DE1263906B

DE1263906B - Method for operating numerically controlled machine tools

Info

Publication number: DE1263906B
Application number: DE1967B0094047
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Skuin
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1967-08-18
Filing date: 1967-08-18
Publication date: 1968-03-21
Also published as: AT280735B; CH480915A; FR1576957A; NL6811629A

Description

Verfahren zum Betrieb von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen.Method for operating numerically controlled machine tools The invention relates to a method for operating numerically controlled machine tools.

Bei automatischen Werkzeugmaschinen werden zur Bearbeitung der einzelnen Werkstücke nach einem bestimmten Programm z. B. Stähle in Eingriff gebracht, Schlitten verschoben und Kühlmittel zu- oder weggeschaltet. Hierfür sind Steuerungssysteme vorgesehen, die in immer häufigerem Maß digital arbeiten und in integrierter Schaltkreistechnik hergestellt sind. Als besonderes Hindernis für die Einführung digitaler Verfahren in die Technik der Steuerung von Werkzeugmaschinen erweist sich die mit zahlreichen Störsignalen verseuchte Umgebung der elektronischen Steuerungsanlagen. Elektronische Anlagen für die Werkzeugmaschinensteuerung werden bekanntlich meistens in unmittelbarer Nähe der Maschinen, die zu steuern sind, aufgestellt. Das ist zwar für die Bedienung sehr vorteilhaft, für die Sicherheit des Betriebes jedoch mit Nachteilen verbunden. Man ist deshalb bemüht, die Wirkung der auftretenden Störgrößen auszuschließen oder zu vermindern.Automatic machine tools are used to machine the individual Workpieces according to a specific program, e.g. B. Steels engaged, slide shifted and coolant switched on or off. Control systems are used for this intended to work increasingly digitally and in integrated circuit technology are made. As a particular obstacle to the introduction of digital processes in the technology of the control of machine tools proves itself with numerous Interfering signals contaminated environment of the electronic control systems. Electronic As is well known, systems for machine tool control are usually in the immediate vicinity Set up close to the machines to be controlled. That is for the operation very advantageous, but associated with disadvantages for operational safety. Efforts are therefore made to exclude the effect of the disturbance variables or to diminish.

Es sind bereits Werkzeugmaschinensteuerungen bekannt, bei denen der Sollwert, nachdem er vom Lochstreifen übernommen und eventuell auch modifiziert wurde, in einem Speicher, der z. B. als Schieberegister oder Zähler ausgeführt werden kann, in digitaler Form gespeichert ist.Machine tool controls are already known in which the Setpoint after it has been taken over from the punched tape and possibly also modified was, in a memory that z. B. be designed as a shift register or counter can, is stored in digital form.

Das Erreichen der gewünschten Position, die durch den Sollwert vorgegeben ist, kann auf zwei Arten festgestellt werden: Durch Vergleichen des digitalen Sollwertes mit einem ebenfalls digitalen Istwert mittels einer Vergleichslogik (Siemens-Zeitschrift, Nr. 9, 1964, S. 664) oder durch Vergleichen des in einem Digital-Analog-Umsetzer umgesetzten digitalen Sollwertes mit einem analogen Istwert (Regelungstechnik, Heft 3, 1964, S. 138).Reaching the desired position specified by the setpoint can be determined in two ways: By comparing the digital setpoint with a digital actual value using a comparison logic (Siemens magazine, No. 9, 1964, p. 664) or by comparing that in a digital-to-analog converter converted digital setpoint with an analog actual value (control technology, booklet 3, 1964, p. 138).

Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, daß die durch Störsignale verfälschten digitalen Soll- und Istwerte nicht sofort korrigiert werden können.The disadvantage of this method is that the interference signals falsified digital setpoints and actual values cannot be corrected immediately.

Dies ist besonders im zweiten Verfahren, dem Vergleich der Soll-Ist-Werte auf der Analogseite, ungünstig, da diese größtenteils analogarbeitende Anlage nur dadurch von außen für längere Zeit gestört werden kann, daß der gespeicherte digitale Sollwert verfälscht wird. Wenn es sich dabei um einen modifizierten Sollwert handelt, der nicht direkt von Lochstreifen übernommen werden kann, sondern erst unter Berücksichtigung verschiedener Parameter ausgerechnet werden muß, ist die Gefahr, daß die Anlage gestört wird, noch größer, da der digitale Teil der Anlage, der störempfindlicher ist, vergrößert wird.This is particularly the case in the second method, the comparison of the target / actual values on the analog side, unfavorable, since this mostly analog working system only this can be disturbed from the outside for a long time that the stored digital Setpoint is falsified. If this is a modified setpoint, which cannot be taken over directly from punched tape, but only under consideration different parameters must be calculated, there is a risk that the system is disturbed, even greater, since the digital part of the system is more sensitive to interference is enlarged.

Zur Sicherung gegen auftretende Fehler ist bei datenübertragenden Einrichtungen das Verfahren der Zeichenwiederholung bereits bekannt (S t e i n b u c h, »Codierung für gestörte Kanäle«, NTF 19, 1960, S. 51, 53). Bei der Wiederholung werden die informationstragenden Binärstellen zweimal übertragen und stellenweise verglichen. Im Fall stark gestörter Kanäle ergibt die Wiederholung weniger unerkennbare Fehler als andere Codierungen. Bei den meisten Anwendungen des Wiederholungsverfahrens wird ein möglichst hoher Nachrichtenfluß angestrebt.To protect against errors that occur, data-transferring Institutions already know the method of character repetition (S t e i n b u c h, "Coding for disturbed channels", NTF 19, 1960, pp. 51, 53). When repeating the information-carrying binary digits are transmitted twice and in places compared. In the case of severely disturbed channels, the repetition results in less undetectable ones Errors than other encodings. Most iteration applications the highest possible message flow is sought.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem vorgegebenen Nachrichtenfiuß eine vorhandene Kanalkapazität insbesondere bei der numerischen Steuerung von Werkzeugmaschinen, besser auszunutzen, indem die überschüssige Kanalkapazität zur Verminderung der Störungen ausgenutzt wird.The invention is based on the object, given a given message flow an existing channel capacity in particular in the numerical control of machine tools, to better utilize by utilizing the excess channel capacity to reduce the disturbances.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sämtliche datenverarbeitenden Vorgänge, wie Rechnen, Abtasten der Eingangswerte, Einspeichern und Ausgabe der Sollwerte, mit einer gegenüber der Änderungsfrequenz der Eingangswerte höheren Frequenz fortlaufend und unabhängig vom numerischen Steuerungsablauf wiederholt werden.According to the invention, this object is achieved in that all data processing Processes such as calculating, scanning the input values, storing and outputting the Setpoints with a frequency that is higher than the frequency of change of the input values be repeated continuously and independently of the numerical control sequence.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment is shown in the drawing and will described in more detail below.

In bekannter Weise ist ein Abtastgerät 1 mit den Eingangswertgebern 2, 3 verbunden. An das Abtastgerät 1 ist ein Rechenwerk 4 geschaltet und eine Verbindung zu einem Steuerwerk 5 hergestellt. Steuerwerk 5 und Rechenwerk 4 sind ebenfalls miteinander verbunden.In a known manner there is a scanning device 1 with the input value transmitters 2, 3 connected. An arithmetic unit 4 and a connection are connected to the scanning device 1 produced to a control unit 5. Control unit 5 and arithmetic unit 4 are also connected with each other.

Eine weitere Verbindung führt von dem Rechenwerk 4 zu einem Speicher 6. Dieser Speicher 6 ist an ein Ausgabegerät 7 angeschlossen, das seinerseits mit dem Steuerwerk 5 verbunden ist. An das Ausgabegerät 7 schließt sich ein Digital-Analog-Wandler 8 an, dessen Ausgang einem Eingang eines Vergleichers 9 zugeführt ist. Der andere Eingang des Vergleichers 9 liegt an einem Istwertgeber 10.Another connection leads from the arithmetic unit 4 to a memory 6. This memory 6 is connected to an output device 7, which in turn with the control unit 5 is connected. To the output device 7 closes a digital-to-analog converter 8, the output of which is an input of a comparator 9 is supplied. The other input of the comparator 9 is connected to an actual value transmitter 10.

Soll beispielsweise über die gesamte Länge eines 500 mm langen Werkstückes ein schmaler Streifen ausgefräst werden, so möge an dem Eingangswertgeber 2 in verschlüsselter Form die Zahl 500 anstehen. 20 mm vor dem Ende des Fräsvorganges soll außerdem ein Langsamgang für den Vorschub eingeschaltet werden, was dadurch zum Ausdruck kommt, daß die Zahl 20 am Eingangswertgeber 3 ansteht. Für zusätzliche Forderungen sind weitere Eingangswertgeber vorgesehen.Should, for example, cover the entire length of a 500 mm long workpiece a narrow strip should be milled out, so it should be encrypted at the input encoder 2 Form the number 500 queuing. 20 mm before the end of the milling process should also be a Slow speed can be switched on for the feed, which is expressed by that the number 20 is pending at the input value transmitter 3. For additional demands are further input value transmitter provided.

Im Rechenwerk 4 wird nun der Wert 20 von dem Wert 500 abgezogen und das Ergebnis in den Speicher 6 gegeben. Die meist in einem Zehnercode vorliegende Zahl 480 gelangt jetzt über die Ausgabe 7 zu einem Digital-Analog-Wandler 8, dessen analoge Ausgangsgröße in dem Vergleicher 9 mit dem vom Istwertgeber 10 kommenden Istwert verglichen wird. Bei Gleichheit zwischen diesen Größen kann die nächste Schalthandlung vorgenommen werden. In den bisherigen Anlagen dieser Art stand in dem gewählten Beispiel die Zahl 480 so lange im Speicher an, bis neue Eingangswerte vorgegeben wurden. Dadurch konnte ein in der Zeit zwischen der Vorgabe zweier Eingangswerte auftretender Störimpulse den im Speicher 6 anstehenden codierten Zahlenwert verfälschen und somit im Vergleicher 9 für die ganze Zeit zwischen den beiden Vorgaben ein fehlerhafter Analogwert anstehen.In the arithmetic unit 4, the value 20 is now subtracted from the value 500 and the result is given in the memory 6. Mostly in a decimal code Number 480 now reaches a digital-to-analog converter 8 via output 7, its analog output variable in the comparator 9 with that coming from the actual value transmitter 10 Actual value is compared. If these quantities are equal, the next one can be used Switching action can be carried out. In previous systems of this type, in In the selected example, the number 480 remains in the memory until there are new input values were given. This enabled one in the time between the specification of two input values Interfering pulses occurring falsify the encoded numerical value pending in memory 6 and thus a faulty one in the comparator 9 for the entire time between the two specifications Analog value pending.

Auf die gleiche Weise wurde auch eine fehlerhafte Information, die während des Arbeitens der elektronischen Anlage oder danach durch äußere Störungen entstanden war, gespeichert und anschließend ausgegeben. Dies hat zur Folge, daß beispielsweise eine Werkzeugmaschine falsch gesteuert wurde, was unter Umständen zu Zerstörungen wichtiger Maschinenteile führen konnte.In the same way, erroneous information was also found, the during the operation of the electronic system or afterwards due to external disturbances was created, saved and then output. This has the consequence that For example, a machine tool was incorrectly controlled, which under certain circumstances could lead to the destruction of important machine parts.

Erfindungsgemäß werden die ausstehenden Eingangswerte nicht nur dann abgefragt, wenn sie sich verändert haben, sondern fortlaufend, und zwar mit einer Frequenz, die höher liegt als die Änderungsfrequenz der Eingangswerte. Tritt nun während oder nach der Informationsbearbeitung eine Verfälschung der Information durch äußere Störeinflüsse auf, so wird das Ergebnis, bevor die Maschine z. B. in eine ungewollte Richtung gesteuert werden kann, beim kurz darauf folgenden Verarbeitungsschritt berichtigt.According to the invention, the outstanding input values are not only then queried when they have changed, but continuously, with one Frequency that is higher than the frequency of change of the input values. Now kick falsification of the information during or after information processing due to external interference, the result is displayed before the machine z. Am an undesired direction can be controlled in the processing step that follows shortly thereafter corrected.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Störsicherheit von numerisch gesteuerten Anlagen ohne Verwendung von aufwendigen Abschirmvorrichtungen wesentlich erhöht wird. Außerdem können Anlaßsteuerungen entfallen, die bei den bisherigen Einrichtungen die Aufgabe hatten, nach jeder Änderung der Eingangsinformation einen neuen Verarbeitungsvorgang zu starten.The advantages achieved with the invention are in particular: that the interference immunity of numerically controlled systems without the use of expensive Shielding devices is increased significantly. In addition, starting controls can be omitted, who had the task of the previous institutions, after each change in Input information to start a new processing operation.

Claims

Claim: Method for operating numerically controlled machine tools, d a d u r c h g e - indicates that all data processing operations, such as Calculating, sampling the input values, storing and outputting, with one opposite the change frequency of the input values higher frequency continuously and independently be repeated by the numerical control sequence.