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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung zum Steuern
von Werkzeugmaschinen und von verschiedenen Arten von Industriemaschinen,
und insbesondere eine numerische Steuervorrichtung zur Durchführung einer überlagerten
Steuerung, wobei ein Bewegungsbefehl für eine Master-Achse über einen
Bewegungsbefehl für
eine Slave-Achse gelagert wird.
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2. Beschreibung des dazu
gehörigen
Standes der Technik
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Die
Steuerung, bei der die Bewegung einer Achse der Bewegung einer anderen
Achse überlagert
wird, ist die sogenannte überlagerte
Steuerung. Angenommen, in einem Beispiel für eine Werkzeugmaschine mit
zwei Steuervorrichtungen wird ein an einem Triebgestell 2 befestigtes
Arbeitsstück 1 mit
einem Werkzeug TI und einem Werkzeug TII wie in 1 gezeigt,
maschinell bearbeitet. Bewegt sich das Triebgestell 2 in
ZIm-Achsenrichtung, wird das Werkzeug TI in einer XI-Achsenrichtung
senkrecht zur ZIm-Achsenrichtung bewegt, so dass das Arbeitsstück 1 maschinell
bearbeitet wird, und das Werkzeug TII wird in einer ZIIs-Achsenrichtung
parallel zur ZIm-Achsenrichtung und in einer XII-Achsenrichtung
senkrecht zur ZIIs-Achsenrichtung
bewegt, so dass das Arbeitsstück 1 maschinell
bearbeitet wird. Hier werden die XI-Achse und die ZIm-Achse als
Erstsystem-Achsen bezeichnet, und ein XI-ZIm-Koordinatensystem wird
als Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
Erstsystem bezeichnet. Zudem werden die XII-Achse und die ZIIs-Achse
als Zweitsystem-Achsen bezeichnet, und ein XII-ZIIs-Koordinatensystem
wird als Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
Zweitsystem bezeichnet.
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Bei
dieser maschinellen Bearbeitung ändert sich
die Position der ZIIs-Achse in Bezug auf das Arbeitsstück 1 nicht,
wenn die ZIIs-Achse mit der Bewegung der ZIm-Achse bewegt wird. Soll das Arbeitsstück 1 mit
dem Werkzeug TII maschinell bearbeitet werden, wird somit ein Maschinenbearbeitungsprogramm
auf der Annahme erzeugt, dass die Bewegung des Arbeitsstücks 1 in
der ZIm-Achsenrichtung gestoppt wird. Bei der realen maschinellen
Bearbeitung wird die ZIIs-Achse durch eine überlagerte Steuerung bewegt,
bei der ein Bewegungsbefehl für
die ZIm-Achse zu einem Bewegungsbefehl für die ZIIs-Achse addiert wird.
Demzufolge bewegt sich das Werkzeug TII und bearbeitet das Arbeitsstück 1 gemäß den Befehlen
des Programms. Durch Einsatz dieser überlagerten Steuerung kann
das Arbeitsstück 1 mit
den XI- und ZIm-Achsen und mit den XII- und ZIIs-Achsen gleichzeitig
bearbeitet werden. Bei dieser überlagerten
Steuerung wird die ZIm-Achse als Master-Achse bezeichnet, wohingegen
die ZIIs-Achse als Slave-Achse bezeichnet wird.
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Nachstehend
wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die überlagerte Steuerung gemäß den Befehlen
von Programmen durchgeführt
wird.
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Für das erste
System ist beispielsweise das folgende Programm O1000 denkbar:
O1000
...
...
G01
X0 Z0; Bewegungsbefehl
G01 X100 Z100; Bewegungsbefehl
...
...
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Für das zweite
System ist das folgende Programm O2000 denkbar:
O2000
...
...
M80;
Befehl zum Starten der überlagerten
Steuerung von ZIm-Achse und ZIIs-Achse
G01
X0 Z0; Bewegungsbefehl
G01 X100 Z100; Bewegungsbefehl
...
M83;
Befehl zum Stoppen der überlagerten
Steuerung von ZIm-Achse und ZIIs-Achse
...
...
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In
diesem Beispiel werden der Start- bzw. Stoppbefehl für die überlagerte
Steuerung in dem Programm O2000 für das zweite System bereitgestellt.
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2 ist
ein Schaubild, das schematisch die Positionssteuerung durch diese überlagerte
Steuerung zeigt. Bei der Durchführung
der überlagerten Steuerung
(bei einem Beispiel von dem Zeitpunkt, wenn ein Startbefehl für eine überlagerte
Steuerung aus einem Programm gelesen wird, bis zu dem Zeitpunkt,
wenn ein Stoppbefehl für
eine überlagerte Steuerung
gelesen wird), wird ein Bewegungsbetrag δzIm auf der Basis eines Bewegungsbefehls
(I1) für die
Masterachse ZIm, erhalten durch die numerische Steuervorrichtung
in jedem Verteilungszeitraum, zu einem Register für den augenblicklichen
Wert der Master-Achse ZIm addiert, so dass der gespeicherte Ko ordinatenwert
der ZIm-Achse in eine Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
Erstsystem (I2) aktualisiert wird. Der Bewegungsbetrag δzIm wird ebenfalls
in einen Erstsystem-Servoverarbeitungsabschnitt (I3) eingegeben.
In der Zwischenzeit wird ein Bewegungsbetrag δzIIs auf der Basis eines Bewegungsbefehls
(II1) für
die Slave-Achse ZIIs in ein Register für den augenblicklichen Wert
der Slave-Achse ZIIs addiert, so dass der gespeicherte Koordinatenwert
der ZIIs-Achse im Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
zweite System (II2) aktualisiert wird. Für die Slave-Achse ZIIs wird
ein Bewegungsbetrag (δzIIs
+ δzIm),
erhalten durch Addieren des Bewegungsbetrags δzIm auf der Basis des Bewegungsbefehls
für die
Master-Achse ZIm zum Bewegungsbetrag δzIIs auf der Basis des Bewegungsbefehls
für die
Slave-Achse ZIIs,
in einen Zweitsystem-Servoverarbeitungsabschnitt (II3) eingegeben.
Die vorstehend genannte überlagerte
Steuerung wird auf diese Weise durchgeführt. Eine derartige überlagerte
Steuerung ist bereits in der Öffentlichkeit
bekannt (siehe beispielsweise JP 10-27013A).
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Es
gibt solche Fälle,
dass während
der Durchführung
der vorstehend genannten überlagerten
Steuerung, ein Hinausfahren der Slave-Achse erfolgt und ein Alarm
ausgegeben wird, oder ein von der Slave-Achse bewegtes Werkzeug
oder dergleichen aufgrund der Überlagerung
eines Bewegungsbefehls für
die Master-Achse über
einen Bewegungsbefehl für
die Slave-Achse ein anderes Teil stört.
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Solche
Probleme werden beispielsweise verhindert, indem die überlagerte
Steuerung effizient abgebrochen werden, bevor Probleme wie dieses
erwartet werden. Wird jedoch die überlagerte Steuerung abgebrochen,
wird ein Bewegungsbefehl für
die Master-Achse nicht länger
an die Slave-Achse abgegeben. Als Folge geht die Erkennung der Positionsbeziehung
zwischen der Master-Achse und der Slave-Achse verloren, und somit
geht die Erkennung der Positionsbeziehung zwischen dem von der Master-Achse
bewegten Arbeitsstück
und der Slave-Achse verloren.
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Wenn
die einmal abgebrochene überlagerte Steuerung
in der Positionsbeziehung vor dem Ende der überlagerten Steuerung neu gestartet
werden soll, muss man die Positionsbeziehung zwischen der Master-Achse
und der Slave-Achse wieder neu berechnen, und ein Slave-Achsen-Arbeitsstück-Koordinatensystem
auf der Basis der erhaltenen Positionsbeziehung wieder einstellen.
Dies erfordert jedoch komplizierte Berechnungen auf der Basis verschiedener
Arten von Maschinen- und Arbeitsstück-Daten, wie des Arbeitsstück-Koordinatenwertes
der Master-Achse und des Arbeitsstück-Koordinatenwertes der Slave-Achse
zum Zeitpunkt des Abbruchs der überlagerten
Steuerung, und es muss erneut gestartet werden. Für einen
Maschinenführer
ist es sehr schwierig, die erforderlichen Berechnungen durchzuführen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt eine numerische Steuervorrichtung bereit, die die
Bewegung einer Slave-Achse während
der überlagerten
Steuerung stoppen kann, ohne dass die überlagerte Steuerung abgebrochen
wird, so dass die überlagerte
Steuerung angehalten wird, und dann wird die Bewegung der Slave-Achse
neu gestartet, so dass die überlagerte Steuerung
leicht wiederaufgenommen wird.
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Eine
erfindungsgemäße numerische
Steuervorrichtung führt
eine überlagerte
Steuerung zur Steuerung der Bewegung einer Slave-Achse parallel zu
einer Master-Achse
durch, so dass ein Arbeitsstück
durch einen überlagerten
Bewegungsbefehl bewegt wird, der durch Überlagern eines Bewegungsbefehls
für die
Masterachse über
einen Bewegungsbefehl für
die Slaveachse erhalten wird. Die numerische Steuervorrichtung umfasst:
Vorrichtungen zum Empfangen eines Anhaltebefehls für die Slave-Achse,
der von einem Programm oder einem eingegebenen Signal in der Überlagerungssteuervorrichtung
gegeben wird; und Vorrichtungen zum Anhalten der Bewegung für die Slave-Achse
und Subtrahieren eines Betrages des Bewegungsbefehls für die Masterachse
von einem Koordinatenwert der Slave-Achse in einem Arbeitsstück-Koordinatensystem, das
auf das Arbeitsstück
eingestellt wird, wenn der Anhaltebefehl für die Slave-Achsenbewegung
erhalten wird.
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Die
numerische Steuervorrichtung umfasst: Vorrichtungen zum Erhalt eines
Befehls zur Wiederaufnahme der Slave-Achsen-Bewegung, der von dem
Programm oder einem eingegebenen Signal erteilt wird; und Vorrichtungen
zur Wiederaufnahme der Bewegung der Slave-Achse, so dass die überlagerte Steuerung
fortgesetzt wird, wenn der Befehl zur Wiederaufnahme der Slave-Achsenbewegung
erhalten wurde.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1,
eine Darstellung, ein Beispiel für
eine Werkzeugmaschine, bei der die überlagerte Steuerung angewendet
wird,
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2,
ein Diagramm, wie die überlagerte Steuerung
in dem vorstehenden Beispiel arbeitet,
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3,
eine Darstellung zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Prinzips,
die Beziehung, welche eine Master-Achse, eine Slave-Achse und ein
Arbeitsstück
aufweisen, wenn die Bewegung der Slave-Achse während der überlagerten Steuerung gestoppt
wird,
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4,
eine Darstellung, die Beziehung, welche die Master-Achse, die Slave-Achse und das Arbeitsstück während der überlagerten
Steuerung aufweisen,
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5,
ein Diagramm, wie die Steuerung arbeitet, wenn die Bewegung der
Slave-Achse während
der erfindungsgemäßen überlagerten
Steuerung gestoppt wird,
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6,
ein Blockdiagramm, relevante Teile einer numerischen Steuervorrichtung
gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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7,
ein Fließschema,
ein vorläufiges
Verfahren, das für
die Slave-Achse in der vorstehenden Ausführungsform durchgeführt wird,
und
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8,
ein Fließschema,
ein Verfahren, das für
die Slave-Achse in jedem Verteilungs-Zeitraum in der vorstehenden
Ausführungsform
durchgeführt wird.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Zuerst
wird das erfindungsgemäße Prinzip anhand
der 3 und 4 in Bezug auf das maschinelle
Bearbeiten, wie es in der 1 gezeigt
ist, beschrieben. In der 1 ist die Achse, an der die überlagerte
Steuerung durch geführt
wird, die ZIIs-Achse
als Slave-Achse. Die XII-Achse hat keine direkte Verbindung mit
der überlagerten
Steuerung. Folglich wird die ZIm-Achse als Master-Achse und die
ZIIs-Achse als Slave-Achse beschrieben. Der präzisen Beschreibung halber werden
Bauteile oder Beträge,
die die Master-Achse betreffen, und Bauteile oder Beträge, die
die Slave-Achse betreffen, durch Zufügen der Nachsilben "m" bzw. "s" unterschieden. Zudem
werden Bauteile oder Beträge,
die ein erstes System betreffen, und Dinge, die ein zweites System betreffen,
durch Zufügen
der Buchstaben "I" bzw. "II" unterschieden.
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Die 3 ist
eine Darstellung, die erläutert, wie
die Steuerung durchgeführt
wird, ohne dass die überlagerte
Steuerung unterbrochen wird, nachdem ein Befehl zum Anhalten der
Slave-Achsenbewegung eingegeben wurde. Die 3 zeigt
einen Zustand zu dem Zeitpunkt, an dem die überlagerte Steuerung wieder
aufgenommen wurde, nachdem sich die Master-Achse ZIm um δZIm bewegt
hat. Es wird vorausgesetzt, dass die Koordinatenposition, welche
die Slave-Achse ZIIs in dem auf das Arbeitsstück eingestellten Arbeitsstück-Koordinatensystem kurz
vor dem Anhalten der überlagerten
Steuerung eingenommen hatte, zIIs ist.
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Da
die Bewegung der Slave-Achse gestoppt wurde, wurde die Koordinatenposition
zIIs der Slave-Achse in dem Arbeitsstück-Koordinatensystem nicht
geändert.
Da sich zwischenzeitlich die Master-Achse ZIm um δzIm bewegt
hat, wurde das Arbeitsstück 1 um δzIm bewegt.
Eine Position "a" auf dem Arbeitsstück 1,
das dem Werkzeug TII unmittelbar vor dem Anhalten der überlagerten
Steuerung gegenübersteht,
hat sich zu einer Position a' in 3 bewegt.
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Wenn
das Anhalten der Bewegung der Slave-Achse abgebrochen wird, und
die überlagerte Steuerung
wieder fortgesetzt wird, damit die Positionsbeziehung wiederhergestellt
wird, wenn die überlagerte
Steuerung angehalten wird, muss man das Werkzeug TII um δzIm bewegen.
Dadurch wird das Werkzeug TII und das Arbeitsstück 1 sowie die Master-Achse
und die Slave-Achse zurück
in die Positionsbeziehung gebracht, die sie kurz vor dem Anhalten
der überlagerten
Steuerung eingenommen hatten. In diesem Fall wird jedoch der Koordinatenwert der
ZIIs-Achse in dem Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
zweite System zIIs + δzIm,
und nicht zIIs, welchen die ZII-Achse einnahm, kurz bevor die überlagerte
Steuerung angehalten wurde. Folglich wird in der Erfindung ein Wert,
erhalten durch Umkehr eines Vorzeichens des Bewegungsbetrages δzIm für die Master-Achse
ZIm nach dem Anhalten der überlagerten
Steuerung, zu dem Koordinatenwert der Slave-Achse ZIIs addiert.
Der Bewegungsbetrag δzIm für die Master-Achse
ZIm nach dem Anhalten der überlagerten
Steuerung wird nämlich
von dem Koordinatenwert der Slave-Achse ZIIs subtrahiert. Demnach
nimmt die Slave-Achse ZIIs nach dem Anhalten der überlagerten
Steuerung einen Koordinatenwert zIIs – δzIm an.
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Dies
bedeutet, dass ein Ursprung ZIIso der ZIIs-Achse im Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
zweite System um +δzIm
nach ZIIso' verschoben wird.
Dann wird beim Fortsetzen der überlagerten Steuerung
die Slave-Achse an die Position mit einem Koordinatenwert zIIs verschoben,
welches derjenige Koordinatenwert ist, den die Slave-Achse aufwies, bevor
sie gestoppt wurde. Somit wird die Slave-Achse um δzIm bewegt, so dass das Werkzeug
TII an die Position a' auf
dem Arbeitsstück 1 eingestellt
wird, und die Master-Achse und die Slave-Achse, sowie das Arbeitsstück und die
Slave-Achse, werden zurück
in die Positionsbeziehung gebracht, die sie unmittelbar vor dem
Anhalten der überlagerten
Steuerung aufwiesen.
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Die 4 ist
eine Darstellung zur Erläuterung
der Positionsbeziehung, die die Master-Achse und die Slave-Achse
während
der überlagerten
Steuerung aufweisen. Es wird vorausgesetzt, dass ein Bewegungsbefehl,
auf dessen Basis ein Bewegungsbetrag δzIm bestimmt wird, für die Master-Achse
ZIm eingegeben wird, und dass ein Bewegungsbefehl, auf dessen Basis
ein Bewegungsbetrag δzIIs
bestimmt wird, für
die Slave-Achse ZIIs eingegeben wird. In diesem Fall wird wie in 2 gezeigt
der Wert, erhalten durch Addieren des Werts δzIm auf der Basis des Bewegungsbefehls
für die
Master-Achse zum Wert δzIIs
auf der Basis des Bewegungsbe fehls für die Slave-Achse, für die Slave-Achse
ZIIs eingegeben. Demzufolge bewegt sich das Werkzeug TII um (δzIIs + δzIm). Das
Arbeitsstück 1 bewegt
sich zwischenzeitlich um δzIm
auf der Basis des Bewegungsbefehls für die Master-Achse. Folglich
bewegt sich das Werkzeug TII relativ zum Arbeitsstück 1 nur um δzIIs, nämlich um
den Bewegungsbetrag auf der Basis des Bewegungsbefehls für die Slave-Achse, und
es führt
die maschinelle Bearbeitung durch.
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Der
Koordinatenwert der ZIIs-Achse, in dem Zweitsystem-Arbeitsstück-Koordinatensystem
ist wie in 2 gezeigt zwischenzeitlich zIIs
+ δzIIs,
da der Bewegungsbetrag δzIIs
auf der Basis des Bewegungsbefehls für die für die Slave-Achse dazu addiert wird.
Dies bedeutet, dass die ursprüngliche
Position ZIIso der ZIIs-Achse in dem Zweitsystem-Arbeitsstück-Koordinatensystem
von ZIIso um δzIm
nach ZIIso' verschoben
wird. Da die ZIIs-Achse eine Slave-Achse (Werkzeug TII) ist, welche
um den Bewegungsbetrag (δzIIs
+ δzIM)
bewegt worden ist, sollte speziell die Position der ZIIs-Achse,
die eine Slave-Achse (Werkzeug TII) ist, erhalten werden als (zIIs
+ δzIIs
+ δzIm),
indem dieser Bewegungsbetrag zu der Position zIIs vor der Bewegung
addiert wird. Da jedoch tatsächlich
wie in der 2 gezeigt, nur der Bewegungsbetrag δzIIs auf
der Basis des Bewegungsbefehls für
die Slave-Achse zum Koordinatenwert vor der Bewegung der Slave-Achse
im Zweitsystem-Koordinatensystem addiert wird, ist folglich der resultierende
Koordinatenwert (zIIs + δzIIs).
Dies bedeutet, dass der Koordinatenwert der Slave-Achse ein Wert
ist, der durch Subtraktion des Bewegungsbetrages δzIm der Master-Achse
von dem tatsächlichen
Bewegungsbetrag erhalten wird. Somit gilt: Koordinatenwert der Slave-Achse
= Position
vor der Bewegung + tatsächlicher
Bewegungsbetrag – Bewegungsbetrag
der Master-Achse
= zIIs + δzIIs
+ δzIm – δzIm
=
zIIs + δzIIs (1)
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Das
Vorstehende zeigt, dass bei der Durchführung der überlagerten Steuerung ein Wert,
erhalten durch Subtrahieren des Bewegungsbetrages der Master-Achse von dem tatsächlichen
Bewegungsbetrag der Slave-Achse ZIIs, zu dem Vorbewegungs-Koordinatenwert
der Slave-Achse in dem Zweit-System-Arbeitsstück-Koordinatensystem addiert werden sollte.
Das Vorstehende zeigt auch, dass der Ur sprung des Zweit-System-Arbeitsstück-Koordinatensystems
um den Bewegungsbetrag der Master-Achse verschoben wird.
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Beim
Anhalten der überlagerten
Steuerung und beim Stoppen der Slave-Achsenbewegung bewegt sich die Slave-Achse
um δzIIs
+ δzIm =
0. Somit errechnet sich aus dem Ausdruck (1) der Koordinatenwert
der Slave-Achse in dem Zweitsystem-Arbeitsstück-Koordinatensystem wie folgt: Koordinatenwert der Slave-Achse
=
zIIs + δzIIs
+ δzIm – δzIm
=
zIIs – δzIm (2)
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5 ist
ein Schaubild, das schematisch zeigt, wie die Positionssteuerung
durchgeführt
wird, wenn die in 2 gezeigte überlagerte Steuerung angehalten
wird, und die Bewegung der Slave-Achse gestoppt wird.
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Ein
Bewegungsbetrag auf der Basis eines Bewegungsbefehls (I1 = δzIm) für die Master-Achse ZIm,
welche erhalten wird durch die numerische Steuervorrichtung in jedem
Verteilungszeitraum, wird zu dem Register für den augenblicklichen Wert
der Master-Achse ZIm addiert, so dass der registrierte Koordinatenwert
der ZIm-Achse in
dem Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
Erstsystem (I2) aktualisiert wird. Der Bewegungsbetrag δzIm wird ebenfalls
in den Erstsystem-Servoverarbeitungsabschnitt
(I3) eingegeben. Zwischenzeitlich wird für die Slave-Achse ZIIs ein Bewegungsbefehl (II1)
weder in den Aktualisierungsteil (II2) zum Aktualisieren des registrierten
Koordinatenwertes der ZIIs-Achse in dem Zweitsystem-Arbeitsstück-Koordinatensysten
noch in den Zweitsystem-Servoverarbeitungsabschnitt (II3)
eingegeben. Zum Aktualisierungsteil (II2) zum Aktualisieren des
registrierten Koordinatenwertes der ZIIs-Achse in dem Zweitsystem-Arbeitsstück-Koordinatensystem
wird jedoch der Wert δzIm
auf der Basis des Bewegungsbefehls für die Master-Achse aus dem
Aktualisierungsteil (I2) zum Aktualisieren des registrierten Koordinatenwerts
der ZIm-Achse in dem Arbeitsstück-Koordinatensystem
für das
Erst-System eingegeben. Dieser Wert δzIm auf der Basis des Bewegungsbefehls
für die
Master-Achse wird von dem Arbeitsstück-Koordinatenwert der Slave-Achse ZIIs subtrahiert.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine numerische Steuervorrichtung 100 gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt. Die numerische Steuervorrichtung 100 hat zwei gesteuerte
Achsensysteme, die jeweils aus einer X-Achse und einer Z-Achse wie
in 1 gezeigt bestehen. Eines der beiden gesteuerten
Achsen systeme ist ein erstes System (XI ZIm), und das andere ist
ein zweites System (XII, ZIIs). Die numerische Steuervorrichtung steuert
ein Drehmaschinenwerkzeug über
diese gesteuerten Achsensysteme. Eine CPU 11 ist ein Prozessor,
der die gesamte numerische Steuervorrichtung 100 steuert. Über einen
Bus 18 liest die CPU 11 die in ROM 12 gespeicherten
Systemprogramme und steuert die gesamte numerische Steuervorrichtung gemäß den Systemprogrammen.
In RAM 13 sind einstweilige Kalkulationsdaten, Anzeigedaten
und verschiedene andere Datenarten gespeichert, die von einem Mschinenführer auf
einer Anzeige- bzw. Bedienungstafel 20 eingegeben werden.
Der CMOS-Speicher 14 wird von einer Batterie (nicht gezeigt)
unterstützt,
und er dient als nichtflüchtiger Speicher,
der das Gespeicherte sichert, selbst wenn der Strom abgeschaltet
ist. In dem CMOS-Speicher 14 sind Maschinenprogramme, die über eine
Schnittstelle 15 gelesen werden, Maschinenprogramme, die auf
der Anzeige- bzw. Bedienungstafel 20 eingegeben werden,
und dergleichen gespeichert.
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Die
Schnittstelle 15 ermöglicht,
dass die numerische Steuervorrichtung 100 an externe Geräte angeschlossen
werden kann. Eine PMC (programmierbare Maschinen-Steuerorrichtung) 16 sendet
Signale zu einem Unterstützungsgerät der Werkzeugmaschine
gemäß den in
der numerischen Steuervorrichtung 100 gespeicherten Abfolgeprogrammen, über eine
I/O-Einheit 17, wodurch die Werkzeugmaschine gesteuert
wird. Die PMC empfängt
auch Signale von verschiedenen Schaltern und dergleichen auf einer
am Werkzeugmaschinenkörper
befindlichen Konsolentafel, erledigt die notwendige Signalverarbeitung
an den Signalen und leitet die Signale zur CPU 11. Die
Anzeige- bzw. Bedienungstafel 20 ist ein Gerät für die manuelle
Dateneingabe, die eine Anzeige, wie eine Flüssigkristallanzeige oder eine CRT-Anzeige,
eine Tastatur und dergleichen aufweist.
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Die
Achsen-Steuerkreise 30 bis 33 für zwei Achsensysteme,
die jeweils aus einer X-Achse und einer Z-Achse bestehen, die die
Werkzeuge TI und TII und ein Arbeitsstück 1 bewegen, empfangen
Bewegungsbefehlsbetrage für
die einzelnen Achsen von der CPU 11 und leiten die Befehle
für die
einzelnen Achsen zu den Servoverstärkern 40 bis 43.
Nach dem Erhalt der Befehle treiben die Servoverstärker 40 bis 43 die
Servomotoren 50 bis 53 für die einzelnen Achsen an.
Die Servomotoren 50 bis 53 für die einzelnen Achsen umfassen
jeweils einen Positions- und Geschwindigkeits-Detektor. Die Servomotoren 50 bis 53 leiten
Positions- und Geschwindigkeits-Rückkopplungssignale
von ihren Positions- und Geschwindigkeits-Detektoren zurück zu den
Achsen-Steuerkreisen 30 bis 33, wodurch eine Positions- und
Geschwindigkeits-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird.
Man beachte, dass die Positions- und
Geschwindigkeits-Rückkopplung
in der 6 weggelassen ist.
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Ein
Spindel-Steuerkreis 60 steuert die Geschwindigkeit auf
der Basis eines Spindel-Geschwindigkeitssignals und eines Rückkopplungssignals
von einem Positions-Codierer (nicht gezeigt). Der Spindel-Steuerkreis 60 sendet
ein Spindel-Geschwindigkeitssignal
zu einem Spindelverstärker 61 und
steuert die Geschwindigkeit eines Spindeimators 62.
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Die
Hardware-Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung wie oben
beschrieben ist im Stand der Technik bereits bekannt.
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In
dieser Ausführungsform
werden Befehle manuell eingegeben oder in einem Programm bereitgestellt,
damit die Slave-Achse während
der überlagerten
Steuerung vorübergehend
gestoppt und die überlagerte
Steuerung angehalten wird. Ein Beispiel, bei dem die Slave-Achse
gestoppt wird und die überlagerte
Steuerung durch Befehle in einem Programm angehalten wird, wird
beschrieben.
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Für das erste
System ist beispielsweise das folgende Programm O1001 denkbar:
O1001
...
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G01
X0 Z0; Bewegungsbefehl
G01 X100 Z100; Bewegungsbefehl
...
...
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Für das zweite
System ist das folgende Programm O2001 denkbar:
O2001;
...
...
M80;
Befehl zum Starten der überlagerten
Steuerung von ZIm-Achse und ZIIs-Achse
M81;
Befehl zum Anhalten der Bewegung der ZIIs-Achse (Slave-Achse)
...
...
M82;
Befehl zum Fortsetzen der Bewegung der ZIIs-Achse (Slave-Achse)
M83;
Befehl zum Stoppen der überlagerten
Steuerung von ZIm-Achse und ZIIs-Achse
...
...
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In
diesem Befehl werden die Befehle zum Anhalten bzw. Wiederaufnehmen
der Bewegung der Slave-Achse in dem Programm O2001 für das zweite System
bereitgestellt.
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Der
Prozessor 11 der numerischen Steuervorrichtung 100 führt das
Programm für
das erste System und das Programm für das zweite System parallel
aus, wie vorstehend gezeigt.
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Für das erste
System wird ein herkömmliches
Verfahren durchgeführt,
dessen Beschreibung weggelassen wird. Für die XII-Achse des zweiten Systems,
die keine Slave-Achse ist, wird ein herkömmliches Verfahren durchgeführt, dessen
Beschreibung weggelassen wird.
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Die 7 und 8 sind
Fließschemata,
die die Verarbeitung gemäß dem Programm
für das zweite
System zeigen. 7 zeigt die Verarbeitung, die
durch den Prozessor 11 in einem vorläufigen Verarbeitungszeitraum
durchgeführt
wird, wohingegen 8 die in jedem Verteilungszeitraum
durchgeführte
Verarbeitung zeigt.
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Zuerst
wird die in 7 gezeigte vorläufige Verarbeitung
gezeigt.
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Der
Prozessor 11 liest einen Block aus dem Programm für das zweite
System (Schritt A1) und bestimmt, ob ein Befehl in dem Block ein
Befehl für
den Start der überlagerten
Steuerung ist oder nicht (Schritt A2), ob er ein Befehl zum Beenden
der überlagerten
Steuerung ist oder nicht (Schritt A3), ob er ein Befehl zum Anhalten
einer Slave-Achsenbewegung ist oder nicht (Schritt A4) und ob er
ein Befehl zum Fortführen
der Slave-Achsenbewegung ist oder nicht (Schritt A5). Wenn der Befehl
in dem Block keiner dieser Befehle ist, erfolgt ein normales vorläufiges Verarbeiten
gemäß dem in
Schritt A1 gelesenen Block (Schritt A6).
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Wird
in Schritt A2 bestimmt, dass der Befehl in dem Block ein Befehl
zum Start der überlagerten Steuerung
ist, wird ein Bitschalter F1 in Schritt A7 auf "1" gesetzt.
Wird in Schritt A3 bestimmt, dass der Befehl in dem Block ein Befehl
zum Beenden der überlagerten
Steuerung ist, wird der Bitschalter F1 in Schritt A8 auf "0" gesetzt. Wird in Schritt A4 bestimmt,
dass der Befehl in dem Block ein Befehl zum Anhalten der Slave-Achsenbewegung
ist, wird ein Bitschalter F2 in Schritt A9 auf "1" gesetzt.
Wird in Schritt A5 bestimmt, dass der Befehl in dem Block ein Befehl
zum Fortsetzen der Slave-Achsenbewegung ist, wird der Bitschalter
F2 in Schritt A10 auf "0" gesetzt. Die vorstehende
Verarbeitung wird in dem vorläufigen
Verarbeitungszeitraum durchgeführt.
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Man
beachte, dass in dem Fall, bei dem ein Befehl zum Anhalten der Slave-Achsenbewegung und
ein Befehl zum Fortsetzen der Slave-Achsenbewegung manuell von einer
Tastatur oder dergleichen von der Anzeige- bzw. Bedienungstafel 20 eingegeben
werden, der Bitschalter F2 bei dem Befehl zum Anhalten der Slave-Achsenbewegung auf "1", und bei dem Befehl zum Fortführen der
Slave-Achsenbewegung
auf "0" eingestellt wird.
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Bei
jedem Interpolationsverfahren wird die in 8 gezeigte
Verarbeitung durchgeführt.
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Der
Prozessor 11 bestimmt, ob der Bitschalter F1 auf "1" steht oder nicht (Schritt B1). Wird
ein Befehl zum Starten der überlagerten
Steuerung nicht gelesen und ist somit der Bitschalter F1 nicht auf "1" gestellt, erfolgt eine normale Interpolation.
Die Interpolation erfolgt spezifisch auf der Basis eines Bewegungsbefehls,
der von der normalen vorläufigen
Verarbeitung in Schritt A6 erhalten wird, wodurch ein Bewegungsbetrag δzIIs erhalten
wird, um das sich die Slave-Achse ZIIs bewegen sollte (Schritt B2).
Dann wird der Bewegungsbetrag δzIIs
für die
ZIIs-Achse zum Register R für
den augenblicklichen Wert der Z-Achse (zIIs) addiert, so dass der
registrierte Koordinatenwert der ZIIs-Achse in dem Zweitsystem-Arbeitsstück-Koordinatensystem
aktualisiert wird (Schritt B3). Der in Schritt B2 erhaltene Bewegungsbetrag δzIIs wird
ebenfalls an den Achsen-Steuerkreis 33 für die Slave-Achse
ZIIs ausgegeben (Schritt B4). Der Achsen-Steuerkreis 33 führt eine
Positions- und Geschwindigkeits-Rückkopplungssteuerung auf der
Basis dieses Bewegungsbetrages und eines Rückkopplungssignals von dem
Positions- und Geschwindigkeits-Detektor (nicht gezeigt) durch,
wodurch der Servomotor 53 für die Slave-Achse über den
Servoverstärker 43 treibend
gesteuert wird. Solange der Bitschalter F1 nicht auf "1" eingestellt ist, erfolgt die Verarbeitung
von Schritt B1 bis Schritt B4 in jedem Interpolations-Zeitraum.
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Wird
ein Befehl zum Starten der überlagerten Steuerung
gelesen und ist folglich der Bitschalter F1 in Schritt A7 der vorläufigen Verarbeitung
auf "1" gestellt, erfolgt
Schritt B5 nach Schritt B1, nämlich
es wird bestimmt, ob der Bitschalter F2 auf "1" steht oder
nicht. Steht der Bitschalter F2 nicht auf "1",
d.h. es wurde kein Befehl zum Anhalten der Slave-Achsenbewegung
eingegeben, erfolgt die überlagerte Steuerung.
Spezifisch wird zuerst wie in Schritt B2 ein Bewegungsbetrag δzIIs, um
den sich die Slave-Achse ZIIs bewegen sollte, durch Verteilung erhalten
(Schritt B6). Dann wird wie in Schritt B3 der Bewegungsbetrag δzIIs für die ZIIs-Achse
zum Register R für
den augenblicklichen Wert der Z-Achse (zIIs) addiert, so dass der
registrierte Koordinatenwert der ZIIs-Achse in dem Zweit-System-Arbeitsstück-Koordinatensystem
aktualisiert wird (Schritt B7).
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Anschließend wird
ein Bewegungsbetrag δzIm
für die
Master-Achse ZIm der überlagerten Steuerung
in dem vorhandenen Interpolationszeitraum gelesen (Schritt B8).
Für die
Slave-Achse ZIIs wird der in Schritt B8 gelesene Bewegungsbetrag δzIm für die Master-Achse
ZIm zu dem in Schritt B6 erhaltenen Bewegungsbetrag δzIIs addiert,
und der erhaltene Bewegungsbetrag (δzIIs + δzIm) wird zum Achsensteuerkreis 33 ausgegeben
(Schritt B9). Durch Aufnahme dieses Bewegungsbetrages erledigt der
Achsensteuerkreis 33 die Positions- und Geschwindigkeits-Rückkopplungssteuerung, wie vorstehend
beschrieben, wodurch der Servomotor 53 über den Servoverstärker 43 treibend
gesteuert wird. Somit wird die Slave-Achse ZIIs angetrieben und
bewegt sich gemäß der Überlagerung
des Bewegungsbetrages δzIm
für die
Master-Achse ZIm über
den Bewegungsbetrag δzIIs
für die
ZIIs-Achse selbst.
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Die
vorstehend beschriebene Verarbeitung von Schritt B1 und der Schritte
B5 bis B9 erfolgt in jedem Verteilungszeitraum, bis ein Befehl zum
Beenden der überlagerten
Steuerung eingegeben wird und der Bitschalter F1 auf "0" gestellt wird oder ein Befehl zum Anhalten
einer Slave-Achsenbewegung eingegeben wird und der Bitschalter F2
auf "1" eingestellt wird.
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Wird
ein Befehl zum Anhalten der Slave-Achsenbewegung eingegeben, und
wird der Bitschalter F2 auf "1" eingestellt, verläuft das
Verfahren von Schritt B5 bis B10, wobei ein Bewegungsbetrag δzIm für die Master-Achse
ZIm der überlagerten
Steuerung in dem augenblicklichen Verteilungszeitraum gelesen wird.
Dann wird der Bewegungsbetrag δzIm für die Masterachse
ZIm von dem augenblicklichen Koordinatenwert (zIIs) der Slave-Achse
ZIIs subtrahiert, der in dem Register R registriert ist (Schritt B11).
Entsprechend wird in Bezug auf die Slave-Achse nach der Eingabe
eines Befehls zum Anhalten der Slave-Achsenbewegung und der Einstellung
von Bitschalter F2 auf "1" die Verarbeitung
der Schritte B1, B5, B10 und B11 in jedem Verteilungszeitraum durchgeführt. Wird
ein Befehl zum Fortsetzen der Slave-Achsenbewegung eingegeben und der Bitschalter F2
auf "0" eingestellt, wird
die vorstehend beschriebene Verarbeitung der Schritte B1 und B5
bis B9 in jedem Verteilungszeitraum durchgeführt. Wird zudem ein Befehl
zum Beenden der überlagerten
Steuerung eingegeben und der Bitschalter F1 auf "0" eingestellt,
erfolgt die Verarbeitung der Schritte B1 und B2 bis B4.
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In
der Erfindung kann die Positionsbeziehung, die die Master-Achse
und die Slave-Achse unmittelbar vor dem Stoppen der Slave-Achse
aufwiesen, leicht wieder hergestellt werden, wenn die Bewegung einer
Slave-Achse während
der überlagerten
Steuerung gestoppt wird und die überlagerte Steuerung
für eine
Zeit angehalten wird und dann die Bewegung der Slave-Achse wieder
fortgesetzt wird und die überlagerte
Steuerung fortgesetzt wird. Somit kann die Slave-Achse frei gestoppt
werden, ohne dass die überlagerte
Steuerung abgebrochen wird.