K. Kappen

Entwicklung und Einsatz einer direkten digitalen Grenzregelung für eine Fräsmaschine mit CNC

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Mit dem verstarkten Einsatz des ProzeBrechners in der spanen den Fertigung wachst auch die Forderung, Grenzregelungs (ACC-) Systeme in den Rechner zu integrieren. Diese Aufgabe wurde in der vorliegenden Arbeit in drei Entwicklungsstufen durchge ftihrt. Zunachst wurde die Grenzregelung als Einzelfunktion in einen ProzeBrechner integriert (direkte digitale Grenzregelung) . Ausgehend von der Dynamik der Regelstrecke -Bahnsteuerung, FrasprozeB, Sensor- ergab sich die Abtastperiode ftir dieses DDC-System durch Untersuchung der Bandbreite und des Strecken storverhaltens. Die ermittelten Werte ftir die Abtastperiode dienten als Anhaltswerte ftir die Rechnerbelastung durch den zu entwickelnden Regelalgorithmus. Dieser wurde in Form eines nichtlinearen Kompensationsalgorith mus gefunden, der das System trotz der stark schwankenden Ver starkung des Frasprozesses adaptiv stabilisiert und zudem eine ext rem niedrige Rechnerbelastung bewirkt. Die Programmierung des ACC-programms wurde in Assemblersprache durchgeftihrt. Dabei erweist sich der Befehlsumfang gangiger ProzeBrechner einschlieBlich Mikro-Computer als ausreichend, so fern die Operationen Multiplikation und Division hardware maBig ablaufen. Die Steuerung des Anschnittvorgangs tiber den ProzeBrechner kann auf Grund seiner geringen Interrupt-Reaktionszeit ohne Schwie rigkeiten durchgeftihrt werden. Das entwickelte programm ftir die direkte digitale Grenzregelung beim Frasen kann in seiner vorliegenden Konzeption auch auf an dere ProzeBrechner, insbesondere auch auf Mikro-Computer, tiber tragen werden. In einem zweiten Schritt folgt die Integration des entwickel ten Regelkonzepts in den Steuerungsrechner einer CNC. - 123 - Ausschlaggebend fUr diese Systemlosung war die Moglichkeit der schnittstellennahen Kopplung zwischen ACC- und CNC-Funk tionen innerhalb des Steuerungsrechners und der daraus resul tierende minimale Hardware-Aufwand fUr das ACC-System.

Produktdetails

• ISW Forschung und Praxis .22
• Verlag: Springer / Springer Berlin Heidelberg / Springer, Berlin
• Artikelnr. des Verlages: 978-3-540-08591-1
• 1979.
• Seitenzahl: 128
• Erscheinungstermin: 1. Juli 1979
• Deutsch
• Abmessung: 210mm x 148mm x 8mm
• Gewicht: 165g
• ISBN-13: 9783540085911
• ISBN-10: 3540085912
• Artikelnr.: 36120716

Inhaltsangabe

1 Einleitung und Aufgabenstellung.- 2 Adaptive Control-Systeme an Werkzeugmaschinen.- 2.1 Analoge und digitale ACC-Systeme.- 2.2 übertragungsverhalten der Regelstrecke.- 2.2.1 Übertragungsverhalten der Bahnsteuerung.- 2.2.2 Übertragungsverhalten des Fräsprozesses.- 2.2.3 Übertragungsverhalten des Schnittmoment Sensors.- 2.3 Regelkonzept für das direkte digitale ACC-System.- 2.3.1 Wahl der Abtastperiode.- 2.3.1.1 Bandbreite und Abtastperiode.- 2.3.1.2 Systemstörverhalten und Abtastperiode.- 2.3.2 Entwurf geeigneter Regelalgorithmen für die Fräsbearbeitung mit ACC.- 2.3.2.1 Lineare Regelalgorithmen.- 2.3.2.2 Adaption der Reglerparameter an die Stellgröße.- 2.3.2.3 Kompensation der Streckenverstärkung.- 2.3.2.4 Kompensation bei angenähertem Streckenverhalten.- 2.3.2.5 Ausgleich periodischer Schwankungen im Verlauf der Stellgröße.- 2.3.3 Organisationsstruktur, Interruptverarbeitung und Programmlaufzeiten im Prozeßrechner.- 2.3.3.1 Anschnittsteuerung mit dem Prozeß-rechner.- 2.3.3.2 Messungen der Programmlaufzeit und Rechnerbelegung.- 2.3.3.3 Arithmetik und Programmlaufzeit.- 3 Integration des ACC-Systems in eine CNC.- 3.1 Arbeitsweise des CNC-Systems.- 3.1.1 Organisation der CNC-Funktionen im Rechner.- 3.1.2 Arbeitsweise der Interpolation.- 3.1.2.1 Sehnenlängensteuerung bei Linear- und Zirkularinterpolation.- 3.1.2.2 Rechnerbelastung durch die Soft-ware-Interpolation.- 3.1.2.3 Einfluß der Laufzeit TIP auf die maximale Bahngeschwindigkeit.- 3.2 Kopplung zwischen CNC- und ACC-Funktionen.- 3.2.1 Kopplung der ACC-Prozeßperipherie an den CNC-Rechner.- 3.2.2 Organisation des ACC-Programms innerhalb des CNC-Software-Systems.- 3.3 Schnittstellen und Wechselwirkung zwischen ACC- und CNC-Funktionen.- 3.3.1 Übergabe der Stellgröße Bahngeschwin-digkeit.- 3.3.2 Abtastperiode und Sehnenabfahrzeit.- 3.3.3 Einfluß der Grenzregelung auf die Lauf-zeit des Interpolationsprogramms.- 3.3.4 Minimale Bahngeschwindigkeit u.- 3.3.5 Einfluß der Regelung auf die maximale Bahngeschwindigkeit usmax.- 3.3.6 Maximale Bahngeschwindigkeit umax.- 3.3.7 Anschnittsteuerung im CNC-System.- 3.3.7.1 Sehnenabfahrzeit und Sehnen-pufferung.- 3.3.7.2 Beschleunigungsbegrenzung.- 3.3.7.3 Schleppabstand.- 4 Einsatz des direkten digitalen ACC-Systems an einer Produktionsfräsmaschine mit CNC.- 4.1 Hardware des Systems.- 4.2 ACC-Software.- 4.2.1 Programmierung der ACC-Parameter.- 4.2.2 ACC-Funktionsprogramme.- 4.3 Bedienung des ACC-Systems.- 4.4 Kosten des ACC-Systems.- 4.5 Fräsbeispiele.- 5 Zusammenfassung und Ausblick.

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1 Einleitung und Aufgabenstellung.- 2 Adaptive Control-Systeme an Werkzeugmaschinen.- 2.1 Analoge und digitale ACC-Systeme.- 2.2 übertragungsverhalten der Regelstrecke.- 2.3 Regelkonzept für das direkte digitale ACC-System.- 3 Integration des ACC-Systems in eine CNC.- 3.1 Arbeitsweise des CNC-Systems.- 3.2 Kopplung zwischen CNC- und ACC-Funktionen.- 3.3 Schnittstellen und Wechselwirkung zwischen ACC- und CNC-Funktionen.- 4 Einsatz des direkten digitalen ACC-Systems an einer Produktionsfräsmaschine mit CNC.- 4.1 Hardware des Systems.- 4.2 ACC-Software.- 4.3 Bedienung des ACC-Systems.- 4.4 Kosten des ACC-Systems.- 4.5 Fräsbeispiele.- 5 Zusammenfassung und Ausblick.