SU1352455A1 - Method of correcting errors of servo drive with controlled elements in programmed control systems - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах программного управлени  металлообра- батьшающими станками, при коррекции взаимных перемещений управл емых г звеньев по двум и более координатам. Целью изобретени   вл етс  повышение точности коррекции относительно перемещени  управл емых звеньев. Уст (Л с со ел N5 сд СПThe invention relates to the automation of production processes and can be used in software systems for controlling metal-working machines, in correcting the mutual displacements of controlled g links in two or more coordinates. The aim of the invention is to improve the accuracy of the correction relative to the movement of the controlled links. Ust (L with co eel N5 SD SP

Description

ройство,реализующее способ, содержит устройство 1 ЧПУ, силовые преобразователи 2 и 3, приводные двигатели . 4 и 5,. датчики обратной св зи 6 и 7, первое 8 и второе 9 звень  (исполнительные механизмы), блок задани  10 с технологической программой, каналы 11, 12, блок 13 кодировани  и подготовки данных, каналы .14, сумма1The realism that implements the method contains the device 1 CNC, power converters 2 and 3, drive motors. 4 and 5 ,. feedback sensors 6 and 7, the first 8 and second 9 links (actuators), task block 10 with the technological program, channels 11, 12, block 13 of coding and data preparation, channels .14, sum1

Изобретение относитс  к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в систе:мах программного управлени  металлообра- батьшающими станками при коррекции заимных перемещений управл емых звеньев по двум и более координатам.The invention relates to the automation of production processes and can be used in the systems of programmed control of metal processing machines for the correction of borrowed movements of controlled links in two or more coordinates.

Целью изобретени   вл етс  повыение точности коррекции относитель- ного перемещени  управл емых звеньев.The aim of the invention is to improve the accuracy of the correction of the relative movement of controlled links.

На фиг. 1 показано устройство л  осуществлени  способа , на фиг.2 - схема перемещений исполнительных звеньев при определении расчетных данных дл  коррекции при вращательном движении; на фиг. 3 - то же, при поступательном движении{на фиг.4- 11 - графики зависимости погрешностей и их гармо.нических составл ющих от величины перемещени  звеньев в относительных единицах.FIG. 1 shows a device for implementing the method, FIG. 2 shows a diagram of the movements of the actuators in determining the calculated data for correction during rotational movement; in fig. 3 - the same, with the translational movement {in Figures 4-11, the graphs of the dependences of the errors and their harmonic components on the magnitude of the displacement of the links in relative units.

Устройство дл  осуществлени  способа содержит устройство 1 ЧПУ, силовые преобразователи 2 и 3, приводные двигатели 4 и 5, датчики 6 и 7 обратной св зи, первое и второе звень  (исполнительные механизмы) 8 и 9 (например, люльку зуборезного станка - координата X и щпиндель бабки издели  зуборезного станка - координата U дл  вращательного движени  и два суппорта токарного станка дл  поступательного движени ), блок 10 задани  с технологической программой, каналы 11 и 12, блок 13 кодировани  и подготовки данных (например, на базе вычислительного комплекса СМ 1403), каналы 14, сумматоры 15 и 16, вход щие в состав блока 13, каналы 17 и 18, упор 19, установленный на звене 8, индуктивныйA device for carrying out the method comprises a CNC device 1, power converters 2 and 3, drive motors 4 and 5, feedback sensors 6 and 7, first and second links (actuators) 8 and 9 (for example, a machine for a gear-cutting machine - coordinate X and the spindle of the headstock of the gear cutting machine - U coordinate for rotational movement and two lathes for translational movement), block 10 tasks with a technological program, channels 11 and 12, block 13 of coding and data preparation (for example, based on the computing complex SM 1403), the channels 14, adders 15 and 16, coming within the composition of the block 13, channels 17 and 18, the stop 19 mounted on the link 8, the inductive

торы 15, 16, вход щие в состав блока 13, каналы 17, 18, упор 19, установ- ленньй на звене 8, индуктивный преобразователь 20, установленный на звене 9, блок преобразовани  21,.регистрирующий блок 22, блок 23 кодировани  графических данных, ЭВМ 24, содержащую вычислительные блоки 25- 27 и преобразователь 28, 11 ил.tori 15, 16, included in block 13, channels 17, 18, stop 19, mounted on link 8, inductive transducer 20 mounted on link 9, transform block 21, registration block 22, graphic encoding block 23 , Computer 24, containing computing blocks 25-27 and converter 28, 11 Il.

00

5five

00

5five

00

5five

00

преобразователь 20, установленный на звене 9, блок 21 преобразовани , регистрирующий блок 22 (например, самописец), блок 23 кодировани  графических данных, ЭВМ 24, содержащую вычислительные блоки 25-27 и преобразователь 28. Блок 13 содержит также посто нное запоминающее устройст- во 29, каналы 30 и 31.a converter 20 mounted on a link 9, a conversion unit 21, a recording unit 22 (for example, a recorder), a graphic data encoding unit 23, a computer 24 containing computational blocks 25-27 and a converter 28. The block 13 also contains a permanent storage device 29, channels 30 and 31.

Кроме того устройство содержит направл ющие 32 и 33, по которым перемещаютс  звень  8 и 9 при поступательном движении.In addition, the device contains guides 32 and 33, along which links 8 and 9 are moving during forward movement.

На фиг. 2 и 3 показаны траектории 34-41, по которым движутс  звень  8 и 9.FIG. 2 and 3 show trajectories 34-41 along which links 8 and 9 are moving.

На фиг. 4-11 приведены зависимое-/ ти погрешностей 42 и 43, их гармонические составл ющие 44-49, зависимость 50 погрешности воспроизведени  программы звеном 8, зависимость 51 погрешности воспроизведени  программы звеном 9, зависимости 52 и 53 погрешности отработки технологической отработки звень ми 8 и 9 после введени  коррекции и зависимость 54 ошибки синхронного перемещени  звеньев.FIG. 4-11 show the dependencies / errors 42 and 43, their harmonic components 44-49, the dependence 50 of the reproduction error of the program by link 8, the dependence 51 of the reproduction error of the program by link 9, the dependency 52 and 53 of the error of working off the technological refinement of 8 and 9 after the introduction of the correction and the dependence of the 54 error synchronous movement of links.

Устройство 1 ЧПУ через силовые преобразователи 2 и 3 и приводные двигатели 4 и 5 с датчиками 6 и 7 обратной св зи управл ет по заданной программе вращением черв чных колес исполнительных механизмов 8 и 9. I. Программа управлени  вращением звеньев 8 и 9 Хп и Uqp из блока 10 соответственно по каналам 11 и 12 вводитс  в блок 13. Далее о.на в кодах через сумматоры 15 и 16 по каналам 17 и 18 вводитс  в устройство 1 ЧПУ. До обработки детали программа задаетс  в виде последовательности синхрон31352455 .The CNC device 1 through power converters 2 and 3 and driving motors 4 and 5 with feedback sensors 6 and 7 controls, according to a predetermined program, the rotation of the worm wheels of actuators 8 and 9. I. The program for controlling the rotation of links 8 and 9 XP and Uqp from block 10, respectively, through channels 11 and 12, is entered into block 13. Further, in codes, via adders 15 and 16, through channels 17 and 18, is entered into the CNC device 1. Prior to part processing, the program is defined as a sequence of synchronization1352455.

ных перемещений звеньев 8 и 3 Ошиб- вают нулевое показани  блока 21. На ка синхронного вращени  X - U измер - втором этапе продолжают синхронное етс  как относительное перемещение перемещение звеньев 8 и 9 до полного упора 19, установленного на звене 8, ,хода звена 8, при этом оно перемеща-, и индуктивного преобразовател  20, етс  из положени  с в положение d установленного на звене 9. Это пере- по траектории 41, а второе звено 9 мещение преобразуетс  блоком 21 в перемещаетс  из положени  а в поло- показани  прибора и в аналоговьш сиг- жение b по траектории 38. нал, пропорциональный величине X - U. ю Вид зарегистрированной блоком 22 Этот сигнал регистрируетс  блоком в погрешности X - U синхронного двух- виде графика зависимости X - U от ве- этапного перемещени  дл  К 1, т.е. личины перемещени  X, U, так как ско- дл  первой гармоники, приведен на рость прот жки блока 22 пропорцио- фиг. 4 (лини  43). нальна скорости вращени  звеньев. 15 Числовые данные, полученные по Эта зависимость при синхронном пере- этой графической зависимости, через мещении звеньев 8 и 9 из положени  блок 23 подаютс  в ЭВМ 24 и по ним а в положение d по траектори м 34 и в блоке 25 вычисл ютс  коэффициенты 35 приведена на фиг. 4 (лини  42). Фурье дл  первой гармоники ощибки Числовые данные, считанные с этого 20 на двухэтапном перемещении 6i, , |3, . графика, кодируетс  с помощью блока Эта гармоника и ее коэффициенты при- 23 и ввод тс  в ЭВМ 24. В блоке 25 ведены на фиг. 5 (лини  45). Дл  ЭВМ по программам гармонического ана- второй и третьей гармоник зависимость ЛИЗа вычисл ют коэффициенты Фурье а X - U приведена на фиг. 6 и 8, а на и в дл  номеров k гармонических 25 фиг. 7 (лини  47) и фиг. 9 (лини  составл ющих, которые необходимо . 49) показаны втора  и треть  гармони- скорректировать. Дл  зависимости 42 ческие составл ющие ошибки и их коэф- вид первой гармонической составл ющей . фициенты Фурье.The movements of links 8 and 3 erroneous zero readings of block 21. At the synchronous rotation X - U measurement - the second stage continues synchronous movement as relative movement of links 8 and 9 until the full stop 19 installed on link 8, the stroke of link 8 while it is moving- and inductively converting 20, from position c to position d installed on link 9. This is across the path 41, and the second link 9 is converted by block 21 to moving from position to position indicator and to analog signal b along the path 38 Nal is proportional to X - U value. Yu Type registered by block 22 This signal is recorded by the block in the X - U error of a synchronous two-way plot of X - U versus rotational movement for K 1, i.e. The amount of displacement X, U, since the velocity of the first harmonic, is reduced to the stretch of the block 22 in proportion to FIG. 4 (line 43). the speed of rotation of the links. 15 Numerical data obtained from this dependence with synchronous re-graphing, through the placement of links 8 and 9 from the position of the block 23 are fed into the computer 24 and by them and in the position of d along the trajectory m 34 and in block 25 the coefficients 35 are calculated in fig. 4 (line 42). Fourier for the first harmonic of the error Numerical data read from this 20 in a two-step displacement 6i,, | 3,. the graphics is encoded using the block This harmonic and its coefficients are added to 23 and are entered into the computer 24. In block 25 are entered in FIG. 5 (line 45). For a computer, using the harmonic and second and third harmonic programs, the dependence of LIZ is calculated by the Fourier coefficients and X - U is shown in FIG. 6 and 8, and on and in for k harmonic numbers 25 of FIG. 7 (line 47) and FIG. 9 (lines of components that are necessary. 49) shows the second and third harmonize. For the dependence, the 42 components of the error and their coefficient are the first harmonic component. Fourier ficients.

(X - и) и значени  коэффициентов а, По определенным коэффициентам и в, приведены на фиг. 5 (лини  44). ЗО Фурье в блоках 26 и 27 по программе Соответственно дл  второй и третьей расчета суммы тригонометрического составл ющих это линии 47 на фиг. 7 р да вычисл ютс  абсолютные norpetu- и 48 на фиг. 9 и коэффициенты а,, в ности Л.Х, л.и воспроизведени  прог- и а, в,,. Затем звень  8 и 9 возвра- раммы Х,,, Unp отдельно по каждой щают в исходное положение а по тра- „ц из координат: ектори м 36 и 37. После этого второе(X - and) and the values of the coefficients a, For certain coefficients and b, are shown in FIG. 5 (line 44). The Fourier transceivers in blocks 26 and 27 according to the program. For the second and third calculations of the sum of the trigonometric components, respectively, these are lines 47 in FIG. 7 rows are calculated absolute norpetu- and 48 in FIG. 9 and the coefficients a ,, in the essence of L.Kh., l. And the reproduction of prog- and a, in,. Then links 8 and 9 of the return frame X ,,, Unp separately for each plane to the initial position and along the route from the coordinates: Figures 36 and 37. After this, the second

звено 9 перемещают в точку в на вели- ац +ь1.у. ,2т.,Link 9 is moved to a point in a great value + 1.y. , 2t.,

- 2 2 COSK-J-Лр,р + - 2 2 COSK-J-Lr, p +

чину -г- по траектории 38, обеспечи-rank -g- along the trajectory 38, ensure-

ч г b ц + Вк , 21Г „ « ва  перемещением упора 19 на первом о sink vu fh g b c + Вк, 21Г „“ va by moving the stop 19 on the first one about sink vu f

звене 8 нулевое показание блока 21.1link 8 zero reading unit 21.1

Здесь 1 - полна  величина перемещени „Here 1 is the full amount of movement „

звеньев 8 и 9 от положени  а до по-AU - ( cosk-г- + ложени  d, а k - номер гармоники коэффициента Фурье, которой определ - g Ьк ftv ъ- п i етс  в результате измерени  погрещ-2 1 Р links 8 and 9 from the position of a to a-AU - (cosk-r- + d, and k is the harmonic number of the Fourier coefficient, which is determined by - g bk ftv п - p is measured by measuring bounds-2 1

ности следующего измерени . Следую ,. где суммирование производитс  по щее измерение погрещности X - U про- « . - i- -next measurement. Follow, where the summation is performed, the total measurement of the error X - U is pro -. - i- -

,всем k корректируемым гармоникам, вAll k corrected harmonics, in

водитс  в два этапа. Сначала первое„ leads in two stages. First the first „

оданном случае К 3.This case K 3.

звено 8 перемещают из положени  а m ,,link 8 is moved from position a m ,,

,. „ 50 Полученна  зависимость погрешнос- синхронно со вторым звеном 9. При ., “50 The resulting dependence of the error is synchronous with the second link 9. When.

ти воспроизведени  программы первым этом второе звено перемещаетс  на„., чл / When the program is played first, the second link is moved to.

звеном 8 приведена на фиг. 10 (лини link 8 is shown in FIG. 10 (line

величину полного перемещени  в точку , .,the total displacement to a point,.,

,,50), вторым звеном 9 - на фиг. 11,, 50), the second link 9 - in FIG. eleven

d по траектории 4, а первое звено в , .d along the trajectory 4, and the first link in,.

-,п (лини  51).-, n (line 51).

точку с по траектории 39. Затемpoint c along trajectory 39. Then

звено 8 оставл ют неподвижным, а зве- Эти зависимости в блоке 28 преобтно 9 по траектории 37 возвращают вразуютс  в коды устройства 1 ЧПУ иthe link 8 is left stationary, and the stars These dependencies in block 28, mainly 9 along the trajectory 37, return to be interfered with in the codes of the CNC device 1 and

исходное положение а. Вновь переме-передаютс  в посто нное запоминающееstarting position a. Once again, they are transferred to a persistent storage.

щением упора 19 на звене 8 устанавли-устройство 29 блока 13.by the stop 19 on the link 8 set-device 29 of the block 13.

Дл  обработки детали программа, определ юща  форму детали, по каналам 11 и 12 вводитс  в устройство 13 кодировани  и подготовки данных и поступает на сумматоры 15 и 16 и на входы устройства 29. На выходе устг ройства 29 выбираютс  коды погрешности в зависимости от программируемых перемещений ) и uU(Unp). Эти зависимости по каналам 30 и 31 подаютс  на вычитающие входы суммато- ров 15 и 16. В результате по каналам 17 и 18 в устройство 1 ЧПУ ввод тс  коды скорректированного Программируемого перемещени  X ,( „. дл  звена 8 и UKPO дл  звена 9 и определ ютс  выражени миFor part processing, the program determining the shape of the part is entered into the device 13 for encoding and preparing data through channels 11 and 12 and is fed to the adders 15 and 16 and to the inputs of the device 29. At the output of the device 29, error codes are selected depending on programmed movements) and uU (Unp). These dependencies on channels 30 and 31 are fed to the subtracting inputs of the summers 15 and 16. As a result, the channels 17 and 18 in the CNC device 1 enter the codes of the corrected Programmable movement X, (". For link 8 and UKPO for link 9 and determine expressions

X,X,

и,and,

прetc

X X

Ur Ur

прetc

-йХ,yo

-iU;-iU;

поправок позвол етamendment allows

k пр - «-I прk pr - "-I pr

Введение таких корректировать ошибки не только синхронного, но и произвольных относительно перемещений исполнительных звеньев.The introduction of such correction of errors is not only synchronous, but also arbitrary with respect to the displacements of the executive links.

Использование изобретени  позвол ет повысить точность коррекции погрешности взаимного Перемещени  двух цпи нескольких звеньев, управл емых по программе.The use of the invention makes it possible to improve the accuracy of the correction of the error in the mutual displacement of two parts of several links controlled by the program.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ коррекции ошибки след щего привода с управл емыми звень ми в системах программного управлени , содержащий измерение и регистрацию сигнала ошибки при воспроизведенииMethod of error correction of servo drive with controlled links in software control systems, containing measurement and recording of the error signal during playback 5five 00 5five 00 5five программы и введение корректирующего сигнала в программу управлени  исполнительными механизмами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности коррекции относительно перемещени  управл емых звеньев , дл  формировани  каждого отдельного корректирую1цего сигнала до начала отработки технологической программы перемещают синхронно первое и второе управл емые звень , сигнал зарегистрированной ошибки несинхронности их перемещени  раскладывают на гармонические составл ющие, возвращают звень  в исходное положение, сдвигают второе звено относительно первого на половину периода корректируемой составл ющей, в новом относительном положении звеньев аналогично регистрируют ошибку несинхроннос- ти их перемещени  и также раскладывают сигнал этой ошибки на гармонические составл ющие, из которых вьще- л ют одноименную корректируемой, а соответствующий корректирующий гармонический сигнал формируют по его коэффициентам Фурье, определ   их дл  корректирующего гармонического сигнала первого звена как полусумму, а дл  второго звена - как полуразность коэффициентов Фурье одноименных составл ющих первого измерени  и соответствующего из повторных измерений со знаком, обратным дл  данного звена знаку, с которым учитывалось его перемещение при определении несинх- -ронности.programs and the introduction of a correction signal to the actuator control program, characterized in that, in order to improve the accuracy of the correction relative to the movement of the controlled links, the first and second controlled links move the registered error signal to form each individual correction signal their asynchronous displacements are laid out on harmonic components, the links are returned to the initial position, the second The link with respect to the first half of the period of the corrected component, in the new relative position of the links, similarly register the error of non-synchronization of their movement and also spread the signal of this error into harmonic components, from which the same corrected signal is corrected, and the corresponding corrective harmonic signal is formed for its Fourier coefficients, define them for the corrective harmonic signal of the first link as half-sum, and for the second link as half-difference of the coefficients The Fourier of the components of the same name of the first dimension and the corresponding of the repeated measurements with the sign opposite to the link for the sign with which its movement was taken into account when determining non-synchronicity. гаha нn 3d3d фиг2Fig2 fftusA fftusA x.trx.tr Фиг 5Fig 5 (X U (X u фи&.6fi & .6 Фие.7Fie.7 фиг 8FIG. 8 Фиг. 9FIG. 9 Xi/fpuS .IO Xi / fpuS .IO фи&11 Ufi & 11 u Редактор Л.ПовханEditor L.Povkhan Составитель А.ИсправниковаCompiled by A. Ispravnikova Техред А.Кравчук Корректор В.Гирн кTehred A.Kravchuk Proofreader V.Girn to Заказ 5565/47 Тираж 863ПодписноеOrder 5565/47 Circulation 863 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и отз рытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5on affairs of inventions and otz ryty 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab, D. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4