DD237131B1 - Schaltungsanordnung zur massaufnahme von punkten in drei ebenen - Google Patents

Description

Programmänderung realisiert werden konnten, sofort auszuführen. Durch eine effektivere Gestaltung des Meßvorganges wird dia Verfügbarkeit der Maschine zur Bearbeitung der Werkstücke erhöht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß von dem Meßtaster eine Schaltsignalleitung auf den ersten Eingang einee dem Steuerwerk vorgeschalteten Impulsformers geführt ist, an dessen zweiten Eingang eine erste mit einer Leitung vom Taktgeber konjunktiv verknüpfte Auf ruf leitung vom ersten Ausgang eines mit i'am Steuerwerk gekoppelten Bewerters gelangt. Dem Bewerter sind über.eine Weiche eine Korrekturlogik und ein Meßwertdatenspeicher nachgeschaltet. Der Meßwertdatenspeicher ist mit der Parameterrecheneinheit verbunden und die Korrekturlogik ist an das zentrale Steuer- und Rechenwerk angeschlossen.

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

Einem Programmspeicher 1, in dem die erforderlichen Meßvorgänge gespeichert sind, sind eine Aufruf- und Eingabeeinheit 2, eine Steuereinheit 3, ein zentrales Steuer- und Rechenwerk 5, ein Steuerwerk 6 und mit den Antrieben gekoppelte Positionier- und Meßwerterfassungseinrichtungen 8,9 seriell nachgeschaltet. Zwischen der Aufruf-und Eingabeeinheit 2 und dem zentralen Steuer- und Rechenwerk 5 ist ein Datenspeicher 4 angeordnet, der mit einer nach der Steuereinheit 3 angeordneten Parameterrecheneinheit 10 verbunden ist. Das Steuerwerk β ist mit einem Bewerter 7 direkt gekoppelt, der über eine Weiche 13 mit einer Korrekturlogik 12 und einem der Parameterrecheneinheit 10 vorgeschalteten Meßwertdatenspeicher 11 verbunden ist. Der Meßtaster 14 ist über eine Schaltsignalleitung SS mit dem ersten Eingang eines Impulsformers 15 verbunden, der an das Steuerwerk 6 angeschlossen ist. Vom Bewerter 7 ist eine erste Aufruf leitung AL1 konjunktiv mit einer Leitung vom Taktgeber 17 verknüpft auf den zweiten Eingang des Impulsformers 15 geführt. Über zweite und dritte Aufrufleitungen AL 2, AL 3 ist der Bewerter mit dem zentralen Steuer- und Rechenwerk 5, der Aufruf- und Eingabeeinheit 2 sowie konjunktiv mit einer Ausgangsleitung des Steuerwerkes 3 verknüpft mit der Parameterrecheneinheit 10 verbunden. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt:

Zur Abarbeitung eines normalen Bearbeitungsschrittes wird durch die Aufruf- und Eingabeeinheit 2 der entsprechende Programmsatz aus dem Programmspeicher 1 ausgelesen. Datenspeicher 4 und Steuereinheit 3 werden aktiviert und der Programmsatz wird an das zentrale Steuer- und Rechenwerk 5 weitergeleitet, wo er mit den aufgerufenen Daten aus dem Datenspeicher 4 komplettiert wird. Die daraus resultierenden Sollwerte werden über das Steuerwerk 6 an die Positioniereinrichtung 8 weitergeleitet. Die durch die Meßwerterfassungseinrichtung 9 ermittelten Istwerte der jeweiligen Position gelangen als Rückmeldung auf das Steuerwerk 6. Hier erfolgt der Vergleich von Soll- und Istwert und die Bewertung hinsichtlich des Positioniervorganges. Ist die Differenz von Soll- und Istwert ungleich Null, wird die Positionierung fortgesetzt. Eine Stopbedingung resultiert aus der Nulldifferenz zwischen Soll- und Istwert, der zu positionierende Punkt ist erreicht. Wird das Stopsignal gebildet, so erfolgt von dem Bewerter 7 eine Weiterleitung als Aufrufsignal AL2 für den nächsten Bearbeitungssatz an das zentrale Steuer- und Rechenwerk 5 und an die Aufruf- und Eingabeeinheit 2. Damit wird der nachfolgende Programmsatz aufgerufen und eine erneute Positionierung beginnt. Der Bewerter 7 hat die Aufgabe, nur beim Aufruf „Messen" die entsprechenden Signale zu bewerten und die Steuerfolge bzw. die Satzweiterschaltung zu übernehmen. Sonst sind Aufrufe für die Satzweiterschaltung im Bewerter 7 durchgeschaltet

Beim Aufruf „Messen" wirkt die Schaltungsanordnung folgendermaßen:

Das Steuerwerk 6 für die Meßwerterfassungs- und Positioniereinrichtungen 8,9 steuert den Datenaustausch, ausgelöst durch den Taktgeber 17 und in Verbindung mit dem Bewerter 7, in einem bestimmten Zeitraster. Liegt durch das Werkstückprogramm der Aufruf „Messen" über das zentrale Steuer- und Rechenwerk 5 am Bewerter 7 an, wird der Bewerter 7 aktiv geschaltet und ein Aufrufsignal gebildet.

So wird mit diesem Aufrufsignal über die Aufrufleitung AL1, die konjunktiv mit dem Signal des Taktgebers 17 über das Gatter 18 verknüpft ist, der Impulsgeber 15 aktiviert. Durch das Schalten des Meßtasters 14 (LOW/HIGH-Signal oder HIGH/LOW-Signal) beim Aufsetzen auf das Werkstück bzw. beim Entfernen wird das Schaltsignal SS durch den Meßtaster 14 erzeugt, das auf den Impulsformer 15 gelangt. Im Impulsformer 15 wird eine Schaltflanke gebildet. Der Impulsformer bewirkt, daß sowohl beim Anfahren als auch beim Zurückziehen von der Werkstückkante das Schaltsignal des Meßtasters für Öffnen bzw. Schließen in der gleichen Form zum Steuerwerk 6 und zum Bewerter 7 geführt wird. Dadurch ist das Messen in beiden Verfahrrichtungen möglich. Das Schaltsignal des Meßtasters 14 bewirkt im Steuerwerk 6 und im Bewerter 7, daß im Moment des Schaltens der von der Meßwerterfassungseinrichtung 9 aufgenommene momentane Istwert (gleich Meßwert) über die Weiche 13 in den Meßwertdatenspeicher 11 übernommen wird. Dieser Meßwert ist die absolute Istposition aller zu positionierenden Achsen. Im Meßwertdatenspeicher 11 steht der Meßwert für die Parameterrecheneinheit 10 bereit. Die Parameterrecheneinheit 10 wird über die Aufrufleitung AL3 vom Steuerwerk 6 bei entsprechendem Werkstückprogramm aufgerufen. Durch den direkten Anschluß des Meßwertdatenspeichers 11 an die Parameterrecheneinheit 10 werden die Meßwerte direkt in die Parameterrechnung einbezogen bzw. in beliebige Parameter übernommen und werden dadurch in die Parame ^funktionen der Steuerung einbezogen. Damit ist eine flexible zielgerichtete Weiterverarbeitung, z. B. für arithmetische Funktionen, ohne zusätzliche Bewertungs- und Recheneinheiten, möglich. Das Ergebnis wird im Datenspeicher 4 abgelegt und steht dem Prozeß sofort wieder zur Verfügung.

Weiterhin wird durch das Schaltsignal des Meßtasters 14 bewirkt, daß die laufende Positionierung, obwohl die Differenz von Sollposition und Istposition ungleich Null ist, sofort angehalten wird, da über den Bewerter 7 und das Steuerwerk 6 ein Stopsignal gebildet wird, das an die Positioniereinrichtung 7 gelangt. Dieses Stoppen der Achsbewegungen erfolgt unabhängig von der Vorgabe im Werkstückprogramm.

Nach dem Achsstillstand der Positioniereinrichtung 8, wenn der Nachlaufweg gleich Null ist, werden die von der Meßwerterfassungseinrichtung 9 augenblicklich aufgenommenen Istpositionen von dem Bewerter 7 über die Weiche 13 in die Korrekturlogik 12 geschrieben und von dort als neue Sollwerte an das zentrale Steuer- und Rechenwerk 5 geleitet. Es erfolgt eine

sofortige Korrektur der Soilposition, die durch das Schalten des Meßtasters und das daraus bedingte Anhal'-зп nicht erreicht wurde. Das zentrale Steuer- und Rechenwerk 5 wird durch diese Korrektur (Sollposition ist gleich Istpusition) für die nächste Positionierung in die richtige Ausgangsstellung gesetzt, ohne anschließend eine Absolutposition anfahren zu müssen, da die Wegbilanz in der numerischen Steuerung jetzt ausgeglichen ist. Es wird erreicht, daß die Bearbeitung an dem Punkt, an dem die Achsen zum Stillstand gekommen sind, unverzüglich fortgesetzt werden kann, auch ein erneuter Meßvorgang kann sofort angeschlossen werden. Eine Rückzugbewegung ist nicht erforderlich.

Bei entspreci onder Gestaltung der Meßprogramme ist es möglich, mit der Steuerung eine Kontur mit hoher Geschwindigkeit zu suchen und anschließenc. genau zu messen. Zusätzlich werden noch Speicherplätze im Programmspeicher 1 eingespart.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zur Maßaufnahme von Punkten in drei Ebenen mittels des Schaltsignals einer Meßeinrichtung, insbesondere eines Meßtasters, unter Verwendung zu einer numerischen Steuerung gehörender Funktionseinheiten, wie Programm- und Datenspeicher, Aufruf-, Eingabe-, Steuer- und Parameterrecheneinheiten, Taktgeber, zentrales Steuer- und Rechenwerk, Steuerwerk mit nachgeschalteten Positionier- und Meßwerterfassungseinrichtungen, die mit Antrieben gekoppelt sind, gekennzeichnet dadurch, daß von dem Meßtaster (14) eine Schaltsignalleitung (SS) auf den ersten Eingang eines dem Steuerwerk (6) vorgeschalteten Impulsformers (15) geführt ist, an dessen zweiten Eingang eine erste mit einer Leitung vom Taktgeber (17) konjunktiv verknüpfte Aufruf leitung (AL 1) vom ersten Ausgang eines mit dem Steuerwerk (6) gekoppelten Bewerters (7) gelangt, daß dem Bewerter (7) über eine Weiche (13) eine Korrekturlogik (12) und ein Meßwertdatenspeicher (11) nachgeschaltet sind, daß der Meßwertdatenspeicher (11) mit der Parameterrecheneinheit (10) verbunden ist, und daß die Korrekturlogik (12) an das zentrale Steuer- und Rechenwerk (5) angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung bezieht sich auf die Meßaufnahm- von Punkten in drei Ebenen und deren gesteuerte flexible Verarbeitung auf dem Gebiet der digitalen Steuerungstechnik. Die Lösung ermöglicht die Maßerfassung von verschiedenen Punkten an Körpern, z.B. Werkstücken, deren einfache prozeßabhängige Verrechnung und damit eine prozeßabhängige Steuerung, wobei die Maßaufnahme vor und/oder zwischen den einzelnen Bearbeitungsphasen erfolgen kann.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bekannt ist ein Verfahren zur Maßaufnahme von Punkten an Werkstücken, bei dem in der Maschine gemessen und das Ergebnis zum Steuern der Maschine benutzt wird („Messen in der CNC-Maschine"—Zeitschrift „tzfür Metallbearbeitung", 76. Jahrgang, 1982, Heft 07/82, Seite 30-32). Die Werkzeugmaschine selbst wird als Meßmaschine verwendet und die Meßergebnisse werden für den weiteren Ablauf der Bearbeitung ausgewertet. Eingesetzt wird ein Präzisionsmeßtaster, der nach dem Berühren mit dem Werkstück ein Signal an die Steuerung liefert, die daraufhin den Positions-Ist-Wert in einen Speicher überträgt. Durch Subtraktionvom Positions-Soll-Wert wird die Korrektur ermittelt, die der Werkzeugkorrektur hinzugerechnet wird. Benötigt wird dazu ein schaltender Meßtaster, der anstelle des Werkzeuges eingesetzt wird. Bei dieser Lösung ist ein Messen nur in Richtung „Kontaktgabe" möglich, das bedeutet, daß nach dem Meßvorgang ein Rückzug zum Ausgangspunkt, auf eine feste Position hin erfolgt. Für die praktische Anwendung ist dabei von Nachteil, daß eine Messung meist aus mehreren Meßvorgängen besteht, wobei der Ausgangspunkt schrittweise der Kontur angenähert wird. Dabei muß die Geschwindigkeit verringert w<=rden, um schrittweise eine höhere Genauigkeit des Meßwertes zu erhalten. Die Rückzugbewertung zum Ausgangspunkt nach jedem Meßvorgang (bei Kontaktgabe oder auch nicht) kostet unnötig viel Zeit und da sich dieser Vorgang mehrfach wiederholen kann, ist der gesamte Meßvorgang von nachteilig großer Dauer. Es ist von Nachteil, daß nicht jener Punkt, an dem die Maschinenachsen nach dem ersten Meßvorgang zum Stillstand kommen, als Ausgangspunkt für die weitere Bearbeitung bzw. für einen weiteren Meßvorgang dient.

   Nachteilig ist weiterhin, daß nur beim Berühren des Meßobjektes durch Meßtaster („Kontaktgabe") gemessen werden kann, nicht aber beim Verlassen.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, vorhandene Funktionseinheiten einer numerischen Steuerung mit geringem schaltungstechnischem Aufwand so zu verbinden bzw. durch weitere Einheiten derart zu vervollkommnen, daß mittels der dadurch erzielten Funktionserweiterung eine umfassende Automatisierung sowie eine effektivere Gestaltung des Meßvorganges erreicht wird.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zur Maßaufnahme von ι unkten in drei Ebenen mittels des Schaltsignals einer Meßeinrichtung, insbesondere eines Meßtasters, unter Verwendung zu einer numerischen Steuerung gehörender Funktionseinheiten, wie Programm- und Datenspeicher, Aufruf- und Eingabeeinheit, Steuereinheit, zentrales Steuer- und Rechenwerk, Taktgeber, Steuerwerk mit nachgeschalteten Positionier- und Meßwerterfassungseinrichtungen, die mit den Antrieben gekoppelt sind, wobei der Aufruf und die direkte Abfrage des Meßtasterschaltsignals im getasteten System erfolgt, die erfaßten Meßpunkte schnell prozeßabhängig verrechnet werden und die gesamte Steuerung dadurch in die Lage versetzt wird, auf den zu steuernden Prozeß besser und umfassender zu reagieren. Eine Werkstückkontur kann mit hoher Genauigkeit gesucht und anschließend genau gemessen werden. Es ist möglich, Korrekturen, die sonst nur über eine