daten werden in dem in Schritt S32 angegebenen Zyklus erfaßt und in der Speichereinrichtung 12 gespeichert. Anschlie­ ßend wird der Erfassungszähler um 1 weitergeschaltet. Liegt der Wert des Erfassungszählers unter TGB bzw. bis die in Schritt S33 gesetzten Auslösebedingungen erfüllt sind, wird der Auslö­ sezähler um 1 weitergeschaltet, worauf der Verarbeitungsvorgang zu Schritt S36 zurückschaltet (S37 bis S41).
Danach werden die Schritt S36 bis S41 solange wiederholt, bis der Wert des Erfassungszählers TGB überschreitet und die in Schritt S33 gesetzten Auslösebedingungen erfüllt sind. Nachdem diese Auslösebedingungen erfüllt wurden (S39 oder S40), läuft der Auslösezähler aus, während nur der Erfassungszähler ab die­ sem Schritt weiterzählt. Ist der Wert des Erfassungszähler kleiner als der Wert des Auslösezählers plus der Anzahl der Er­ fassungsvorgänge bei den gültigen Daten nach Auslösung TGF, kehrt das Programm zum Schritt S36 zurück. Zu diesem Zeitpunkt werden die Erfassungsdaten abgespeichert, während der Erfas­ sungszähler weiterzählt. Die Erfassung wird beendet, wenn der Wert des Erfassungszählers die Summe aus Zählerwert und TGF im Schritt S42 erreicht oder überschreitet.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm der Prozedur der Nachstellung der Steuerparameter unter Einsatz des externen Rechners 31, der mit der NC-Steuereinheit 1a bzw. 1b mit Nachstellautomatik ver­ bunden ist. Anfänglich steuert der Maschinenführer über die Ta­ statur entsprechend den auf dem Bildschirm der Bedienungskonso­ le 5 bzw. des externen Rechners 31 angezeigten Anweisungen die NC-Steuereinheit 1a bzw. 1b so an, daß sie aus dem Normalbe­ trieb in automatischen Nachstellbetrieb umgeschaltet wird (S11). Nach dem Umschalten der NC-Steuereinheit 1a bzw. 1b auf Nachstellautomatik erscheint auf dem Bildschirm ein Menü für automatische Nachstellung, wie es beispielhaft in Fig. 5 darge­ stellt ist. Der Maschinenführer wählt über den Bildschirm die erforderliche Nachstellung an und wählt damit den bzw.- die entsprechenden Steuerparameter aus (S12). Entsprechend dem in Schritt S12 gezeigten Steuerparameter wird das zugehörige auto­ matische Nachstellprogramm 14-i bzw. 14b-i (Fig. 1, 2) ange­ steuert und aktiviert (Schritt 13).
Entsprechend den Anweisungen des ausgewählten und aktivierten automatischen Nachstellprogramms legt die Erfassungssteuerung 9 als Erfassungsdaten ein oder mehrere Zustandsdaten aus den vom Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a übermittelten Zustandsda­ ten fest und setzt anschließend ein Erfassungsintervall (Schritt 14). Ebenfalls entsprechend den Anweisungen des auto­ matischen Nachstellprogramms wird das dem jeweiligen Steuerpa­ rameter zugehörige Prüflaufprogramm aus der Menge der Prüflauf­ programme 15-1 bis 15-n bzw. 15b-1 bis 15b-n zum Generator 7a zur Erzeugung von Positions-/Geschwindigkeitsbefehlen übertra­ gen (S15).
Der Befehlsgenerator 7a erzeugt einen Positions-/Geschwindig­ keitsbefehl und übermittelt diesen über die Schnittstelle 10a an den Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a. Entsprechend die­ sem Befehl steuert der Verstärker 2a den Motor 3 zur Durchfüh­ rung eines Prüflaufs an (S16). Während des Prüflaufs speichert die Datenerfassungssteuerung 9 die Erfassungsdaten in der Spei­ chereinrichtung 12 ab (S17). Aus den im Speicher 12 erfaßten Daten berechnet die Steuerung 13 für die Nachstellautomatik ei­ nen Merkmalswert entsprechend der Anweisung des automatischen Nachstellprogramms (S18). Dieser Merkmalswert gibt einen Dreh­ momentstrom-Bereich oder einen Wert zur Schwingungsbewertung in einem Geschwindigkeitsregelsystem des Stelltriebs an.
Anhand des so berechneten Merkmalswertes wird bestimmt, ob der Steuerparameter korrekt ist oder nicht (S19). Ist er nicht kor­ rekt, wird entsprechend dem automatischen Nachstellprogramm ein neuer Wert für den Steuerparameter berechnet und das Ergebnis wird im Steuerparameterspeicher 8b für den Automatikbetrieb ab­ gespeichert (S20). Das Steuerteil 6a übermittelt den neuen Steuerparameter an den Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a (S20). Anschließend werden die Schritte S16 bis S20 so lange wiederholt, bis feststeht, daß der Steuerparameter korrekt ist. Wurde ein Steuerparameter als korrekt festgestellt, wird die Vorgeschichte dieser Nachstellung in einem externen Speicher 19 oder in der Speichereinrichtung 33 des externen Rechners abge­ speichert, worauf die Nachstellung eines Steuerparameters abge­ schlossen wird (S19). Ein Beispiel für die Daten während der Nachstellung der Geschwindigkeitsregelung im Prüflauf ist in Fig. 7 dargestellt (S21).
Im Schritt S22 ist der Maschinenführer gezwungen, festzustel­ len, ob der automatisch nachgestellte Steuerparameter korrekt ist oder nicht. Wurde festgestellt, daß die Genauigkeit usw. unter Berücksichtigung der technischen Daten, der Leistung und anderer Merkmale der Maschine und ähnlicher Vorgaben verbessert werden sollte, und daß der nach der automatischen Nachstellung vorliegende Steuerparameter geändert werden muß, wird im Schritt S23 das Steuerteil 18 bzw. 18b für Speichern/Ändern von Kriterien angewählt, um das Kriterium automatisch zu verändern, oder der Benutzer gibt ein neues Kriterium direkt über die Ta­ statur ein und läßt die automatische Nachstellung nochmals ab­ laufen.
Zu diesem Zeitpunkt will der Maschinenführer gegebenenfalls einen anderen Steuerparameter nachstellen (S24). Wird ein wei­ terer Steuerparameter nachgestellt, schaltet die Verarbeitung zum Schritt S12 zurück. Wird kein weiterer Steuerparameter zur Nachstellung gewählt, schaltet die NC-Steuereinheit 1a bzw. 1b aus der Betriebsart Nachstellautomatik wieder zum Normalbetrieb zurück. Hierbei ist zu beachten, daß die Schritte S14 bis S18 auch aus anderen Programmen als Unterprogramm S25 aufgerufen werden können.
Die vorstehend beschriebenen automatischen Nachstellprogramme werden nun im einzelnen erläutert. Dabei ist zu beachten, daß der Schritt S13 zur Aktivierung/Initialisierung eines automati­ schen Nachstellprogramms, der Schritt S14 zum Setzen der Daten­ erfassungsfunktion, die Auswahl des Prüflaufprogramms im Schritt S15, die Berechnung des Merkmalswertes im Schritt S18, die Bestimmung der Korrektheit des Steuerparameters im Schritt S19 und der Vorgang zur Berechnung des neuen Werts im Schritt S29, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, für jeden nachzustel­ lenden Steuerparameter anders sind und vom automatischen Nach­ stellprogramm (14-i bzw. 14b-i; vgl. Fig. 1 und 2) festgelegt werden.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung in dem Fall, daß die automatische Nachstellung eines Geschwindigkeitsregel­ systems angewählt wurde und das entsprechende automatische Nachstellprogramm für die Geschwindigkeitsregelung im Schritt 12 aktiviert wurde. Fig. 9 ist das Ablaufdiagramm für den Ver­ arbeitungsvorgang in dem Fall, daß die automatische Nachstel­ lung eines Positionsregelsystems angewählt wurde und das ent­ sprechende automatische Nachstellprogramm für die Positions­ regelung im Schritt S32 aktiviert wurde.
Bei dem Geschwindigkeitsregelsystem erfolgt die Initialisierung im Schritt 13a (Fig. 4), wobei L (Fig. 8) einen Integralwert angibt, der die Anzahl der Versuchs- bzw. Erfassungssequenzen des Prüflaufs, die Berechnung des Merkmalswertes, die Bestimmung der Korrektheit, usw. bezeichnet, während VGNO, VGN MIN und VGN MAX jeweils einen Ausgangswert, einen gesetzten Mindestwert und einen gesetzten Maximalwert eines Geschwindigkeitsregelfak­ tors repräsentieren.
In der Positionsregelung erfolgt die in Schritt 13b angegebene Initialisierung ebenfalls, wobei L die gleichen Parameter wie beim Geschwindigkeitsregelsystem angibt; doch repräsentieren hier TSO, TS MIN und TS MAX jeweils einen Ausgangswert, einen gesetzten Mindestwert und einen gesetzten Maximalwert einer Zeitkonstante für Beschleunigung/Abbremsung.
Tabelle 2
Die Datenerfassungssteuerung 9 arbeitet jeweils gemäß den zuvor in Tabelle 1 und vorstehend in Tabelle 2 für das Geschwindig­ keitsregelsystem (S14a) bzw. das Positionsregelsystem (S14b) angegebenen Vorgaben (S14a). Dies bedeutet, daß die Datenerfas­ sungssteuerung 9 im Geschwindigkeitsregelsystem so gesetzt wird, daß sie ab einem Punkt, an dem der Positionsbefehl an den Motor nach Abschluß eines Beschleunigungs-/Abbremsungsvorgangs konstant geworden ist, Daten einspeichert, und im Positionsre­ gelsystem Daten ab dem Punkt, an dem die Beschleunigung/Abbrem­ sung beginnt, bis zu dem Punkt, an dem sie endet, abspeichert. Für den Fall, daß die Daten mit den vorgenannten Einstellungen erfaßt wurden, sind Beispiele für die Erfassungsdaten in Fig. 10 und 11 dargestellt.
Im einzelnen zeigt Fig. 19 das Beispiel für die Geschwindig­ keitsregelung. In dem Augenblick, in dem sowohl ein Positions­ befehl PCMD als auch ein Geschwindigkeitsbefehl VCMD in den Er­ fassungsdaten den jeweiligen Bezugswert überschritten haben, wird ein Auslösepunkt gesetzt. Nach diesem Auslösepunkt wird die Menge der erfaßten gültigen Daten TGF im Erfassungsdaten­ speicher 12 abgespeichert.
Fig. 11 zeigt das Beispiel für die Positionsregelung, wobei der Auslösepunkt an dem Zeitpunkt liegt, an dem der Positionsbefehl PCMD von einem Auslösepegel PCMDO abweicht. An diesem Punkt werden die Daten im Bereich der Erfassungsdaten vor dem Auslö­ sepunkt (TGB, Anzahl der Erfassungsvorgänge der gültigen Daten vor Auslösung) bis zu den Daten nach dem Auslösepunkt (TGF, An­ zahl der Erfassungsvorgänge für gültige Daten nach Auslösung) im Erfassungsdatenspeicher 12 abgespeichert. Dabei ist zu be­ achten, daß die Datenerfassungssteuerung 9 so geschaltet ist, daß im Geschwindigkeitsregelsystem die Daten ab dem Zeitpunkt, zu dem die Beschleunigung bzw. Abbremsung beendet und der Motor zur Ruhe gekommen ist, erfaßt werden, während im Positionsre­ gelsystem die Daten ab dem Zeitpunkt, zu dem die Beschleunigung bzw. Abbremsung beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sie en­ det, gespeichert werden. Der Befehlsgenerator 7a für Positi­ ons-/Geschwindigkeitsbefehle wählt und lädt das Prüflaufpro­ gramm entsprechend der Anweisung des automatischen Nachstell­ programms (S15a und S15b).
Fig. 12 zeigt ein Beispiel für das Prüflaufprogramm der Ge­ schwindigkeitsregelung. Bei diesem Beispiel wurde der Vorschub­ wert auf 10 mm gesetzt, da im Geschwindigkeitsregelsystem Daten während der Beschleunigung oder Abbremsung nicht als Erfas­ sungsdaten verwendet werden, während der Zeitraum, in dem ein bestimmter Positionsbefehl an den Motor übermittelt wird, auf 2 Sekunden eingestellt wird (2000 ms), wobei in diesem Zeitraum die Erfassungsdaten abgerufen werden.
Fig. 134 zeigt ein Beispiel für das Prüflaufprogramm der Posi­ tionsregelung, wobei der Vorschubwert auf 50 mm eingestellt wurde, da hier während der Beschleunigung bzw. Abbremsung Daten erfaßt werden. In den Schritten S16a und 16b erzeugt der Be­ fehlsgenerator 7a einen Positionsbefehl aus dem in den Schrit­ ten S15a und S15b geladenen Ablaufprogramm, und führt dann ei­ nen Prüflauf durch. Entsprechend den in den Schritten 14a und 14b vorgenommenen Einstellungen für die Datenerfassung arbeitet auch die Datenerfassungssteuerung 9a.
In der Geschwindigkeitsregelung werden, wie in Schritt S18a an­ gedeutet, mit Hilfe eines Hochpaßfilters Schwingungskomponen­ ten aus einem Drehmomentstrom-Rückmeldesignal IQF aus der Menge der Daten, die von der Datenerfassungssteuerung 9 im Erfas­ sungsdatenspeicher 12 abgespeichert wurden, extrahiert (S26, Fig. 8). Im Schritt S27 wird ein Wert zur Abschätzung der Schwingung bzw. ein Gesamtschwingungspegel FOL berechnet. Die­ ser Wert dient als Merkmalswert für die Geschwindigkeitsrege­ lung.
In der Positionsregelung wird dagegen ein Höchstwert IQM für den Drehmomentstrom-Rückmeldewert IQF unter den Daten erfaßt, die im Erfassungsdatenspeicher 12 abgespeichert sind, wie dies unter Schritt S18b (Fig. 9) angegeben ist. Dieser Wert dient als Merkmalswert für die automatische Nachstellung des Positi­ onsregelsystems.
Die in den vorgenannten Regelsystemen jeweils berechneten Merk­ malswerte dienen als Grundlage für die Bestimmung, ob der Steu­ erparameter jeweils korrekt ist (S19a und S19b). Im einzelnen wird im Geschwindigkeitsregelsystem mit einem Bereich gearbei­ tet, der zwischen einem höchstzulässigen Wert FOL MAX und einem niedrigsten zulässigen Wert FOL MIN definiert ist, um festzu­ stellen, ob der Schwingungskennwert FOL in diesen Bereich fällt oder nicht (S19a). Wird die Nachstellung als unangemessen beur­ teilt, wird im Schritt S21a auf der Grundlage der Beziehungen zwischen dem Schwingungskennwert FOL und dessen größtem und kleinsten zulässigen Wert ein Wert für den Geschwindigkeitsre­ gelfaktor für den nächsten Versuch bzw. Erfassungsvorgang be­ rechnet.
Der Werte VGN OK (ein Höchstwert von VGN unter der Bedingung FOL < FOL MIN), der Aufschluß über die Vorgeschichte gibt, ob in den vorangegangenen Versuchen Schwingungen auftraten oder nicht, der Wert VGN NG (ein Mindestwert von VGN unter der Be­ dingung FOL < FOL MAX), und die aus der Berechnung resultieren­ den Werte werden im Steuerparameterspeicher 8b für die Be­ triebsart automatische Nachstellung gespeichert. Dieser Steuer­ parameter wird dann vom Steuerteil 6A an den Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a übermittelt, worauf die Schritte ab S16a im Prüflauf wiederholt werden.
Wurde im Schritt S19a die Nachstellung als korrekt beurteilt, werden der Schwingungskennwert FOL und die Werte des Geschwin­ digkeitsregelfaktors VGN aus den vorangegangenen Versuchen im externen Speicher 19 bzw. 33 abgespeichert (S21a). Damit ist die automatische Nachstellung der Geschwindigkeitsregelung ab­ geschlossen. Die im externen Speicher 19 bzw. 33 wieder abge­ speicherte automatische Nachstellung ist in Fig. 14 darge­ stellt; dabei sind die Werte des Verstärkungsregelfaktors VGN und der Schwingungskennwert FOL für jeden Versuch erfaßt. Es ist daraus ersichtlich, daß der Geschwindigkeitsregelfaktor VGN sich entsprechend dem Parameterberechnungsprogramm im Schritt S20a ändert. Die automatische Nachstellung ist abgeschlossen, wenn der Schwingungskennwert FOL abschließend in den zulässigen Bereich kommt. Wie Fig. 15 zeigt, enthält eine Wellenform für das Drehmomentstrom-Rückmeldesignal, das beim Abspeichern der automatischen Nachstellung gemäß Fig. 19 Schwingungsanteile enthält, diese Anteile nach Abschluß der automatischen Nach­ stellung nicht.
Im Positionsregelsystem wird in den Schritten S31 bis S33 die im Schritt S19b getroffene Bestimmung beurteilt, ob der Merk­ malswert bzw. der maximale Rückmeldewert für den Drehmoment­ strom IQM innerhalb eines Bereiches liegt, der durch einen höchstzulässigen Wert IQM MAX und einen kleinsten zulässigen Wert IQM MIN des Drehmomentstroms bestimmt wird, bzw. ob der maximale Rückmeldewert IQM für den Drehmomentstrom größer ist als der höchstzulässige Wert IQM MAX und ob der maximale Rück­ meldewert für den Drehmomentstrom IQM im vorhergehenden Versuch kleiner ist als der kleinste zulässige Wert IQM MIN.
Wird die Nachstellung als unangemessen beurteilt, wird der Wert der Zeitkonstante TS für Beschleunigung/Abbremsung entsprechend den Beziehungen zwischen dem maximalen Drehmomentstrom-Rückmel­ dewert IQM und seinem höchstzulässigen Wert und seinem klein­ sten zulässigen Wert um einen vorgegebenen Wert erhöht oder verringert (S20b). Anschließend wird wie bei der Geschwindig­ keitsregelung der resultierende Wert in den Steuerparameter­ speicher 8b für die Betriebsart automatischen Nachstellung ge­ schrieben, während das Steuerteil 6a diesen Steuerparameter an den Stelltrieb- bzw. Spindelverstärker 2a übermittelt und den Prüflauf ab Schritt S16b wiederholt.
Wurde die Nachstellung als angemessen beurteilt (S20b), so wer­ den die Werte für den Merkmalswert bzw. den maximalen Wert des Drehmomentstrom-Rückmeldesignals IQM und die Zeitkonstante TS für Beschleunigung/Abbremsung im externen Speicher 19 bzw. 33 festgehalten (S21b). An diesem Punkt ist die automatische Nach­ stellung des Positionsregelsystems abgeschlossen.
Die Werte der Zeitkonstante TS für Beschleunigung/Abbremsung und der größte Wert des Drehmomentstrom-Rückmeldesignals IQM sind für jeden Versuch in Fig. 16 dargestellt, wobei die Zeit­ konstante TS für Beschleunigung/Abbremsung sich entsprechend dem Parameterberechnungsprogramm in Schritt S20a verändert. Der maximale Drehmomentstrom-Rückmeldewert IQM tritt schließlich in den zulässigen Bereich ein und damit wird die automatische Nachstellung des Parameters beendet. Wie Fig. 17 zeigt, wird die Wellenform des Drehmomentstrom-Rückmeldesignals automatisch angeglichen wie in Fig. 9 gezeigt) und tritt bei Abschluß der automatischen Nachstellung in den zulässigen Bereich ein.
Im folgenden wird nun ein Ablauf zur Veränderung eines Kriteri­ umswertes für Merkmalswerte beschrieben, die zur Bestimmung, ob ein automatisch nachgestellter Steuerparameter entsprechend dem aktuellen Maschinenzustand korrekt ist oder nicht, wobei als Beispiel ein Spielausgleichsparameter herangezogen wird.
Fig. 18 zeigt eine Ortskurve bzw. Umlaufbahn einer gerade vom Motor angetriebenen Maschine (durchgezogene Linie), wenn der Stelltriebverstärker einen Positionsbefehl erhält, um die Ma­ schine auf einer kreisförmigen Ortskurve anzutreiben, wie mit der punktierten Linie angegeben ist. Zu der Zeit, bei der die Ortskurve die X- oder Y-Achse schneidet (dieser Zeitpunkt wird nachstehend als "Quadrantenumschaltpunkt" bezeichnet) tritt, wie Fig. 18 zeigt, eine Unstetigkeit in der Ortskurve auf. Die Spielausgleichsfunktion ist so ausgelegt, daß sie am Quadran­ tenumschaltpunkt diese unstetige Bewegung auf der Bahn aus­ gleicht. Der Steuerparameter für den Spielausgleich ist ein Spielausgleichsfaktor LMC eines Drehmomentstroms, während ein Radiusfehler ΔR eines aktuellen Bahnradius, der aus einem Be­ fehlsradius R und einer Ist-Bahn berechnet wird, der Merkmals­ wert für den Spielausgleichsfaktor ist.
Im folgenden wird nun anhand eines Ablaufdiagramms gemäß Fig. 19 der Ablauf zur Veränderung von Kriterien beschrieben.
Wurden im automatischen Nachstellprogramm der größte und der kleinste Wert des Spielausgleichsfaktors jeweils auf LMC MAX und LMC MIN gesetzt, so beginnt ein automatisches Kriterienän­ derungsprogramm damit, daß es die im Steuerparameterspeicher 8b für Betriebsart automatische Nachstellung abgespeicherten Werte LMC, LMC MAX und LMC MIN ausliest und die Anzahl der Prüflauf­ durchgänge L auf 1 setzt (Schritt S41).
Anschließend wird die Anzahl der Prüflaufdurchgänge Lmax ge­ setzt (Schritt S42), werden die LMC-Werte, die gleichmäßig zwi­ schen LMC MAX und LMC MIN aufgeteilt wurden, bearbeitet (Schritt S43), worauf unter Verwendung der LMC-Werte das Unter­ programm S25 gemäß Fig. 4 (Schritt S25) mit Prüflauf, Datener­ fassung und Merkmalswert-Berechnung durchlaufen wird und die Steuerparameter und Merkmalswerte auf dem Bildschirm 25 ange­ zeigt werden (Schritt S44). Über die Darstellung auf dem Bild­ schirm 25 weist der Maschinenführer jedem Merkmalswert des Er­ gebnisses jedes mit einem LMC-Wert vorgenommenen Prüflaufs bei­ spielsweise einen Bewertungspunkt aus einem 10-stufigen Bewer­ tungsprogramm zu. Je höher der Bewertungspunkt, desto höher der befriedigende Grad der Genauigkeit. Bei dem in Fig. 20 darge­ stellten Beispiel erhält - unter der Annahme, daß der Merkmals­ wert, der sich aus dem Prüflauf unter Verwendung des Steuerpa­ rameters LMC (L = i) ergibt, fi sei - f1 die schlechteste Be­ wertung und nur einen Punkt, da ΔR negativ ist, während f2 mit 9 Punkten bewertet wird, da ΔR immerhin einen Wert von 1,5µm hat; diese Bewertungspunkte werden über die Tastatur 26 einge­ geben.
Der Merkmalswert, der in der Steuerung 13 für die Nachstellau­ tomatik berechnet wurde, wird anschließend mit der Punktbewer­ tung im Änderungsdatenspeicher 24 abgespeichert (Schritt S46). Anschließend werden die Schritte S43 bis S46 wiederholt, bis die im Schritt S47 angegebene Anzahl von Prüflaufdurchgängen (Lmax) erreicht ist.
Hat die Anzahl der Prüflaufdurchgänge den Wert Lmax erreicht, ist der Prüflauf abgeschlossen, worauf die gespeicherten Merk­ malswerte und Bewertungspunkte aus dem Änderungsdatenspeicher 24 ausgelesen werden (Schritt S48). Bei der Prüflaufnummer k, bei welcher die Punktbewertung vom befriedigenden in den unbe­ friedigenden Bereich wechselt, wird gesucht. Diese Nummer k kann mit einer in Schritt S49 angegebenen Gleichung gesucht werden. In Fig. 20 bezeichnet j1 den unbefriedigenden Bereich und j2 einen befriedigenden Bereich. Der Merkmalswert bzw. her­ vortretende Wert ΔR, der einen Schnittpunkt einer die beiden Punkte verbindenden Linie mit der Grenzlinie des befriedigen Bereichs entspricht, wird berechnet, wobei als neuer Kriteri­ umswert sein Maximalwert herangezogen wird. Eine Gleichung für diese Berechnung ist in Schritt S50 angegeben. Dieser neue Kri­ teriumswert, der im Kriterienänderungsteil 23 bzw. 23b gene­ riert wurde, wird im Speicher 22 bzw. 22b für die neuen Krite­ rien gespeichert, worauf der Vorgang abgeschlossen wird (Schritt S51).
Während bei der vorstehenden Beschreibung die im automatischen Nachstellprogramm gesetzten größten und kleinsten Werte als Steuerparameterbereich eingesetzt wurden, kann der Maschinen­ führer auch über die Tastatur einen stärker eingeschränkten Be­ reich innerhalb des Bereichs der höchsten und niedrigsten Werte setzen, oder er kann zunächst einen groben Prüflauf unter Ver­ wendung der in vorgenannter Weise im automatischen Nachstell­ programm gesetzten höchsten und niedrigsten Werte veranlassen. Anschließend kann ein Steuerparameterbereich nahe dem befriedi­ genden Bereich für die höchsten und niedrigsten Werte gesetzt werden, wonach ein Feineinstellung vorgenommen werden kann.
Nun wird ein Verfahren zur Bestimmung des Merkmalswertes eines Steuerparameters für den Fall beschrieben, daß für einen ein­ zelnen Parameter mehrere Nachstellbedingungen gelten. Bei der Einstellung des Spielausgleichs zur Kompensierung der unsteti­ gen Ortskurve am Quadrantenumschaltpunkt auf der kreisförmigen Bahn gemäß Fig. 18 ändert sich beispielsweise der Merkmalswert bzw. hervorstechende Wert ΔR entsprechend einer Vorschubge­ schwindigkeit, sofern der Steuerparameter identisch ist. In diesem Fall muß durch Veränderung der Nachstellbedingung oder der Vorschubgeschwindigkeit der Merkmalswert bearbeitet werden. Anschließend ist eine umfassende Beurteilung mit Gewichtung er­ forderlich, was bedeutet, daß der Merkmalswert hervorgehoben wird, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit der Maschine niedrig oder hoch ist.
Im folgenden wird eine mehrfache Nachstellbedingung gemäß dem Ablaufdiagramm in Fig. 21 beschrieben.
Tabelle 3
Zunächst wird ein Programm zur umfassenden Beurteilung einer mehrfachen Nachstellbedingung gestartet, worauf laut Tabelle 3 drei verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten F angegeben werden, die Anzahl der Prüflaufdurchgänge auf drei gesetzt wird, und in einem Schritt zur Ersteinstellung der Bedingungen (Schritt S51) die verwendeten Bedingungsarten für die Steuerparameter defi­ niert werden.
Anschließend wird das Unterprogramm S25 gemäß Fig. 4 aufgeru­ fen, worauf der Merkmalswert bzw. der hervorstechende Wert ΔR für jede der drei Bedingungsarten berechnet wird (S25, S52, S53). Nach Berechnung der Merkmalswerte unter allen Bedingungen werden die Merkmalswerte in der vorbeschriebenen Weise im Kri­ terienänderungsvorgang (Schritt S54) angezeigt, woraufhin für jede Bedingung dem Merkmalswert eine Punktbewertung zugeordnet wird, wie Fig. 22 dies zeigt; beispielsweise wird ein bestimm­ ter Punktwert als umfassender Punkt zugewiesen, da bei dieser Maschine die Präzision bei niedriger Geschwindigkeit eine große Bedeutung besitzt (Schritt S55). Dann werden die vorgenannten Schritte für alle initialisierten Steuerparameterarten wieder­ holt (Schritte S57 und S58), woraufhin der Steuerparameter, die Merkmalswerte, die Punktbewertung für die Merkmalswerte und der umfassende Punkt im Änderungsdatenspeicher 24 bzw. 24b abge­ speichert werden (Schritt S56).
Im Schritt S59 wird nun im Kriterienänderungsteil 23 ein Ge­ wichtungsfaktor berechnet, der die Bedeutung jeder Nachstellbe­ dingung ausweist. Die Gleichungen 1 bis 4 sind Beispielsglei­ chungen für die Berechnung des Gewichtungsfaktors. Gleichung 1
Matrize für die Ebene der Einzelbewertung
ist eine Bewertungspunktmatrize, in welcher der Bewertungspunkt jmi bezüglich jeder Nachstellbedingung bei jedem Prüflauf einbezogen ist. In ähnlicher Weise wurde in Gleichung 2
Matrize für die Ebene der umfassenden Bewertung
eine Matrize für den Punkt tm für die umfassende Bewertung er­ stellt. Die Bewertungspunktmatrize und die Matrize für den um­ fassenden Punkt lassen sich durch Gleichung 3 repräsentieren:
[tm] = [jmi] [wi] (3)
wi; Gewichtungskoeffizient für jede Bedingung
wobei die Gewichtungsfaktorenmatrize herangezogen ist, in der eine Matrize für den Gewichtungsfaktor jeder Nachstellbedingung einbezogen ist. Damit läßt sich die Gewichtungsfaktorenmatrize unter Heranziehung von Gleichung 4 auffinden:
[wi] = [jmi]-1 [tm] (4)
Im Schritt S60 wird eine FJ-Kurve ermittelt, die die Korrelie­ rung zwischen dem Merkmalswert f und dem Bewertungspunkt j un­ ter jeder Nachstellbedingung ausweist. Beispielsweise wird nun davon ausgegangen, daß man die Prüflaufdaten laut Tabelle 4 er­ halten habe:
Tabelle 4
Ein gewichteter Bewertungspunkt in dieser Tabelle weist den eingegebenen Bewertungspunkt jmi plus Gewichtungsfaktor für je­ de Nachstellbedingung aus, der im Schritt S59 aufgefunden wur­ de. Dieses Ergebnis ist in Fig. 23 dargestellt, das bei Auftra­ gen des Merkmalswertes f auf der horizontalen Achse und des ge­ wichteten Bewertungspunktes j auf der vertikalen Achse vor­ liegt. Die Kurve FJ nähert sich Vielecken an, wie Fig. 24 mit diesen Daten zeigt, so daß unter Zuhilfenahme der Gleichung 5 Polygongleichungen berechnet werden können:
N = Anzahl der Daten (N = 3)
b = j₁ - af₁
Die durch das Polygon gemäß Fig. 24 angegebene FJ-Kurve kann stattdessen auch durch eine beliebige mehrgradige Gleichung dargestellt werden, und jeder Faktor kann durch ein Annähe­ rungsverfahren mindestens auf quadratischer Ebene oder derglei­ chen gefunden werden.
Schließlich wird im Schritt S61 die für jede Nachstellbedingung ermittelte FJ-Kurve im Speicher 22 bzw. 22b für neue Kriterien registriert, worauf das Programm zur umfassenden Beurteilung bei mehrfacher Nachstellbedingung beendet wird.
Während die Maschine gerade angesteuert wird, um die Prüflauf­ daten gemäß Ablaufdiagramm nach Fig. 21 zu erfassen, können die Gewichtungsfaktoren und die FJ-Kurven unter Ausnutzung des Merkmalswertes bei jeder Nachstellbedingung berechnet werden, die schon zuvor bereitgestellt wurde, ohne die Maschine anzu­ steuern. Fig. 25 zeigt ein Ablaufdiagramm der automatischen Nachstellung entsprechend mehrfachen Nachstellbedingungen, wo­ bei Gewichtungsfaktoren und FJ-Kurven nach dem vorstehend er­ läuterten Verfahren ermittelt wurden.
Im Schritt S71 werden die Ausgangseinstellungen vorgenommen, beispielsweise die Einstellung eines Ausgangswertes LMCO, einer Veränderungsbreite ΔLMC, und einer neuen Anzahl der Durchläufe Lmax des Steuerparameters, wobei die in Tabelle 5 ausgewiesenen Nachstellbedingungen gesetzt werden:
Der Prüflauf, die Datenerfassung und die Berechnung des Merk­ malswertes (Schritt S25) erfolgen unter allen in Schritt S71 ge­ setzten Nachstellbedingungen. Im Schritt S72 wird festgestellt, ob der Prüflauf unter allen Nachstellbedingungen erfolgt ist, und in Schritt S73 werden die Nachstellbedingungen für die Prüflaufprogramme geändert.
Im Schritt S74 wird der unter allen Nachstellbedingungen im Schritt S25 berechnete Merkmalswert fi der FiJi-Kurve zugeord­ net, wobei entsprechende ji-Werte ermittelt, alle Bewertungs­ punkte addiert und ein Gesamtbeurteilungswert H berechnet wer­ den.
Im Schritt S75 werden die sich ergebenden Gesamtbeurteilungs­ werte H und der Steuerparameter (in diesem Fall LMC) gespei-­ chert, worauf bestimmt wird, ob der Gesamtbeurteilungswert H so oft aufgefunden wurde, wie dies bei der Ersteinstellung festge­ legt worden ist (Schritt S76).
Wurde diese Anzahl im Schritt S76 noch nicht erreicht, wird der Steuerparameter geändert, und dem Stelltriebverstärker ein neu­ er Parameter übermittelt (Schritt S77), worauf die Schritte ab S25 wiederholt werden. Wurde der Gesamtbeurteilungswert H bei Schritt S76 so oft gefunden, wie dies definiert ist, wird im Schritt S78 der Steuerparameter mit dem höchsten Gesamtbeurtei­ lungswert H gesucht und in den Speicher 22 bzw. 22b für die neuen Kriterien als optimaler Steuerparameter erfaßt, worauf der Vorgang beendet wird.
Es liegt auf der Hand, daß sich die Steuerparameter für eine Stelltriebspindel auf einer Werkzeugmaschine und dergleichen mit einer NC-Steuereinheit automatisch nachstellen lassen und später problemlos hinzugenommen und/oder verändert werden kön­ nen. Auch kann ein Steuerparameter automatisch mittels eines externen Rechners nachgestellt werden, der mit einer numeri­ schen Steuerung verbunden ist, und so später leicht hinzugenom­ men oder verändert werden. Die Erfindung macht es außerdem mög­ lich, jede Nachstellbedingung zu gewichten und eine umfassende Beurteilung vorzunehmen, wie dies bei einer Maschine erforder­ lich ist, wenn für einen einzelnen Parameter mehrere Nachstell­ bedingungen gelten, so daß die Maschine ein Höchstmaß an Lei­ stung erbringen kann. Daneben gestattet die Erfindung auch die automatische Veränderung des Werts eines Kriteriums für die Merkmalswerte des vom Hersteller im Programm eingestellten Steuerparameters und die Änderung des Kriteriums zwischen Maschinen.

Claims (9)

1. Numerische Steuerung gekennzeichnet durch
eine Nachstellautomatik zur automatischen Nachstellung von Steuerparametern für einen Stelltrieb bzw. eine Spindel (3), welche eine Meßeinrichtung (29) zur wertmäßigen Er­ fassung der Zustandsdaten des Stelltriebs bzw. der Spindel (3) aufweist, die einen Hinweis auf dessen bzw. deren Zu­ stand liefern;
eine Datenerfassungssteuerung (9), welche die Einstellung und Abspeicherung der gemessenen Zustandsdaten als Erfas­ sungsdaten entsprechend der Ansteuerung durch die Datener­ fassungssteuerung (9) steuert,
eine Vielzahl automatischer Nachstellprogramme (14-1 . . . 14-n) und Prüflaufprogramme (15-1 . . . 15-n; 15b-1 . . . 15b-n), die den Steuerparametern zugeordnet sind;
eine Systemsteuerung (16) für die Nachstellautomatik zur Auswahl des entsprechenden automatischen Nachstellpro­ gramms (14-1 . . . 14-n) entsprechend der Einstellung der nachzustellenden Steuerparameter; und
ein Steuerteil (13) für die Nachstellautomatik, welches den Stelltrieb bzw. die Spindel (3) entsprechend dem vom automatischen Nachstellprogramm (14-1 . . . 14-n) gewählten Prüflaufprogramm (15-1 . . . 15-n; 15b-1 . . . 15b-n) ansteu­ ert und die entsprechend der Steuerung durch die Datener­ fassungssteuerung (9) ausgelesenen Erfassungsdaten in ei­ nen gewünschten Steuerparameter auf der Grundlage der Er­ fassungsdaten ändert.
2. Numerische Steuerung, gekennzeichnet durch
eine Nachstellautomatik zur automatischen Nachstellung von Steuerparametern für einen durch die numerische Steuerung gesteuerten Stelltrieb bzw. eine Spindel (3), welche eine Meßeinrichtung (29) zur wertmäßigen Erfassung der Zu­ standsdaten des Stelltriebs bzw. der Spindel (3), eine Datenerfassungssteuerung (9), welche die Einstellung und Abspeicherung der gemessenen Zustandsdaten als Erfassungs­ daten steuert, sowie eine Einrichtung (12) zum Abspeichern der Erfassungsdaten entsprechend der Steuerung durch die Datenerfassungssteuerung (9) steuert, aufweist;
eine Steuerung (30b) für die Steuerung des Prüflaufs des Stelltriebs bzw. der Spindel (3);
eine Verbindung (30) zur Übermittlung an einen externen Rechner (31), über welche die entsprechend der Steuerung der Datenerfassungssteuerung (9) ausgelesenen Erfassungs­ daten übertragen werden;
eine Vielzahl automatischer Nachstellprogramme (14-1 . . . 14-n) und Prüflaufprogramme (15b-1 . . . 15b-n), die den Steuerparametern zugeordnet sind;
eine Systemsteuerung (34) zur Auswahl des entsprechenden automatischen Nachstellprogramms (14-1 . . . 14-n) gemäß der Einstellung der nachzustellenden Steuerparameter, wobei ein mit der numerischen Steuereinheit (1b) verbundener ex­ terner Rechner (31), der für den Prüflauf des Stelltriebs bzw. der Spindel (3) entsprechend dem vom automatischen Nachstellprogramm (14-1 . . . 14-n) ausgewählten Prüflauf­ programm (15b-1 . . . 15b-n) eine Steuerung (30b) für die Nachstellautomatik aufweist, die von der numerischen Steu­ ereinheit (1b) übermittelte Erfassungsdaten durch deren Bearbeitung in einen gewünschten Steuerparameter umwan­ delt.
3. Numerische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung (8a; 19; 33) zum Abspei­ chern von Steuerparametern aufweist, in welcher die zuvor schon automatisch nachgestellten Steuerparameter als Vor­ geschichte abspeicherbar sind.
4. Numerische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes aufweist:
eine manuelle Nachstelleinrichtung (5; 18, 18b), mit wel­ cher sich die Steuerparameter für den Stelltrieb bzw. die Spindel (3) manuell nachstellen lassen; und
eine Umschalteinrichtung zum Umschalten von der manuellen Nachstelleinrichtung auf Nachstellautomatik und umgekehrt.
5. Verfahren zur automatischen Nachstellung von Steuerparame­ tern für einen Stelltrieb bzw. eine Spindel mit Hilfe ei­ ner numerischen Steuerung oder eines mit dieser verbunde­ nen Rechners, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • 1) Aktivieren des automatischen Nachstellbetriebs (S13);
  • 2) Auswählen der automatisch nachzustellenden Steuerpara­ meter von einer Eingabeeinrichtung aus (S12);
  • 3) automatisches Auswählen und Starten der den gewählten Steuerparametern zugeordneten automatischen Nachstell­ und Prüflaufprogramme (S15);
  • 4) Durchführen eines Prüflaufs des Stelltriebs bzw. der Spindel entsprechend dem gestarteten Prüflaufprogramm, und Abrufen der Erfassungsdaten vom Stelltrieb bzw. der Spindel (S16);
  • 5) Verarbeiten des Werts eines Merkmals aus den abgerufe­ nen Erfassungsdaten und Beurteilen anhand des bearbei­ teten Wertes, ob der jeweilige Steuerparameter geeignet ist oder nicht (S18); und
  • 6) Verändern des Nachstellwertes des Steuerparameters und Wiederholen der Schritte 4) und 5), sofern der Steuer­ parameter als ungeeignet beurteilt wurde (S19).
6. Verfahren zur automatischen Nachstellung von Steuerparame­ tern für einen Stelltrieb bzw. eine Spindel mit Hilfe ei­ ner numerischen Steuerung oder eines mit dieser verbunde­ nen Rechners, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • 1) Einstellen der Zeit, zu welcher der Wert der Erfas­ sungsdaten einen vorgegebenen Auslösepegel in vorgege­ bener Richtung durchquert, als Grundzeitpunkt, um fest­ zustellen, daß die Erfassungsdaten abgerufen wurden und deren Abruf zu beenden ist (S33);
  • 2) Einstellen der jeweiligen vorgegebenen Zeitdauer vor und nach dem Grundzeitpunkt (S34);
  • 3) Einstellen einer frei wählbaren Zeitdauer als Erfas­ sungszeit von dem vor dem Grundzeitpunkt liegenden Zeitpunkt einer der vorgegebenen Zeitdauern bis zu dem auf den Grundzeitpunkt folgenden Zeitpunkt der anderen der vorgegebenen Zeitdauern (S32);
  • 4) Abrufen der Erfassungsdaten zu der eingestellten Zeit­ dauer (S35); und
  • 5) Abspeichern der abgerufenen Erfassungsdaten (S36).
7. Verfahren zum Ändern des Werts eines Kriteriums für Merk­ malswerte, die in einer numerischen Steuerung zur Bestim­ mung eingesetzt werden, ob der Einstellwert eines nachzu­ stellenden Steuerparameters geeignet ist oder nicht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • 1) Einstellen einer Vielzahl von Steuerparametern im Ände­ rungsbereich (S41, S42; S51);
  • 2) Durchführen eines Prüflaufs des Stelltriebs bzw. der Spindel mittels automatischer Nachstellprogramme, wobei die Vielzahl von Steuerparametern gesetzt ist, die Er­ fassungsdaten abgerufen werden, und die Vielzahl von Steuerparametern und Merkmalswerten abgespeichert wird (S25);
  • 3) Herstellen einer Beziehung zwischen der Vielzahl von Steuerparametern und den abgespeicherten Merkmalswer­ ten, und Anzeigen der Beziehungen auf einer Anzeigeein­ richtung (S54);
  • 4) Gewichten der angezeigten Merkmalswerte (S59); und
  • 5) Einstellen eines neuen Wertebereichs der Kriterien für die Merkmalswerte entsprechend den Beziehungen zwischen den angezeigten Steuerparametern, den Merkmalswerten und den gewichteten Merkmalswerten (S60).
8. Verfahren zur umfassenden Bestimmung der Merkmalswerte ei­ nes Steuerparameters mit mehreren Nachstellbedingungen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • 1) Einstellen der mehrfachen Nachstellbedingungen und Be­ arbeiten sowie Abspeichern der Merkmalswerte unter al­ len eingestellten Nachstellbedingungen (S71);
  • 2) Anzeigen der gespeicherten Merkmalswerte auf einer An­ zeigeeinrichtung;
  • 3) Gewichten der angezeigten Merkmalswerte (S59);
  • 4) umfassende Einschätzung aller Nachstellbedingungen an­ hand aller Merkmalswerte für die Nachstellbedingungen (S72) und 5) umfassende Beurteilung der Merkmalswerte der Steuerpa­ rameter anhand des Ergebnisses der umfassenden Ein­ schätzung (S74) 9. Numerische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung (8b) zum Abspeichern von Steuerparametern aufweist, in welcher die zuvor schon au­ tomatisch nachgestellten Steuerparameter als Vorgeschichte abspeicherbar sind.
10. Numerische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Einrichtungen aufweist; eine manuelle Nachstelleinrichtung (5b), mit welcher sich die Steuerparameter für den Stelltrieb bzw. die Spindel (3) manuell nachstellen lassen; und eine Umschalteinrichtung zum Umschalten von der manuellen Nachstelleinrichtung auf Nachstellautomatik und umgekehrt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111923045A (zh) * 2020-08-07 2020-11-13 珠海格力智能装备有限公司 机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器
CN114995204A (zh) * 2022-07-18 2022-09-02 中国西安卫星测控中心 一种统一测控设备自动化运行方法

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US5475291A (en) * 1992-12-10 1995-12-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Adjustment device for adjusting control parameters of a servo motor and an adjustment method therefor
JPH06253564A (ja) * 1993-02-25 1994-09-09 Ckd Corp モータ共振周波数減衰用フィルタの定数値設定方法
US5473230A (en) * 1993-07-08 1995-12-05 Maxtor Corporation Torque disturbance precompensation for disk drive spindle motors
US5801963A (en) * 1995-11-13 1998-09-01 The University Of Kentucky Research Foundation Method of predicting optimum machining conditions
US5941143A (en) * 1995-11-16 1999-08-24 University Of Kentucky Research Foundation Method of assessing chip breakability performance
JP3647955B2 (ja) * 1996-01-23 2005-05-18 三菱電機株式会社 操作ボード、リモートi/o通信制御方法
DE19602454C2 (de) * 1996-01-24 2001-04-12 Agie Sa Verfahren und Fuzzy-Regler zum Abstimmen der Reglerparameter eines Reglers
US5826060A (en) * 1996-04-04 1998-10-20 Westinghouse Electric Corporation Stimulated simulator for a distributed process control system
DE19615816A1 (de) * 1996-04-20 1997-10-23 Chiron Werke Gmbh Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine
US5903474A (en) * 1996-11-08 1999-05-11 University Of Kentucky Research Foundation Optimization of machining with progressively worn cutting tools
JP3501962B2 (ja) * 1998-11-09 2004-03-02 株式会社山武 Pidパラメータ再調整方法、そのpidパラメータ再調整プログラムを記録した記憶媒体およびpidパラメータ再調整装置
US6850806B2 (en) * 1999-04-16 2005-02-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for determining calibration options in a motion control system
US6470225B1 (en) 1999-04-16 2002-10-22 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for automatically tuning feedforward parameters
US6961628B2 (en) * 1999-04-16 2005-11-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for tuning compensation parameters
US6198246B1 (en) 1999-08-19 2001-03-06 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for tuning control system parameters
JP2001306137A (ja) 2000-04-24 2001-11-02 Yamaha Motor Co Ltd 制御対象の特性制御装置
WO2002005414A1 (en) * 2000-07-11 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor control device
WO2002025640A2 (en) * 2000-09-21 2002-03-28 Gsi Lumonics Corporation Digital control servo system
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
US6859747B2 (en) * 2001-04-26 2005-02-22 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for self-calibrating a motion control system
JP2003058218A (ja) * 2001-06-06 2003-02-28 Fanuc Ltd サーボモータを駆動制御する制御装置
JP4578732B2 (ja) * 2001-08-13 2010-11-10 株式会社森精機製作所 工作機械送り系の制御装置
JP4075803B2 (ja) * 2002-04-05 2008-04-16 三菱電機株式会社 モータの制御装置
JP2003316422A (ja) 2002-04-25 2003-11-07 Mitsubishi Electric Corp 制御パラメータ自動調整装置
US6961637B2 (en) * 2003-02-25 2005-11-01 Ge Fanuc Automation Americas, Inc. On demand adaptive control system
GB0313887D0 (en) * 2003-06-16 2003-07-23 Gsi Lumonics Ltd Monitoring and controlling of laser operation
EP1706776A1 (de) * 2004-01-23 2006-10-04 GSI Group Corporation System und verfahren zur virtuellen lasermarkierung
JP2006107284A (ja) * 2004-10-07 2006-04-20 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP2007052505A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Fanuc Ltd 数値制御装置
WO2008036110A2 (en) * 2006-02-03 2008-03-27 Bae Systems Land & Armaments L.P. Modularized servo control system
US7629764B2 (en) * 2006-02-03 2009-12-08 Bae Systems Land & Armaments L.P. Nonlinear motor control techniques
CA2695710C (en) * 2007-08-10 2013-01-08 Rentech, Inc. Precipitated iron catalyst for hydrogenation of carbon monoxide
US7627440B2 (en) * 2007-08-28 2009-12-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. Inertia and load torque estimating method and apparatus
EP2105815B1 (de) * 2008-03-25 2016-03-09 TRUMPF Maschinen Grüsch AG Verfahren zum Erstellen eines NC-Steuerungsprogramms
US8565746B2 (en) * 2008-12-30 2013-10-22 Carrier Iq, Inc. Programmable agent for monitoring mobile communication in a wireless communication network
JP2011134169A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 制御パラメータ調整方法及び調整装置
WO2013171875A1 (ja) * 2012-05-17 2013-11-21 三菱電機株式会社 サーボパラメータ調整装置
CN102866638A (zh) * 2012-10-22 2013-01-09 天津商业大学 一种双转台五轴数控机床虚拟装配和数控加工仿真方法
TWI454868B (zh) * 2012-11-02 2014-10-01 Ind Tech Res Inst 目標導向數值控制自動調校系統與方法
KR101376840B1 (ko) * 2012-11-26 2014-04-01 삼성전기주식회사 센서 자동이득제어 장치 및 방법, 그리고 센서 장치
JP5956619B2 (ja) 2015-01-13 2016-07-27 ファナック株式会社 加工条件に応じてパラメータを調整するパラメータ自動調整装置
JP6154435B2 (ja) * 2015-07-09 2017-06-28 ファナック株式会社 制御系のオンライン自動調整状況を表示する機能を有するサーボ制御装置
JP6832498B2 (ja) * 2017-04-25 2021-02-24 株式会社安川電機 システムおよび評価装置ならびに評価方法
TW202022652A (zh) 2018-11-30 2020-06-16 財團法人工業技術研究院 加工參數調整系統及加工參數調整方法
JP6989564B2 (ja) * 2019-04-26 2022-01-05 ファナック株式会社 工作機械の数値制御システム
WO2023053400A1 (ja) * 2021-09-30 2023-04-06 三菱電機株式会社 数値制御装置、加工システム、数値制御方法および加工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3701880C2 (de) * 1986-03-13 1988-09-29 Veb Kombinat Nagema, Ddr 8045 Dresden, Dd
DE2846877C2 (de) * 1977-10-27 1989-01-12 Optimizer Control Corp., Minneapolis, Minn., Us
JPH0283703A (ja) * 1988-09-21 1990-03-23 Hitachi Ltd プロセス制御システム
DE3931143A1 (de) * 1989-09-19 1991-03-28 Rolf Prof Dr Ing Isermann Verfahren zur ueberwachung des betriebs einer werkzeugmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3829750A (en) * 1971-02-12 1974-08-13 Bendix Corp Self-adaptive process control
IT1165716B (it) * 1979-10-11 1987-04-22 Olivetti & Co Spa Apparecchiatura di controllo numerico adattativo per macchine utensili
US4478657A (en) * 1983-01-06 1984-10-23 C. A. Schroeder, Inc. Method for strengthening duct cores
JPS59167706A (ja) * 1983-03-14 1984-09-21 Toshiba Corp 多入出力サンプル値i−pd制御装置
JPS60220411A (ja) * 1984-04-17 1985-11-05 Toshiba Corp デイジタル位置制御装置
US4669040A (en) * 1984-09-19 1987-05-26 Eurotherm Corporation Self-tuning controller
US4609855A (en) * 1984-11-09 1986-09-02 Motorola, Inc. Adaptive servomotor control
JPH0350602A (ja) * 1989-07-18 1991-03-05 Kobe Steel Ltd ロボットのゲイン設定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2846877C2 (de) * 1977-10-27 1989-01-12 Optimizer Control Corp., Minneapolis, Minn., Us
DE3701880C2 (de) * 1986-03-13 1988-09-29 Veb Kombinat Nagema, Ddr 8045 Dresden, Dd
JPH0283703A (ja) * 1988-09-21 1990-03-23 Hitachi Ltd プロセス制御システム
DE3931143A1 (de) * 1989-09-19 1991-03-28 Rolf Prof Dr Ing Isermann Verfahren zur ueberwachung des betriebs einer werkzeugmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111923045A (zh) * 2020-08-07 2020-11-13 珠海格力智能装备有限公司 机器人的控制方法、装置、计算机可读存储介质和处理器
CN114995204A (zh) * 2022-07-18 2022-09-02 中国西安卫星测控中心 一种统一测控设备自动化运行方法
CN114995204B (zh) * 2022-07-18 2022-11-08 中国西安卫星测控中心 一种统一测控设备自动化运行方法

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Publication number Publication date
US5285378A (en) 1994-02-08
JP2745850B2 (ja) 1998-04-28
JPH04302306A (ja) 1992-10-26

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