[go: up one dir, main page]

KR910007053B1 - 회전기계와 같은 공작기계를 제어하는 방법과 시스템 - Google Patents

회전기계와 같은 공작기계를 제어하는 방법과 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR910007053B1
KR910007053B1 KR1019890001634A KR890001634A KR910007053B1 KR 910007053 B1 KR910007053 B1 KR 910007053B1 KR 1019890001634 A KR1019890001634 A KR 1019890001634A KR 890001634 A KR890001634 A KR 890001634A KR 910007053 B1 KR910007053 B1 KR 910007053B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tool
signal
function
axis
control signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
KR1019890001634A
Other languages
English (en)
Other versions
KR890013536A (ko
Inventor
에프. 미그다 케네스
Original Assignee
더 크로스 캄파니
요한네스 에이. 부이테웨그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 크로스 캄파니, 요한네스 에이. 부이테웨그 filed Critical 더 크로스 캄파니
Publication of KR890013536A publication Critical patent/KR890013536A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR910007053B1 publication Critical patent/KR910007053B1/ko
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B23B5/36—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning specially-shaped surfaces by making use of relative movement of the tool and work produced by geometrical mechanisms, i.e. forming-lathes
    • B23B5/365—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning specially-shaped surfaces by making use of relative movement of the tool and work produced by geometrical mechanisms, i.e. forming-lathes for toroidal surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49988—Metal casting
    • Y10T29/49989—Followed by cutting or removing material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/10—Process of turning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/14—Axial pattern
    • Y10T82/148—Pivoted tool rest

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

회전기계와 같은 공작기계를 제어하는 방법과 시스템
제1도는 본 발명의 제어시스템의 일반화된 블록 다이어그램,
제2도는 제1도의 디지털 제어블록을 포함하는 시스템 일부의 더욱 상세한 블록 다이어그램,
제3도는 본 발명의 방법과 시스템에 의하여 제어되는 회전기계의 X-축의 조작과 동기화(同期化)를 설명하는 순서도(flowchart)형태의 블록 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 피스톤 14 : 피스톤의 종축
16 : 주축 18 : 주축 엔코우더
20 : 공구 지지구 24 : 절삭공구
16 : Z축 엔코우더 28 : 보올 서어보 및 고정나사 조립체
32 : 선형위치 변환기 또는 엔코우더 38 : 디지털 제어내의 제어보드
54, 58 : 펄스배율회로 66, 78 : 합산점
본 발명은 회전기계와 같은 공작기계를 제어하기 위한 방법과 시스템에 관한 것이다.
회전기계와 같은 공작기계의 제어는 지난 수십 년간 크게 발전되어 왔다. 그러나 한가지는 그대로 유지되어 왔다. 즉, 원하는 형상을 만들어내기 위하여 절삭공구의 방사상의 위치를 부분품의 회전과 서로 관련시키기 위한 요건이 그러하다. 이러한 상관성은 초기의 회전기계들에 있어서는 기계적인 캡과 종동부(從動部)장치에 의하여 수행되어졌다. 그러나, 이 방식은 형판(型判)공작물을 실제로 회전시키는 것이 필요하였다.
이는 피스톤과 같은 다른 형상의 공작물을 회전시키려 할 때 그와 같은 공작기계의 간단한 적응을 곤란하게 하였다.
컴퓨터 수치제어(CNC)시스템을 절단공구에 적용하는 일반적 사고는 계속하여 발전하였다.
그와 같은 시스템에서는, 컴퓨터와 귀환루프에 의한 수치제어는 공구를 작동하기 위한 선형모터의 동력을 제어하는 에러신호를 만들어내기 위하여 공구의 현재위치를 표시하는 위치신호를 프로그램 위치신호와 비교하였다.
CNC시스템의 사용은 피스톤과 같은 타원형의 횡단면의 형상을 갖는 부분품들을 1,200rpm이상으로 회전시키는 것을 가능하게 한다.
그와 같은 시스템에서는, 절삭공구는 부분품의 완전한 1회전마다 부분품에 대하여 방사상으로 공구를 상응시켜야 한다. 2,400rpm으로 회전하는 피스톤의 경우에 있어서, 이는 절단 공구가 80hz의 주파수로서 정확히 제어된 진동을 실행하는 것을 요구한다.
3,600rpm으로 회전하는 피스톤의 경우에 있어서는, 절삭공구는 120hz의 주파수로서 진동하여야 한다. 2,400rpm에서, 만약 0.015인치의 방사상의 전이가 요구된다면, 그에 대응하는 가속도는 315feet/second2에 달한다.
진동하는 절삭공구의 제어는 회전하는 부분품과 절삭공구의 상호작용에 의하여 부과되는 부하(負荷)에 의하여 복잡하게 된다. 결과적으로, 절삭공구는, 공구의 이상진동 및/또는 편향과 같은 바람직하지 않은 부작용 없이 부분품의 원하는 형상이 성취되도록 관성, 마찰 또는 과도적인 절삭력과 같은 부하에 반응하도록 구성되어지고 유지되어져야 한다.
그와 같은 회전기계의 제어시스템은 되도록이면 다음과 같은 성능을 가져야 한다. : 20마이크로 인치 또는 그 이상의 정상상태 정밀도 ; 5% 이상의 스텝 명령에 대한 오버슈트 ; 1인치당 300,000lbs.이하의 강도(剛度) ; 그리고 1,800rpm의 매 공작물 회전각 당(즉, 매 92마이크로 초) 1회씩의 갱신율.
공지기술은, 회전동작의 페루프제어가 타원형의 피스톤과 같은 부분품에 수행되어지는 CNC시스템을 포함하여, CNC회전기계를 포함한다.
절삭공구에 대한 부분품의 상대적인 축의 위치와 회전축에 대한 부분품의 회전위치는 정확하게 제어되고 항상 알려진다. CNC는 음성코일모터와, 그러므로, 거기에 연결된 절삭공구의 방사상의 진동을 제어하는 데 사용하기 위한 관련명령을 발하기 위하여 페루프제어와 함께 일부 프로그램에 작용한다.
명령은 고속데이터 연결 망을 경유하여, 명령을 음성코일모터가 부분품의 매 회전마다 절삭공구의 두 배의 진동을 만들도록 적당한 형태로 번역하는, 위치 윤곽 컴퓨터로 전송된다. 위치윤곽컴퓨터는 절삭공구의 방사상의 위치를 위한 것이며 그리고 절삭공구위치의 페루프제어의 일부를 구성한다. 속도변환기를 포함하여, 다양한 감지장치들이 귀환신호를 루프가 하드웨어로서 닫혀있는 페루프제어에 제공한다. "CNC 회전기계"라는 명칭하에 1987.3.31 특허된 미국특허번호 4,653,360은 그와 같은 공지기술의 예이다.
텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument) TMS 320마이크로 프로세서 군(群)들과 같은 디지털 신호 처리 마이크로 프로세서들의 속도와 나쇼날 세미컨닥터 오브 산타클라라. 캘리포니아(National Semiconcuctor of Santa, California)의 LM 628칩을 이용하는 시스템들이 마이크로 프로세서에 의거한 제어시스템에 대하여 복잡한 일고리즘(연산)의 사용을 가능하게 하여 왔다.
그와 같은 제정시스템의 어느 것에 대한 실행가능성은 제어 프로그램계차 방정식에 포함되는 많은 수학적인 연산, 특히 많은 승산의 함수이다.
디지털 필터는 선형이며 시 불변(時不變)이고 그리고 분리된 (단속적인)시간신호에 작용하는 회로 또는 컴퓨터 프로그램이다. 디지털 필터는 보통의 디지털 하드웨어로 만들어질 수 있으며 또는 적당한 범용이나 전용컴퓨터 또는 마이크로 프로세서들에 대하여 디지털 프로그램으로서 성취될 수 있다.
회귀적인 또는 무한-임펄스-응답필터 그리고 비 회귀적인 또는 유한-임펄스-응답필터의 두 종류의 기본적인 디지털 필터가 있다.
이러한 필터들의 임시 방편적인 다양한 종류의 것들은 잘 알려진 많은 방식에 따라 연속적인 시간함수로부터 개발될 수 있다.
본 발명을 요약하면 다음과 같다.
본 발명의 방법은 공구위치 귀환신호, 초기제어신호 또는 최정 제어신호와 같은 많은 별개의 시간신호들 중에서 적어도 하나를 디지털 필터링 하는 단계로 특징지워지며, 이 결과로서 발생하는 최종 제어신호는 공구위치와 속도의 함수로서 공구의 방사상의 위치를 제어한다.
본 발명의 시스템은 위에서 언급한 방법단계를 수행하기 위한 디지털 필터수단에 의하여 특징 지워진다.
본 발명의 이점은 속도 변환기의 필요성을 제거하기 위하여 디지털 필터를 이용하여, 회전기계와 같은, 공작기계를 제어하기 위한 방법과 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 시스템의 제어루프가 증가된 신뢰성과 간편 성을 위하여 시스템의 소프트 웨어 부분 내에 닫혀져 있는, 회전기계와 같은, 공작기계를 제어하기 위한 방법과 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 피드 휘 워드(실행에 옮기기 전에 결함을 예측하여 행하는 피드백 과정의 제어) 보상이 불필요한 하드웨어를 제거하기 위한 방법과 시스템을 제공하는 것이다.
위에서 기술된 바와 같은 방법과 시스템을 사용함으로써 얻게 되는 기타의 이점들은 수없이 많다. 예를 들면, 이 시스템과 방법은 신뢰할 수 있고 또한 비용-효과적인 방식으로서 매우 높은 오차 허용도와 함께 타원형의 횡단면을 갖는, 피스톤과 같은 공작물을 자동적으로 가공하는 것이 가능하다.
그와 같은 방법과 시스템은 자동차 엔진에 사용되는 피스톤과 같은 것의 대량생산에 특히 유용하다.
위의 이점들과 다른 이점들 또한 본 발명의 특징들은, 첨부된 도면들과 연관하여 고려할 때, 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 명백하다.
제1도를 참조하면 전체적으로 10으로 표시된 본 발명의 제어방법과 시스템의 제어 하에서 공작기계에 의하여 가공되는 공작물이 설명되어 있다.
특별히 제1도는 미국 특허번호 4,653,360(본 출원인에게 양도되었으며 또한 참고로서 이하에 명백히 언급되는)에서 기술되듯이 회전기계의 절삭공구(20)에 의하여 회전되고 있는 전체가 11로 표시된 자동차의 피스톤을 설명하고 있다. 피스톤(11)의 복잡한(즉, 타원형) 표면(12)이 개략적으로 도해되어 있고 또한 실제 피스톤에 있어서의 전형적인 비율에 따라 비례하여 확대되어 있다. 피스톤(11)의 장축과 단축사이의 실제의 차이는 대략 0.015인치이다.
미국특허번호 4,653,360과 같이, 표면(12)은 일반적으로 표면의 실제의 횡단면이 타원형인 절도원추형으로 경사진 형상을 갖는 것으로 생각된다.
이는 피스톤(11)의 단면도와 횡단면의 양쪽을 나타내는 제1도로부터 알 수 있다.
표면(12)은 공간에서 분리된 점의 집합으로 규정되는 것이 바람직하며 또한 하나의 좌표가 피스톤(11)의 종 축(14)주위로 각(角) 위치를 표시하는 3차원 좌표 계 시스템 또는 행렬에 의하여 확인된다.
다른 한 좌표는 축(14)의 길이를 따라서 길이방향(즉, 축의) 위치를 표시한다.
세 번째 좌표는 표면(12)으로부터 축(22)까지의 방사상의 길이를 표시한다.
이와 같은 방법으로 피스톤(11)의 표면 형상은 공구의 각, 축 및 방사 상 위치좌표들의 데이터 행렬에 의하여 표시되어진다. 그러나, 방사상의 위치좌표가 피스톤(11)의 축의 길이를 따라서 변하지 아니할 때와 같은 어떤 경우에는, 데이터 행렬에서 축의 위치좌표는 필요하지 아니할 수도 있다는 것을 알아야 한다.
피스톤(11)의 표면 형상이 분리된 점의 정의에 있어서 정밀도는 사용된 점의 수의 함수이다. 바꾸어 말하면, 점의 분해가 더욱 섬세할수록, 표면정의가 더욱 정밀하다.
피스톤(11)은 적합하게 동축으로 척(선반의 물림 쇠)에 고정되어지고 그리고 보통의 구동 및 회전 중심 축(16)에 의하여 축(14)의 주위로 회전된다. 되도록이면, 주축(16)의 각 속도는 비교적 일정하고 또한 1,200rpm 또는 그 이상으로 피스톤을 회전시킨다.
피스톤(11)이 축(14)의 주위를 회전함에 따라서, 피스톤의 축(14)에 대한 각 위치는 끊임없이 주축 엔코우더(18)에 의하여 감시된다. 축(14)에 대하여 대체로 22로 표시된 작동모듈위의 공구 지지구(20) 내에 설치된 절삭공구(24)의 각 위치는 공지되어 있고 또한 절삭공구팁이 실질적으로 축(14)에 대하여 방사상으로 일치하여 진동할 때 본질적으로 일정하다.
결과적으로 감시된 각 위치는, 피스톤(11)이 회전하는 때를 맞춰 어떠한 소정 순간에 피스톤(11)이 절삭공구팁에 향하여지고 있는 동안, 피스톤(11)의 각 좌표를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
작동 모듈(22)은 슬라이드, 및 음성코일모터와 같은 지지(支持)된 전기선형모터를 포함한다. 모듈(22)은, 위에서 언급된 특허에서 상세히 기술된 바와 같이, Z-축 이동을 위하여 보올 서어보 및 너트 조립체(28)위에 장치된다. 이 보올 서어보 및 너트 조립체(28)는 Z-축을 따라서 작동모듈(22)을 이동시키기 위하여, 서어보 모터를 포함하는 Z-축 구동기(30)에 연결된다. Z-축을 따라서 정상상태오차는 0.001인치 이하이며 또한 오버슈트(정상상태의 응답을 초과하여 입력의 일방향 변화에 대하는 초기의 과도응답으로서 이러한 일시적인 응답이 정상상태의 응답의 범위를 초과하는 최대량)는 10% 이하인 것이 바람직하다.
어떠한 주어진 순간이라도 제시간에, 피스톤(11)의 각 위치와 갈이방향 위치는 절삭공구팁에 주어지고 있는 피스톤(11)상의 점을 정의한다.
절삭공구(24)에 대한 피스톤(11)의 길이방향 위치는 끊임없이 Z-축 엔코우더(26)에 의하여 감시된다.
바람직하게는, 이 Z-축 엔코우더(26)는 보올나사(28)의 매 회전마다 약 512라인 또는 그 이상의 펄스를 제공하며 또한 직각 위상 출력을 갖고 있다.
또한, 바람직하게는, 주축 엔코우더(18)는 주축(16)의 매 회전마다 약 900펄스를 제공하며 또한 직각위상출력을 갖고 있다.
더욱이, 이 작동모듈(22)은 그 위에 장치된 선형위치변환기 또는 엔코우더(32)를 포함하고 있다.
바람직하게는, 이 엔코우더(32)는 작동모듈(22)의 베이스에 대하여 슬라이드의 정확한 위치를 결정하기 위하여 무접점, 전기-광학 리더헤드를 이용하는 유리눈금 기준 계이다. 그 대신으로, 강철 눈금 기준이 사용될 수 있다.
이 엔코우더(32)는 매 1인치 이동에 약 1,270라인 또는 펄스를 제공하는 것이 바람직하다.
이 숫자는 신호조절회로(34)에 의하여 매 선형인치 이동에 대하여 10 내지 12, 700 펄스의 비율로 증가된다.
대체로 36으로 표시된 디지털 제어부는 Z-축 엔코우더(26), 신호조절회로(34) 및 주축 엔코우더(18)로부터 펄스를 수신한다. 이 디지털 제어부는 되도록 그 속에 축 제어보드(38)가 삽입된 아이비엠 피씨-엑스티(IBM PC-XT)산업용 버젼을 포함한다. 이 제어보드(38)는 미네소타(Minnesota)주의 폴리 마우스(Plymouth)시에 위치한 모선 리서치 주식회사(Motion Research Inc.)로부터 구매 가능한 보드의 버전이며 그리고 모델번호 PC303, 부품번호 BOO-T303-01을 갖고 있다.
이 제어부드(38)는 그 위에 결합될 수 있는 D/A변환기회로(42)의 입력으로 작용하는 신호선(40)에 디지털 최종 제어신호를 내보낸다.
이 D/A변환기회로(42)의 출력은, 다음에는, 아날로그 필터회로(44)의 입력으로서 제공된다. 이 아날로그 필터회로(44)는 바람직하게는 종래의 대역-제거 또는 노치(notch)필터를 포함한다. 아날로그 필터회로(44)의 출력은 작동모듈(22)의 전기선형 모터에 전력을 공급하는 선형전력 증폭기 또는 전력 구동기(46)의 입력으로서 제공된다.
디지털 제어부(36)는 또한 신호선(50)을 통하여 출력금지회로(48)를 제어하고, 다음 차례로 이 회로(48)는, 만약 고장이 발생한다면 출력을 금지시킨다.
제2도는 참조하여 보면, 디지털 제어부(36)내에서 수행되는 다양한 하드웨어와 전달함수가 블록 다이어그램으로 설명되어 있다. 특히, 디지털 제어부(36)내의 제어보드(38)는 사실상, 주축 엔코우더(18)로부터 받은 펄스의 수를 4배로 증가시키는 펄스배율회로(54)의 바로 다음에 위치하는, 주축위치계수기(52)를 포함한다.
이 제어보드(38)는 사실상, 신호조절회로(34)로부터 받은 펄스의 수를 역시 4배로 증가시키는 배율회로(58)의 바로 다음에 위치하는, X 또는 공구 축 계수기(56)를 포함한다.
이와 유사하게, 제어부드(38)는 Z-축 엔코우더(26)로부터 수신한 펄스의 수를 계산하는, Z-축 계수기(60)를 또한 포함한다.
IBM PC-XT는 그의 기억장치 내에 부분품 표면 형상을 제공하는 데이터 행렬을 포함하고 있다. 프로그램이 되어 있는 개인용 컴퓨터(PC)는 윤곽명령발생기(62)의 기능을 수행하기 위하여 주축위치계수기(52)와 Z-축 계수기(60)내에 포함된 계수에 반응한다. 이 개인용 컴퓨터(PC)는 신호선(64)에 최초 제어신호를 발생하기 위하여 Z-축 및 주축계수기(60 및 52)로부터 수신한 축 및 각의 위치신호를 각각 데이터 행렬과 서로 관련시킨다.
최초 제어신호는 신호선(68)에 나타나는 에러 또는 최종 제어신호를 만들기 위하여 비교수단 또는 합산점(66)에서 X-축 계수기(56)내에 포함되어 있는 계수와 비교된다. 신호선(68)상의 최종 제어신호는 디지털 필터 그리고, 특히, PID 루프의 이득을 규정하는 블록(70,72 및 74)으로 공급되어진다. 그러나, 이 디지털필터는 다른 무한의 또는 유한의 충격과 반응형의 디지털 필터일수도 있다는 것을 알아야 한다. 이 블록(70,72 및 74)들에 의하여 제공되는 이득은 그들 속에 포함된 디지털신호처리 마이크로 프로세서의 제어 아래서 제어보드(38)에서 수행된다.
신호선(64)상의 최초 제어신호는 피드훠워드 이득블록(76)의 입력으로서 제공되는 것이 바람직하며, 그 블록의 출력은 두 번째 합산점(78)으로서 제공된다.
블록(76)의 출력은 블록(70,72 및 74)들에 의하여 집합적으로 제공되는 최종 제어신호를 합산점(78)에서 수정한다.
다른 형의 피드훠워드 신호는 부분속도 보상이득블록(80)으로부터 유래하는 최종 제어신호를 합산점(78)에서 수정한다.
다른 형의 피드훠워드 신호는 부분속도 보상이득블록(80)으로부터 유래하는 최종 제어신호를 더욱 수정하기 위하여 합산점(78)으로 공급되는 것이 바람직하다. 신호선(82)을 따라서 주축위치계수기(52)로부터의 계수는 블록(80)으로 입력되며 또한 거기서부터의 출력은 접합 점(78)으로 공급된다.
또한, 되도록이면 의사(擬似) 미분귀환(PDF) 블록(84)형태의 제2디지털 필터도 역시 X-축 계수기(56)로부터 계수를 수신하며 또한 합산점(78)에서 그 결과로서 생기는 최종 제어신호의 수정을 더욱 제공하는 것이 바람직하다. 이 블록(84)으로부터의 신호는 클램핑 또는 안정이득을 제공한다.
그 결과로서 생기는 최종 제어신호는, 증폭을 위하여 속도이득블록(88)으로 입력되는, 신호선(86)상에 나타난다. 그 결과로서 생기는 증폭된 신호는, 앞에 언급된 바와 같이, D/A변환기(42)로 입력되기 위하여 신호선(40)상에 나타난다.
제3도를 참조하여 보면, 본 발명의 시스템(10)에 대한 제어소프트웨어의 기본적인 순서도가 설명되어 있다.
주축 엔코우더(18)에 의하여 피스톤(11)의 전자적인 위치와 함께 피스톤(11)의 기계적인 배열을 허용하기 위하여, 주축의 위치는, 엔코우더(18)의 기계적인 영점과 표시기위치사이의 각 전이를 나타내는 제1도내에 각도 "a"로 표시된, 프로그램이 가능한 오프세트를 갖고 있다.
블록(90)에서, 최초로 고속명령이 주축(16)을 회전시키기 위하여 주축 작동기에 발하여진다.
블록(92)에서, 디지털 제어 부(36)는 주축표시기가 도달되어졌는지를 알기 위하여 검사를 한다. 만약에 도달되지 아니하였다면, 디지털 제어 부(36)내의 에러 계수기는 블록(94)에서 감소되어진다. 에러계수기내의 계수는 블록(96)에서 시험되고 그리고, 만약 영이라면, 고정신호가 블록(98)에 의하여 표시된 바와 같이 발생되어진다.
만약 에러 계수기내의 계수가 영이 아니라면, 주축표시기는 블록(92)에서 다시 검사되며, 만약 영이 아직도 발견되지 아니하면, 그때는 에러 계수기는 고장상태가 표시되어지거나 또는 주측 표시기가 최종적으로 도달되어질 때까지 다시 감소된다.
주축표시기가 최종적으로 블록(100)에 도달되어졌을 때, 이 주축 계수기는 자기 자신 속에 오프세트를 부하(負荷)함에 의하여 영으로 되어진다.
블록(102)에서, 고속명령이 주축(16)으로 보내어진다. 블록(104)에서, Z-축은 특정한 이송률로 움직이도록 명령된다. 블록(106)에서, 데이터 주소좌표는 피스톤(11)을 대충 회전시키기 위하여 각각 계수기(52와 60)내의 주축 및 Z-축 엔코우더의 계수들로부터 만들어진다.
블록(108)에서 저장된 행렬 데이터는 종전에 발생된 주소포인터(pointer)로부터 얻어지고 또한 디지털 제어 부(108)에서, 저장된 행렬데이터는 종전에 발생된 주소포인터(pointer)로부터 얻어지고 또한 디지털 제어 부(36)에 의하여 작동모듈(32)의 X-축 서어보로 보내어진다. 블록(110)에서, 최종 데이터 점이 X-축 서어보로 보내어졌는지를 알기 위하여 시험이 행해진다. 만약 그렇지 않다면, 블록(106과 108)은 반복된다. 만약 최종 데이터가 X-축 서오보로 보내어졌다면, Z-축 이동은 블록(112)에 의하여 표시된 바와 같이 마무리 이송률로 역동된다.
블록(114)에서, 데이터 주소포인터가 마무리 회전동작을 위하여 계수기(52와 60)내의 주축과 Z-축 엔코우더 계수로부터 각각 만들어진다.
블록(116)에서, 주소 포인터로부터의 데이터가 검색(檢索)되고 또한 X-축 서어보로 보내어진다.
블록(118)에서, 최종 데이터 점이 판독되었는지를 확인하는 결정이 행하여진다. 만약 그렇지 아니하다면, 블록(118)에서, 최종 데이터 점이 판독되었는지를 확인하는 결정이 행하여진다. 만약 그렇지 아니하다면, 블록(114와 116)이 반복된다. 만약 최종 데이터점이 판독되었다면, Z-축 서어보는 블록(120)에서 멈춰진다.
블록(122)에서 주축(16)은 그로부터 피스톤(11)의 제거를 행하기 전에 바른 위치에 놓여진다.
본 발명의 위에서 기술된 방법과 시스템은 종전의 기술에 비하여 수많은 이점을 제공한다. 예를 들면, 디지털 제어 부(36)는 공구의 방사상의 위치를 표시하는 단일 귀환신호를 받아들이며 그리고 디지털 필터리에 의하여 공구의 위치와 속도의 양쪽의 함수인 명령 또는 최종 제어신호를 만들어 낸다. 이는 그것과 연관된 속도 변환기를 갖는 속도귀환루프의 제거를 가능하게 한다.
이점은, 그와 같은 속도변환기는 시스템 내에 공진을 발생시키기 때문에, 바람직하다.
또한, 본 방법과 시스템의 제어루프는 소프트웨어로써 닫혀있기 때문에, 제어루프가 하드웨어로써 닫혀있는 것보다 더욱 신뢰할 수 있고 또한 보다 덜 복잡하다. 또한, 피드훠워드 보상을 위하여 이용되는 제어 하드웨어와 같은 부가적인 제어 하드웨어가 감소될 수 있다.
디지털 필터는 하드웨어 또는 소프트웨어로 실시될 수 있는데, 소프트웨어로 실시되는 것이 바람직하다.
디지털 필터는, 그로부터 예를 들면, PID제어와 같은 제어가 유도될 수 있는 무한-임펼스-응답형 또는 유한-임펄스-응답형의 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 예증 적인 방법으로 기술하였으며 사용된 전문용어는 한정보다는 설명어의 성격을 가진 것으로 의도되었다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 많은 수정과 변화가 상기의 기술내용으로부터 가능하다.
그러므로, 첨부된 청구범위의 범위 내에서, 본 발명은 특별히 기술된 바와는 다른 방법으로 실시되어 질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (4)

  1. 기계가공조작에 있어서 회전축(14)을 중심으로 회전할 수 있는 공작물(11)의 표면에 상대적으로 이동 가능한 공구의 위치를 제어하기 위한 방법으로서, 공작물의 각 위치를 표시하는 각 위치신호를 발생하는 단계 ; 각 위치신호의 함수로서 최초 제어신호를 발생하는 단계 ; 공구의 위치를 표시하는 공구위치 귀환신호를 발생하는 단계 ; 공구위치의 함수로서 공구의 위치를 제어하기 위하여 최초 제어신호와 공구귀환신호의 함수로서 최종 제어신호를 발생하는 단계로 구성되는 공구위치 제어방법에 있어서, 공구의 위치를 표시하는 일련의 불연속 신호 개수의 함수인 공구 위치 귀환신호를 디지털 알고리즘과 디지털 알고리즘을 수행하기 위한 디지털 신호처리 마이크로 프로세서에 의해 디지털 처리하는 단계 ; 및 처리된 공구위치 귀환신호의 함수로서 최종 제어신호를 수정하여 수정된 최종 제어신호가 공구속도의 함수가 되도록 수정하는 단계가 개량된 것을 특징으로 하는 공구위치 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 공작물의 표면형상이, 공작물의 표면형상을 결정하기 위한 공구의 각 위치, 방사 상 위치 및 축위치 좌표의 데이터 행렬에 의하여 결정되며, 공작물에 관하여 공구의 축 위치를 표시하는 축 위치신호를 발생하는 단계를 더욱 포함하고, 그리고 최초 제어신호를 발생하는 단계가 각과 축 양쪽을 위치신호들의 함수로서 최초 제어신호를 발생하기 위하여 축 위치신호와 각 위치신호를 데이터 행렬과 서로 관련시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 회전축(14)의 주위를 회전할 수 있는 공작물(11)의 표면에 상대적으로 이동 가능한 공구의 위치를 제어하기 위한 시스템(10)으로서, 공작물(11)의 각 위치를 표시하는 각 위치신호를 발생하기 위한 각 위치 감지기수단(18) ; 각 위치신호의 함수인 최초 제어신호를 발생하기 위한 수단(62) ; 최종 제어신호의 함수로서 선형 축을 따라서 공구(24)의 이동을 위하여 공구(24)에 연결된 전기선형모터(22) ; 선형 축을 따라서 공구의 위치를 표시하는 공구위치 귀환신호를 발생하기 위한 공구위치 귀환수단(32,34) ; 선형 축을 따라서 공구위치와 속도 양쪽의 함수로서 선형 축을 따라서 공구(24)의 위치를 제어하기 위하여 귀환신호와 최초 제어신호의 함수로서 최종 제어신호를 발생하기 위한 수단(66)으로 구성되는 공구위치 제어시스템에 있어서, 공구위치를 표시하는 일련의 불연속 신호의 개수의 함수인 공구위치 귀환신호를 디지털 처리하기 위해 디지털 알고리즘과 디지털 알고리즘을 수행하기 위한 디지털 신호 처리 마이크로 프로세서를 포함하는 디지털 처리수단(84) ; 및 수정된 최종 제어신호가 공구속도의 함수가 되도록 처리된 공구위치 귀환신호의 함수로서 최종 제어신호를 수정하기 위한 수단(78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구위치 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서, 공작물의 표면형상이 공작물(11)의 표면 형상을 결정하기 위한 공구의 각 위치, 방사상 위치 및 축 위치 좌표의 데이터 행렬에 의하여 결정되어지며, 시스템이 공작물(11)에 관하여 공구(24)의 축 위치를 표시하는 축 위치 신호를 만들어내기 위한 축 위치 감지기수단(26)을 더욱 포함하고, 그리고 최초 제어신호를 발생하기 위한 상기 수단(62)이 각과 축 양쪽의 위치신호들의 함수로서 최초 제어신호를 발생하기 위하여 각 및 축 위치신호를 데이터 행렬과 서로 관련시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1019890001634A 1988-02-19 1989-02-13 회전기계와 같은 공작기계를 제어하는 방법과 시스템 Expired KR910007053B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US157,887 1988-02-19
US07/157,887 US4817213A (en) 1988-02-19 1988-02-19 Method for forming a torus and a piston made therefrom for use in a rotary actuator
US157877 1998-09-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR890013536A KR890013536A (ko) 1989-09-23
KR910007053B1 true KR910007053B1 (ko) 1991-09-16

Family

ID=22565712

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019890000424A Withdrawn KR890013393A (ko) 1988-02-19 1989-01-17 고리체를 형성하는 방법 및 이 방법에 의해서 만든 회전동작기용 피스톤
KR1019890001634A Expired KR910007053B1 (ko) 1988-02-19 1989-02-13 회전기계와 같은 공작기계를 제어하는 방법과 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019890000424A Withdrawn KR890013393A (ko) 1988-02-19 1989-01-17 고리체를 형성하는 방법 및 이 방법에 의해서 만든 회전동작기용 피스톤

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4817213A (ko)
EP (1) EP0328825A3 (ko)
JP (1) JPH01234102A (ko)
KR (2) KR890013393A (ko)
AU (1) AU600614B2 (ko)
BR (1) BR8900711A (ko)
MX (1) MX166515B (ko)
NZ (1) NZ227580A (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4314723C2 (de) * 1993-05-04 1996-02-29 Boschert Ludwig Masch Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer torusförmigen Fläche an einem Drehteil
EP0952364B2 (de) * 1997-12-06 2005-11-02 Iprotec Maschinen- und Edelstahlprodukte GmbH Verfahren zur Fertigbearbeitung von für Gleichlaufgelenke bestimmten Kugelkäfigen
US6536313B1 (en) * 2001-10-01 2003-03-25 General Motors Corporation Method for making insert for rotary cutter
KR100415832B1 (ko) * 2001-10-24 2004-01-31 하원호 간접측정에 의한 고속회전체 시스템의 오차측정과보상장치 및 방법
US20040029463A1 (en) * 2002-06-26 2004-02-12 Brenner Steven E. Split ring seal
GB2438341B (en) * 2005-03-03 2010-10-20 Oceaneering Int Inc Rotary actuator
CN104646687A (zh) * 2014-06-21 2015-05-27 柳州凯通机械有限公司 铝活塞的加工方法
USD760040S1 (en) * 2014-12-19 2016-06-28 Tsung-Chih Chang Eggshell cutter
US20200270050A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-27 Edrea Porter Bread-shaped container toys and games

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1342983A (en) * 1919-05-23 1920-06-08 Michael J Breen Tool-holder
FR723524A (fr) * 1931-06-20 1932-04-11 Turbo Moteurs Guy Machine-outil pour l'usinage des pièces ayant la forme du tore circulaire
US2828658A (en) * 1954-09-02 1958-04-01 Western Electric Co Radius turning attachment for turret lathe
US3714703A (en) * 1970-05-27 1973-02-06 T Maples Bowling ball refinishing machine
CH527389A (de) * 1970-08-13 1972-08-31 Sulzer Ag Verfahren zum Herstellen von Rohrkrümmern aus Walz- oder Schmiedestahl
JPS60172402A (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 Yasuto Ozaki 球面加工機

Also Published As

Publication number Publication date
KR890013393A (ko) 1989-09-22
AU600614B2 (en) 1990-08-16
KR890013536A (ko) 1989-09-23
EP0328825A2 (en) 1989-08-23
JPH01234102A (ja) 1989-09-19
BR8900711A (pt) 1989-10-17
AU2756188A (en) 1989-08-24
MX166515B (es) 1993-01-13
US4817213A (en) 1989-04-04
EP0328825A3 (en) 1990-07-25
NZ227580A (en) 1991-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4990840A (en) Method and system for controlling a machine tool such as a turning machine
US4963805A (en) Numerical control apparatus for machining non-circular workpieces
EP0352635A2 (en) Numerically controlled grinding machine
EP2026152A2 (en) Machine tool having the function of correcting mounting error through contact detection
CA1334864C (en) Method and system for controlling a machine tool such as a turning machine
EP0381155B1 (en) Apparatus for machining a non-circular workpiece
JP4847428B2 (ja) 加工シミュレーション装置およびそのプログラム
US5261768A (en) Automated edge finishing using an active XY table
KR890003339B1 (ko) 공작기계 제어장치 및 가공방법
KR910007053B1 (ko) 회전기계와 같은 공작기계를 제어하는 방법과 시스템
EP0487738B1 (en) System for correcting quantity of deformation of tool
JP2003005813A (ja) オービットボーリングの制御方法
US5510996A (en) Method for determining auxiliary position-control parameters
JP5334932B2 (ja) パラメータ設定方法およびパラメータ設定装置
US6658317B2 (en) Method for setting a moving position in a machine tool
EP0476678A2 (en) Method and apparatus for machining a non-circular workpiece
Hanson et al. Reducing cutting force induced bore cylindricity errors by learning control and variable depth of cut machining
JP2007072943A (ja) 位置制御装置
EP0200788A1 (en) Method of returning rotary shaft to reference point
Beudaert et al. Limiting factors for the active suppression of structural chatter vibrations using machine’s drives
JP3491105B2 (ja) 数値制御工作機械
WO2021177449A1 (ja) 工作機械の制御装置、制御方法
JP2661942B2 (ja) Ｎｃデータ作成装置
JPH1153019A (ja) Ｎｃ装置の楕円補間方法
Sychuk et al. Practices of modernization of metal-cutting machine tool CNC systems

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

A201 Request for examination
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

G160 Decision to publish patent application
PG1605 Publication of application before grant of patent

St.27 status event code: A-2-2-Q10-Q13-nap-PG1605

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 19940917

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 19940917

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000