DE3914520A1 - Verfahren zum betrieb einer werkzeugmaschine oder eines roboters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters gemäß einem jeweils anwen­ dungsbezogenen Programm mit Hilfe einer numerischen Steuerung, wobei das Programm parameterisierbare Weginformationen und wei­ tere für den Betrieb relevante Zusatzinformationen beinhaltet.

Derartige Verfahren liegen den handelsüblichen numerischen Steue­ rungen zugrunde. Die Anwender-Teileprogramme bestehen dabei aus aufeinanderfolgenden Sätzen. Wenn nun seitens des Anwenders bei bestimmten Sonderfällen der Wunsch besteht, ein Programm nicht von Beginn an, sondern erst ab einen Satz mit einem Programmein­ sprung für die Werkzeugmaschine oder den Roboter zu starten, kann dies jedoch dazu führen, daß das jeweilige Werkzeug nur auf diejenigen absoluten Satzendpunkte von denjenigen Achsen verfahren wird, die für den Zielsatz, an dem der Programmein­ sprung erfolgen sollte, programmiert worden sind. Alle davor­ liegenden Sätze, d.h. die während des Satzvorlaufs jeweils rele­ vanten Satzendpunkte werden also in diesem Fall nicht berück­ sichtigt, was zu einer Fehlpositionierungen führt. Wenn dies vermieden werden sollte, war dazu eine ganz spezielle Betriebs­ art nämlich die Betriebsart "REPOS", erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genann­ ten Art so auszubilden, daß ein automatisches Positionieren auf die während des Satzvorlaufs berechneten absoluten Satzendpunkte ermöglicht wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steuerung ein Satzvorlaufspeicher zugeordnet ist, der beim Vor­ liegen eines Satzvorlaufauftrags vom Programmbeginn bis zum gewünschten Programmeinsprung für die einzelnen Achsen den resultierenden Verfahrort aufsummiert und daß bei einem dem Satzvorlaufauftrag unmittelbar folgenden Start der Werkzeugma­ schine oder des Roboters unter Löschen des Satzvorlaufspeichers mit einer vorgebbaren Bewegung der durch die Weginformationen des Einsprungbefehls und die gespeicherten resultierenden Verfahrorte gegebene Einsprungort angefahren wird.

Eine erste vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Satzvorlaufspeicher aus zwei Speichern besteht, von denen der erste ein Achsenspeicher ist, in dem die während des Satzvorlaufs tatsächlich zu verfahrende Achsen mar­ kiert werden und von denen der zweite ein Achswegspeicher ist, der für jede Achse den jeweils resultierenden Verfahrort spei­ chert. Damit braucht der Achswegspeicher nicht in all seinen Positionen abgefragt werden, sondern es kann ganz gezielt nur für diejenigen Achsen, die eine Markierung im Achsenspeicher aufweisen, der Achswegspeicher ausgelesen werden. Hierdurch wird die Verarbeitungszeit ganz erheblich verringert.

Dadurch, daß der Satzvorlaufspeicher für die maximale Anzahl von Achsen ausgelegt ist, jedoch nur ein Belegen mit einer An­ zahl von Achsen zuläßt, wie sie durch die Steuerung maximal interpolierbar ist, wird die Kapazität der Steuerung hinsicht­ lich ihres Interpolationsvermögens nicht überschritten.

Als die einfachste Art, die Positionierung an den Ort des Ein­ sprunges zu bewerkstelligen, erweist sich das Generieren eines Linearsatzes. Dadurch, daß die Positionierung an den Einsprung­ ort mit einer anwenderspezifischen Geschwindigkeit kann diese an alle denkbaren Anwendungsfälle leicht angepaßt werden.

Es wäre auch denkbar, daß im Achswegspeicher die aus dem Satz­ vorlauf und dem Einsprungsatz insgesamt saldierte Weginforma­ tion abgelegt würde. Ein derartiges Zusammenfassen der Wegin­ formationen kann deren Verarbeitung in manchen Fällen verein­ fachen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild,

Fig. 2 eine Positionierung nach Satzvorlauf ohne Einsatz der Erfindung und

Fig. 3 eine Positionierung nach Satzvorlauf bei Einsatz der Erfindung.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist in Form eines Blockschalt­ bildes eine Steuerung ST angezeigt, die den Betrieb einer Werk­ zeugmaschine WM steuert. Der Steuerung ST ist ein Bediengerät B zum Eingeben und Anzeigen von Informationen durch einen Be­ diener zugeordnet. Vom Bediener können der Steuerung ST Anwen­ der-Teilprogramme vorgegeben werden, die beispielsweise in einem Speicher SP abgelegt werden. Der Datenfluß ist dabei in jedem Fall durch offene Pfeile angedeutet.

Ein anschauliches knappes Beispiel für ein Teileprogramm ist im Schaltbild für den Speicher SP angedeutet. Es sei dabei angenom­ men, daß in einem Satz N 10 eine Linearbewegung mit einer Geschwin­ digkeit von 1000 mm/min auszulösen ist. Der Hinweis auf den Linearsatz findet sich in der Markierung G 01, der Hinweis auf die Geschwindigkeit in der Markierung F 1000. In einem folgenden Satz N 20 möge eine Achse X auf eine Position 100 mm positioniert werden. Demzufolge findet sich hier die Markierung X 100. In einem weiteren Satz N 30 möge eine zweite Achse Y auf eine Posi­ tion 100 mm verfahren werden, was durch die Markierung Y 100 angezeigt ist.

Das Programm möge dann fortschreiten bis zu einem Befehl N 100, bei dem das Programm beendet wird, was durch die Markierung M 30 angedeutet wird. Auf einen Befehl N 30 sowie auf einen Achsen­ speicher A und einen Achswegspeicher AW, die gemeinsam einen Satzvorlaufspeicher bilden, wird im folgenden noch eingegangen werden. Diese Elemente sind nämlich für die Erfindung charak­ teristisch.

Der bisher beschriebene Teil der Einrichtung entspricht dem Stand der Technik. Wenn dabei an einer durch einen Pfeil am Symbol für den Speicher SP angedeuteten Stelle (N 30) des Anwender-Teilepro­ gramms ein Einsprung in das Programm erfolgen soll, führt dies, wie in der Darstellung gemäß Fig. 2 angedeutet, dazu, daß ein durch einen geviertelten Kreis angedeutetes Werkzeug eben den Ort anfährt, wie dieser mit dem Befehl N 30 angegeben wird. Das Werkzeug fährt also an einen Punkt mit dem Wert 0 mm für die Achse X und dem Wert 100 mm für die Achse Y. Dies entspricht aber keineswegs demjenigen Ort, der beim vollständigen Abarbei­ ten des Programmes beim Satz N 30 üblicherweise vorliegen würde.

Hier setzt die Erfindung ein, indem der Steuerung ST der Satz­ vorlaufspeicher zugeordnet ist. Wenn nämlich ein Satzvorlauf bis zu einem Satz N 30 erfolgt, wird das gesamte Programm nacheinan­ der auf relevante Achsinformationen abgefragt. Jedesmal, wenn eine Achse einen neuen Wert einnimmt, wird im Achsenspeicher A, der für die maximale Anzahl von Achsen angelegt ist, kenntlich gemacht, daß die Achse an einer Bewegung beteiligt ist und im Achswegspeicher AW wird für diese Achse der summierte jeweilige Achsweg hinterlegt. Im Ausführungsbeispiel sind dabei Achsen X, Y, Z, A 1, A 2 bis An vorgesehen. Die Anzahl der im Achswegspei­ cher AW jeweils zu belegenden Achsen kann dabei jedoch aufgrund des maximalen Interpolationsvermögens der Steuerung beispiels­ weise auf fünf Achsen begrenzt sein.

Beim Abfragen des im Speicher SP angedeuteten kurzen Programmes während des Satzvorlaufes würde also erkannt werden, daß im Satz N 10 kein Achsweg vorliegt. Demzufolge würde für diesen Satz keine Information in den Satzvorlaufspeicher einzuschreiben sein. Beim Satz N 20 würde allerdings zum einen im Achsenspeicher A markiert, daß die Achse X zu verfahren ist, was im Ausführungsbeispiel durch eine der Achse X zugeordnete Binärzahl 1 angedeutet ist, und im Achswegspeicher AW würde als summierter Achsweg für die Achse X der Wert 100 mm abgelegt.

Ein Einsprung in das Anwender-Teileprogramm bei Satz N 30 führt gemäß der Erfindung dazu, daß zum einen die diesem Einsprung­ satz zugeordneten Achsinformationen, hier Y = 100 mm, berück­ sichtigt wird, daß aber zum anderen von der Steuerung ST auch im Achsenspeicher A abgefragt wird, welche Achsen während des Achsvorlaufs relevant waren und daß dann im Achswegspeicher AW die zugehörigen summierten Wege ausgelesen werden. Wenn dies geschehen ist, kann der Satzvorlaufspeicher gelöscht werden und ein Start der Werkzeugmaschine oder des Roboters erfolgen.

Beim Ausführungsbeispiel ist also dem Satzvorlaufspeicher die Information entnommen worden, daß während des Satzvorlaufes eine Positionierung der X-Achse auf einen Wert 100 mm zu erfolgen hatte. Demgemäß wird am Einsprung in das Anwender-Teileprogramm eine Verfahrbewegung auf den Einsprungort so ausgelöst, wie dies durch einen Befehl N 30 angedeutet ist. Dieser Befehl N 30 ist also kein eigentlich im Anwenderprogramm festgelegter Befehl, sondern ein künstlich generierter Befehl, der nur der Übersicht­ lichkeit halber im Symbol für den Speicher SP angedeutet ist. Mit diesem Befehl erfolgt eine Positionierung, auf einen Ort, wie dieser in der Darstellung gemäß Fig. 3 durch die Koordinaten­ werte von 100 mm für die X-Achse und 100 mm für die Y-Achse an­ gedeutet ist. Die Verfahrbewegung des Werkzeugs auf diesen Ort hin erfolgt dabei auf einer Linearbahn, die sich als schnelle Zuführart anbietet. Demzufolge ist im fiktiven Befehl N 30 die Markierung G 01 angedeutet. Die vom Anwender projektierbare Ge­ schwindigkeit der Positionierung wird durch die Markierung F 100 angedeutet.

Der Speicher SP, sowie der durch den Achsenspeicher A und den Achswegspeicher AW gebildete Satzvorlaufspeicher können tech­ nisch durchaus Teile eines gemeinsamen großvolumigen Speichers sein.

Claims (6)

1. Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters gemäß einem jeweils anwendungsbezogenen Programm mit Hilfe einer numerischen Steuerung, wobei das Programm parame­ terisierbare Weginformationen und weitere für den Betrieb rele­ vante Zusatzinformationen beinhaltet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerung (ST) ein Satz­ vorlaufspeicher (A, AW) zugeordnet ist, der beim Vorliegen eines Satzvorlaufauftrags vom Programmbeginn bis zum gewünschten Pro­ grammeinsprung für die einzelnen Achsen den resultierenden Ver­ fahrort aufsummiert und daß bei einem dem Satzvorlaufauftrag un­ mittelbar folgenden Start der Werkzeugmaschine (WM) oder des Roboters unter Löschen des Satzvorlaufspeichers (A, AW) mit einer vorgebbaren Bewegung der durch die Weginformationen des Ein­ sprungbefehls und die gespeicherten resultierenden Verfahrorten gegebene Einsprungort angefahren wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Satzvorlaufspeicher aus zwei Spei­ chern besteht, von denen der erste ein Achsenspeicher (A) ist, in dem die während des Satzvorlaufs tatsächlich zu verfahrenden Achsen (X) markiert werden und von denen der zweite ein Achs­ wegspeicher (AW) ist, der für jede Achse den jeweils resultie­ renden Verfahrort speichert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Satzvorlaufspeicher zwar für die maximale Anzahl von Achsen ausgelegt ist, jedoch nur ein Belegen mit einer Anzahl von Achsen zuläßt, wie sie durch die Steuerung (ST) maximal interpolierbar ist.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Positio­ nierung an den Ort des Einsprunges durch einen Liniearsatz er­ folgt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Positionie­ rung an den Einsprungort mit einer anwendungsspezifischen Ge­ schwindigkeit erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Achsweg­ speicher die aus dem Satzvorlauf und dem Einsprungbefehl ins­ gesamt saldierte Weginformation abgelegt wird.