ES2309603T3 - Procedimiento para la division de un movimiento relativo entre una pieza de trabajo y una herramienta de una maquina-herramienta. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la división de un movimiento relativo entre una pieza de trabajo y una herramienta de una máquina-herramienta en la dirección de un eje en como mínimo un primer movimiento parcial y un segundo movimiento parcial, en el que se predetermina una magnitud nominal (xsoll) para el movimiento total, teniendo lugar una regulación del primer movimiento parcial en una primera regulación de eje (63, 81) y una regulación del segundo movimiento parcial en una segunda regulación de eje (67, 86), transmitiéndose una magnitud de la primera regulación de eje (63, 81) a la segunda regulación de eje (67, 86), y determinándose una magnitud real (x 2) de un segundo sistema controlado (89) de la segunda regulación de eje (86), caracterizado porque la segunda magnitud de entrada del regulador (88) de la segunda regulación de eje (86) se determina a partir de la magnitud real (x2) del segundo sistema controlado (89) y de una magnitud proporcional a una primera magnitud de entrada del regulador (83) de la primera regulación de eje (81).
Description
Procedimiento para la división de un movimiento
relativo entre una pieza de trabajo y una herramienta de una
máquina-herramienta.
La invención se refiere a un procedimiento para
la división de movimiento con las características indicadas en el
preámbulo de la reivindicación 1. En lo que respecta a los
dispositivos, la invención se refiere a demás a una
máquina-herramienta con las características
indicadas en el preámbulo de la reivindicación 5.
El documento EP 0 594 699 B1, por ejemplo, ha
dado a conocer un procedimiento y una
máquina-herramienta de este tipo.
Para el mecanizado de piezas de trabajo en
máquinas-herramienta existe por una parte la
posibilidad de mover la pieza de trabajo con respecto a una
herramienta a través de un accionamiento adecuado, con el fin de
llevar a cabo el mecanizado de la pieza de trabajo. Como
alternativa, también es posible, y más usual, mover la herramienta
con respecto a la pieza de trabajo. En este caso se han de mover
masas más pequeñas que en el caso del movimiento de la pieza de
trabajo. Sin embargo, incluso el movimiento de la herramienta tiene
límites cuando ésta está fijada por ejemplo en un pórtico que se
desplaza sobre la pieza de trabajo. Un pórtico de este tipo también
presenta un peso relativamente alto, por lo que tampoco se puede
utilizar un accionamiento demasiado dinámico con suficiente
precisión. Por ello se propone prever un accionamiento adicional más
dinámico que actúa en la dirección del accionamiento de la pieza de
trabajo o de la herramienta, con el que sólo se han de mover pesos
muy pequeños. De este modo se puede lograr una mayor dinámica y
mayor precisión. Por ejemplo, en un pórtico desplazable mediante un
accionamiento en la dirección Y puede estar previsto un
portaherramientas que se puede desplazar mediante un segundo
accionamiento un trecho corto a lo largo del pórtico en la dirección
Y. De este modo, una herramienta sujeta en el portaherramientas se
puede mover en la dirección Y mediante dos accionamientos. Con
frecuencia, para abreviar, el primer accionamiento que acciona el
pórtico se denomina eje de máquina y el segundo accionamiento, más
dinámico, se denomina eje adicional. Un accionamiento que mueve la
pieza de trabajo en una dirección axial se denomina frecuentemente
eje de pieza de trabajo. Por consiguiente, con el término
"eje" se denomina con frecuencia el accionamiento que actúa en
la dirección axial. El eje adicional puede ser un eje de máquina o
un eje de pieza de trabajo. Sin embargo, el mando o la regulación de
dos accionamientos que actúan en la misma dirección axial puede
resultar difícil.
En el documento EP 1 366 846 A1 se propone
optimizar el mecanizado de la pieza de trabajo con ayuda de un
programa de ordenador que, sobre la base de los contornos a
mecanizar, en el caso de una máquina de corte por láser los
contornos a cortar, determina si se ha de mover el pórtico o
únicamente el portaherramientas. Principalmente se trata de
posicionar el pórtico de tal modo que se pueda cortar la cantidad
máxima de contornos sin que sea necesario mover el pórtico. Por
consiguiente, cuando sea posible el proceso de corte sólo ha de
tener lugar a través del eje adicional.
De acuerdo con el documento EP 0 594 699 B1, un
control numérico computerizado (CNC) suministra una señal de mando
a un dispositivo. La señal de mando indica el movimiento total
necesario que ha de ser realizado. El dispositivo divide la señal
en movimientos parciales del portaherramientas (eje menos dinámico)
y un dispositivo adicional (eje más dinámico). La división en los
dos ejes de movimiento tiene lugar a través de un filtro
electrónico, generándose las señales de mando parciales para el
portaherramientas a través de un filtro de baja frecuencia y las
señales de mando parciales para el dispositivo adicional a través de
un filtro de alta frecuencia. Por consiguiente, una vez que la
señal de mando ha sido dividida se produce un control independiente
del accionamiento del portaherramientas y el accionamiento del
dispositivo adicional. El CNC recibe señales de retroalimentación
que describen el movimiento total en una dirección axial.
El documento US 5,109,148 ha dado a conocer un
dispositivo de posicionamiento de una máquina que incluye como
mínimo dos accionamientos independientes entre sí para el ajuste de
una posición relativa de una pieza de trabajo con respecto a una
herramienta a lo largo de como mínimo una dirección, presentado un
primer accionamiento una mayor inercia que un segundo
accionamiento. Un primer dispositivo de mando controla el primer
accionamiento en concordancia con un primer valor nominal para una
posición relativa de la pieza de trabajo con respecto a la
herramienta. Un segundo dispositivo de mando controla el segundo
accionamiento utilizando un error del primer sistema de mando como
magnitud nominal, de modo que la posición relativa de la pieza de
trabajo se regula con respecto al valor nominal de la posición
relativa.
El objetivo de la invención consiste en proponer
un procedimiento para dividir un movimiento en movimientos
parciales o una máquina-herramienta, con los que se
pueda lograr una mayor precisión y una mayor dinámica durante el
mecanizado de piezas de trabajo.
Este objetivo se resuelve mediante un
procedimiento con las características indicadas en la reivindicación
1. A diferencia del estado actual de la técnica, en el que
esencialmente se lleva a cabo un control, de acuerdo con la
invención se realiza una regulación para el primer y el segundo
movimiento parcial. Estas regulaciones no son totalmente
independientes entre sí. Una magnitud de la primera regulación de
eje se lleva a la segunda regulación de eje y se tiene en cuenta
para la regulación del segundo movimiento parcial. Por así decirlo,
la segunda regulación de eje está subordinada a la primera
regulación de eje. Con esta medida se puede alcanzar una mayor
dinámica y precisión. Como magnitud nominal para el movimiento total
se puede prever una posición a adoptar, una velocidad o una
aceleración. El movimiento total se puede dividir en uno o más
movimientos de herramienta o en uno o más movimientos de pieza de
trabajo en la misma dirección axial. También se pueden prever uno o
más ejes de máquina y un eje adicional (de máquina), o uno o más
ejes de pieza de trabajo y un eje adicional (de pieza de
trabajo).
En el segundo sistema controlado se ajusta el
eje más dinámico. Por consiguiente, el eje más dinámico proporciona
adicionalmente la distancia de arrastre del eje menos dinámico. Esto
reduce la desviación de los ejes conectados uno tras otro.
De acuerdo con una variante del procedimiento, a
partir de la magnitud nominal para el movimiento total se determina
una primera magnitud de entrada para un regulador de la primera
regulación de eje, después se determina una magnitud de la primera
regulación de eje y, teniendo en cuenta esta magnitud, se determina
una segunda magnitud de entrada para un regulador de la segunda
regulación de eje para el segundo movimiento parcial. De este modo,
la magnitud de la primera regulación de eje se puede transmitir
directamente a la segunda regulación de eje. En la segunda
regulación de eje, dicha magnitud se puede transmitir al regulador
de la segunda regulación de eje directamente o después de un
procesamiento adicional y/o una comparación con otra magnitud. La
magnitud transmitida a la segunda regulación de eje puede ser por
ejemplo la magnitud de entrada del regulador de la primera
regulación de eje o la magnitud real determinada en la salida del
primer sistema controlado de la primera regulación de eje.
Cuando en la primera regulación de eje se
realiza una regulación de posición para un primer accionamiento que
actúa en una dirección axial y en la segunda regulación se realiza
una regulación de la marcha por inercia para un segundo
accionamiento que actúa en la misma dirección axial, se alcanza un
punto de trabajo estacionario favorable.
De acuerdo con una variante de procedimiento se
determina una magnitud real del movimiento total, a partir de esta
magnitud real y la magnitud nominal para el movimiento total se
determina la primera magnitud de entrada, se preestablece una
compensación de marcha por inercia y, a partir de la compensación de
marcha por inercia y la magnitud real, se determina un primer
sistema controlado de la primera regulación de eje. Los ejes o
accionamientos de eje para la realización del primer y el segundo
movimiento parcial están conectados mecánicamente uno tras otro.
Como magnitud real del movimiento total se utiliza la suma de las
magnitudes reales del primer y el segundo sistema controlado de la
primera y la segunda regulación de eje. La magnitud nominal sólo va
a la primera regulación de eje. En ésta se determina una señal de
ajuste para el eje más dinámico (el accionamiento más dinámico). En
la segunda regulación de eje se utiliza la magnitud real del eje más
dinámico como valor real, y éste se regula a un valor
predeterminable (compensación de marcha por inercia) generando una
señal de ajuste para el accionamiento del eje menos dinámico.
El error de posición del primer accionamiento se
puede reducir si en la primera y la segunda regulación de eje se
realiza en cada caso una regulación de posición para un
accionamiento de eje, ajustándose a través de la segunda regulación
de eje la distancia de arrastre (desviación entre el valor nominal y
el valor real) de la primera regulación de eje.
De acuerdo con una variante de procedimiento, la
primera magnitud de entrada del regulador de la primera regulación
de eje se determina a partir de la magnitud nominal para el
movimiento total y la magnitud real de un primer sistema controlado
de la primera regulación de eje. La magnitud de entrada del
regulador de la primera regulación de eje consiste en el error de
posición en la regulación del eje menos dinámico. Este error de
posición es transmitido como valor nominal de posición a la segunda
regulación de eje.
Ventajosamente, en cada caso sólo se ha de
predeterminar un valor nominal para el movimiento total deseado. La
división del movimiento en el primer y el segundo movimiento parcial
tiene lugar exclusivamente en las regulaciones de eje.
También entra dentro del marco de la invención
una máquina-herramienta con las características
indicadas en la reivindicación 5. Con una
máquina-herramienta de este tipo no sólo se pueden
controlar los movimientos en la dirección de un eje, sino que
también se pueden regular. De este modo se logra una mayor dinámica
y precisión.
En una configuración preferente de la invención
está previsto que la dinámica de un accionamiento de eje sea mayor
que la del otro accionamiento de eje. De este modo, a través del
accionamiento de eje más dinámico (eje adicional) se realizan
movimientos pequeños y rápidos. En particular, mediante el
accionamiento de eje más dinámico se puede llevar a cabo un ajuste
fino, mientras que con el otro accionamiento de eje se puede llevar
a cabo un ajuste aproximativo. Los movimientos de los accionamientos
de eje, o los movimientos provocados por éstos, se pueden
superponer.
Preferentemente, como mínimo una regulación de
eje presenta un regulador de posición. Con un regulador de posición
se puede generar una señal de ajuste que puede ser utilizada para el
direccionamiento de un accionamiento, en particular de un sistema
controlado que presenta el accionamiento.
Para posibilitar una regulación resulta
ventajoso prever dispositivos de medición para registrar la magnitud
real, en particular la posición real o la aceleración real de la
herramienta o la pieza de trabajo. Estas magnitudes reales se
pueden registrar para cada accionamiento, de modo que se disponga
por ejemplo de un valor de posición para la posición del
accionamiento de pórtico y un valor de posición para la posición de
la herramienta o el portaherramientas.
De acuerdo con una configuración ventajosa de la
invención, la primera regulación de eje presenta el regulador de
posición y el accionamiento de eje más dinámico, la segunda
regulación de eje presenta un regulador de marcha por inercia, y la
magnitud de entrada del regulador de marcha por inercia se determina
a partir de la magnitud real registrada del primer sistema
controlado de la primera regulación de eje y una compensación de
marcha por inercia predeterminada. Mediante el accionamiento de eje
menos dinámico se puede realizar una anchura de banda reducida.
Mediante el accionamiento de eje más dinámico (eje adicional) se
puede lograr una mayor anchura de banda y con ello una mayor
precisión. El accionamiento de eje más dinámico sólo puede realizar
movimientos a lo largo de recorridos relativamente cortos, pero
permite un ajuste más exacto. Preferiblemente, de acuerdo con una
condición secundaria de la regulación está previsto que el eje más
dinámico se mantenga preferentemente en una posición central (con
respecto a la longitud de la herramienta o con respecto a la
carrera realizable por la misma).
En una configuración alternativa, la primera
regulación de eje presenta el regulador de posición y el
accionamiento de eje menos dinámico, y la segunda regulación de eje
presenta un segundo regulador de posición. Por consiguiente, este
sistema de ajuste presenta exclusivamente reguladores de posición.
No está previsto ningún regulador de marcha por inercia. El error
de posición en la regulación del eje menos dinámico es transmitido
como valor nominal de posición al regulador de posición del eje más
dinámico.
Preferentemente, la magnitud de entrada del
regulador de la primera regulación de eje está formada a partir de
la magnitud nominal y la magnitud real del primer sistema controlado
de la primera regulación de eje. De forma especialmente preferente,
el dispositivo de ajuste presenta un dispositivo de adaptación al
que se conduce la primera magnitud de entrada de la primera
regulación de eje.
En el dispositivo de adaptación se puede
modificar la primera magnitud de entrada con un factor de
adaptación.
Si no existe dicho factor (es decir, si tiene el
valor 1), la regulación funciona de la siguiente manera: el eje
menos dinámico sólo puede seguir los valores nominales de posición
de forma limitada. De este modo se establece una distancia de
arrastre en el eje menos dinámico. Esta distancia de arrastre se
transmite como valor nominal a la regulación del eje más dinámico.
Este eje también puede seguir sus valores nominales sólo de forma
limitada, pero claramente mejor que el eje menos dinámico. De este
modo, el eje más dinámico reduce las desviaciones del eje menos
dinámico. El eje más dinámico compensa exclusivamente errores del
eje menos dinámico, también aquellas desviaciones que actúan sobre
el eje menos dinámico a través de fuerzas de perturbación.
Si los ejes acoplados recorren rampas de
posición a una velocidad nominal constante, en el eje menos dinámico
(primera regulación de eje) se establece una distancia de arrastre
constante en el estado transitorio. Esta puede ser compensada por
completo por el eje más dinámico (segunda regulación de eje) en el
estado transitorio, es decir, el error de posición resultante de
los ejes acoplados adquiere un valor fijo igual a cero. No obstante,
en el estado transitorio se produce una distancia de arrastre de
los ejes acoplados que va disminuyendo llegando a presentar una
amplitud menor que la de la distancia de arrastre estacionaria del
eje menos dinámico. Esto significa que estacionariamente se logra
un excelente comportamiento de regulación y que durante el estado
transitorio aparece una oscilación de amplitud reducida.
Si se considera el comportamiento de recorrido
por ejemplo de dos ejes en disposición cartesiana, es decir, con
efecto en la dirección X y la dirección Y, la oscilación en la
distancia de arrastre arriba descrita influye de forma muy
desfavorable en el recorrido del movimiento resultante. ¡Las
desviaciones pueden ser mayores que cuando sólo se acciona el eje
menos dinámico, aunque su desviación de posición estacionaria sea
mayor que en el caso de los ejes acoplados!.
La causa de ello consiste en que un fenómeno
transitorio de la desviación de posición de los ejes utilizados
para la generación de recorridos, que corresponde aproximadamente a
una función exponencial, provoca un error de recorrido muy pequeño.
Esto es válido con la condición previa de que todos los ejes
correspondientes al recorrido presenten la misma dinámica de
regulación.
Si el fenómeno transitorio se desvía de una
función exponencial, se produce un error de recorrido claramente
mayor.
Por ello, para poder utilizar la regulación de
los ejes según la invención en un recorrido combinado se han de
cumplir los siguientes requisitos:
- \bullet
- la misma anchura de banda de regulación que el eje o los ejes para los otros grados de libertad del recorrido de movimiento,
- \bullet
- a ser posible una respuesta en régimen transitorio de los ejes acoplados correspondiente a una función exponencial durante el recorrido de rampas de posición.
Supongamos por ejemplo que el eje Y es más
dinámico que el eje X. En este caso es recomendable mejorar el eje
X con otro eje X2 más dinámico que actúe en la dirección X. Los ejes
X y X2 deben presentar conjuntamente el mismo comportamiento de
regulación que el eje Y para lograr el menor error de recorrido
posible.
Esta adaptación tiene lugar a través de un
factor de adaptación, que presenta un valor entre cero y uno, de la
distancia de arrastre del eje menos dinámico (en el ejemplo: eje X)
sobre el valor nominal del eje más dinámico (en el ejemplo: eje
X2). Este factor se encarga de que el eje más dinámico tampoco pueda
compensar por completo el error de posición de forma estacionaria.
Si se ajusta correctamente el factor de adaptación, los ejes
acoplados actúan de forma idéntica al otro o los otros ejes del
recorrido combinado (en el ejemplo: eje Y), siempre que éstos
presenten una regulación de posición P usual.
El factor de adaptación reduce finalmente el
efecto del eje más dinámico a la medida necesaria para un buen
comportamiento de recorrido. Al mismo tiempo, la oscilación en la
desviación de posición de los ejes acoplados se reduce o desaparece
por completo.
De este modo, el factor de adaptación puede
satisfacer las condiciones arriba indicadas para lograr un buen
comportamiento de recorrido.
Si se han de utilizar ejes acoplados en todas
las direcciones de movimiento (es decir, por ejemplo en las
direcciones X e Y) por consiguiente, en el ejemplo los ejes X y X2
(X2 = eje adicional en la dirección X) y los ejes Y e Y2
(Y2 = eje adicional en la dirección Y), se puede lograr una parametrización óptima ajustando el factor de adaptación de tal modo que el error de posición durante el recorrido de rampas de posición en una dirección de movimiento justo no llegue a presentar ninguna sobreoscilación. En este caso también se ha de establecer un mismo comportamiento de regulación en las direcciones X e Y, es decir, los ejes "mejores" se han de adaptar a los "peores" mediante el factor arriba descrito.
(Y2 = eje adicional en la dirección Y), se puede lograr una parametrización óptima ajustando el factor de adaptación de tal modo que el error de posición durante el recorrido de rampas de posición en una dirección de movimiento justo no llegue a presentar ninguna sobreoscilación. En este caso también se ha de establecer un mismo comportamiento de regulación en las direcciones X e Y, es decir, los ejes "mejores" se han de adaptar a los "peores" mediante el factor arriba descrito.
La invención se explica más detalladamente a
continuación con referencia a los los dibujos.
En los dibujos:
La figura 1: muestra una primera
máquina-herramienta con una pieza de trabajo que se
puede mover a lo largo de dos direcciones axiales.
La figura 2: muestra una
máquina-herramienta con una herramienta que se puede
mover en dos direcciones axiales.
La figura 3: muestra una
máquina-herramienta con cinco direcciones
axiales.
La figura 4: muestra una
máquina-herramienta con seis direcciones
axiales.
La figura 5: muestra una
máquina-herramienta con cuatro direcciones axiales y
pieza de trabajo móvil.
La figura 6: muestra una primera forma de
realización de un dispositivo de ajuste de una
máquina-herramienta.
La figura 7: muestra una segunda forma de
realización de un dispositivo de ajuste de una
máquina-herramienta.
En la figura 1 está representada una
máquina-herramienta 1 en la que una pieza de trabajo
2 se puede mover a lo largo de las direcciones axiales 3, 4.
Un portaherramientas 5, que puede alojar una
herramienta no representada en la figura, también se puede mover en
la dirección axial 4. Los accionamientos para la pieza de trabajo,
que actúan en las direcciones axiales 3, 4, se pueden designar como
ejes de pieza de trabajo. El accionamiento del portaherramientas 5,
que actúa en la dirección axial 4, se puede designar como eje de
máquina.
En la figura 2 está representada otra
máquina-herramienta 10 en la que la pieza de trabajo
11 está dispuesta de forma estacionaria. Un pórtico 12 se puede
mover a lo largo de la dirección axial 13. En el pórtico 12 está
dispuesto un dispositivo 14 en el que a su vez está dispuesto un
portaherramientas 14' que puede sujetar una herramienta. El
dispositivo 14 (y con él la herramienta) se puede mover en la
dirección axial 15. El portaherramientas 14' se puede mover con
respecto al dispositivo 14 en la dirección axial 13. En la figura 2
se puede observar que el dispositivo 14 presenta una masa más
pequeña que el pórtico 12. Por ello, los movimientos en la dirección
axial 15 se pueden realizar más rápidamente que los movimientos del
pórtico en la dirección axial 13. No obstante, el portaherramientas
14' puede realizar movimientos muy dinámicos en la dirección axial
13.
En la figura 3 está representada una
máquina-herramienta 20 en la que un brazo 21 se
puede mover a lo largo de la dirección longitudinal 22. Un
dispositivo 23 se puede mover a lo largo del brazo 21 en la
dirección axial 24. El dispositivo 23 se puede mover además en la
dirección axial 25. Las direcciones axiales 22, 24, 25 determinan
las direcciones X, Y, Z de un sistema de coordenadas cartesiano. Un
brazo saliente 26 puede girar en la dirección axial 27. En el brazo
saliente 26 está dispuesta una cabeza de corte por láser 28 que
puede girar a su vez en la dirección axial 29.
La representación de la figura 4 es similar a la
de la figura 3, ya que están previstas las mismas direcciones
axiales 22, 24, 25, 27, 29. Adicionalmente está prevista una
dirección axial 30 alrededor de la cual puede girar una pieza de
trabajo.
En la figura 5 está representada otra
configuración de una máquina-herramienta. En un
pórtico 41 está dispuesto un dispositivo 42 que se puede mover en
la dirección axial 43. El dispositivo 42 se puede regular además en
altura en la dirección axial 44. El brazo saliente 45 puede girar en
la dirección axial 46 y la cabeza de corte por láser 47 puede girar
en la dirección axial 48. Los accionamientos que actúan en las
direcciones axiales 43, 44, 46, 48 se pueden designar como ejes de
máquina, mientras que un accionamiento que actúa en la dirección
axial 49 se puede designar como eje de pieza de trabajo, ya que la
pieza de trabajo 50 se puede mover a lo largo de este eje. En una
máquina-herramienta según la invención ha de existir
como mínimo una segunda posibilidad de regulación en relación con
una dirección axial. En la figura 5, dicha posibilidad de
regulación consiste en que el pórtico 41 también se puede mover en
la dirección axial 49.
En la figura 6 está representada una primera
forma de realización de un sistema de ajuste 60. En el sistema de
ajuste 60 se introduce una magnitud nominal x_{soll}. Como
magnitud de salida hay una magnitud real x_{ist}. El sistema de
ajuste 60 presenta como magnitud de entrada adicional una
compensación de marcha por inercia en el punto 61. A partir de los
valores x_{soll} y x_{ist}, en la unidad de comparación 62 de
una primera regulación de eje 63 se determina una magnitud de
entrada para un regulador de posición 64 de la primera regulación
de eje 63. El regulador de posición 64 determina una señal de ajuste
para un sistema controlado 65, que presenta un eje adicional muy
dinámico. Un dispositivo de medición no representado determina la
magnitud real así ajustada como magnitud x_{1}. Ésta se regula
con la compensación de marcha por inercia 61 restándose de la misma
dicha compensación de marcha por inercia 61 en la unidad de
comparación 66 de la segunda regulación de eje 67, y el resultado
es transmitido como magnitud de entrada a un regulador de marcha por
inercia 68 de la segunda regulación de eje 67. El regulador de
marcha por inercia 68 genera una señal de ajuste para uno o más ejes
de máquina o de pieza de trabajo, que están dispuestos en un
segundo sistema controlado 69. En la salida de la segunda
regulación de eje 67 se determina una magnitud real x_{2}. Esta se
suma a la magnitud real x_{1} en el punto 70, con lo que resulta
el valor x_{ist}. En este contexto se ha de señalar que se deben
medir o registrar dos de las magnitudes x_{1}, x_{2}, x_{ist}
y la tercera magnitud se puede calcular a partir de ellas. Las
magnitudes x_{1}, x_{2}, x_{ist} se pueden calcular por
ejemplo a partir de la determinación de la posición de los ejes o a
través de una medición de distancia, por ejemplo entre la pieza de
trabajo y la herramienta. Esta medición de distancia se implementa
con frecuencia para la regulación de distancias en una
máquina-herramienta.
Por ejemplo, si la posición de eje x_{1} está
por encima de la compensación de marcha por inercia 61, el
regulador de marcha por inercia 68 y el sistema controlado 69
generan una posición de eje ascendente x_{2}. Esto hace que
aumente la suma x_{1} + x_{2}. Por ello, el regulador de
posición 64 reduce la posición de eje x_{1}, ya que regula la
suma x_{1} + x_{2} con respecto al valor nominal x_{soll}. Por
consiguiente, el eje adicional (eje más dinámico) del primer
sistema controlado 65 alcanza en situación estacionaria la posición
predeterminada por la compensación de marcha por inercia 61.
En la figura 7 está representada una
configuración alternativa de un sistema de ajuste 80. En este
sistema de ajuste 80 también se introduce un valor nominal
x_{soll}. En la salida se encuentra el valor real x_{ist}. A
diferencia del ejemplo de realización de la figura 6, en la primera
regulación de eje 81 se determina una magnitud de entrada para un
regulador de posición 83 restando de la magnitud nominal x_{soll}
la magnitud real del primer sistema controlado 84 x_{1} de la
primera regulación de eje 81 en la unidad de comparación 82. La
primera regulación de eje 81 incluye el regulador de posición 83,
que genera una señal de ajuste para el sistema controlado 84 que
comprende uno o más ejes de máquina o de pieza de trabajo, en este
caso poco dinámico. La magnitud de entrada del regulador de
posición 83 corresponde a un error de posición en la regulación del
eje o los ejes del sistema controlado 84. Este error de posición es
transmitido a un dispositivo de adaptación 85, que está dispuesto
en un dispositivo de determinación 85a. En el dispositivo de
adaptación 85, el error de posición se puede multiplicar por un
factor con un valor entre 0 y 1. Si dicho factor tiene un valor
igual a 1, el error de posición se introduce directamente como
valor nominal en la segunda regulación de eje 86. En la unidad de
comparación se resta de la salida del dispositivo de adaptación 85
el valor real x_{2} presente en la salida del segundo sistema
controlado 89. De este modo se genera la segunda magnitud de entrada
del regulador de posición 88 de la segunda regulación de eje 86. El
regulador de posición 88 determina una magnitud de ajuste para un
eje adicional del sistema controlado 89, en este caso el eje más
dinámico. Las magnitudes reales x_{1} y x_{2} se suman en el
punto 90 para obtener el valor x_{ist}. Si el error de posición
de la primera regulación de eje 81 entra como valor nominal en la
segunda regulación de eje 86, el eje adicional del sistema
controlado 89 proporciona la distancia de arrastre del eje o los
ejes del sistema controlado 84. De este modo se reduce la
desviación de los primeros y segundos ejes, conectados mecánicamente
uno tras otro, de los sistemas controlados 84, 89.
Claims (11)
1. Procedimiento para la división de un
movimiento relativo entre una pieza de trabajo y una herramienta de
una máquina-herramienta en la dirección de un eje en
como mínimo un primer movimiento parcial y un segundo movimiento
parcial, en el que se predetermina una magnitud nominal (x_{soll})
para el movimiento total, teniendo lugar una regulación del primer
movimiento parcial en una primera regulación de eje (63, 81) y una
regulación del segundo movimiento parcial en una segunda regulación
de eje (67, 86), transmitiéndose una magnitud de la primera
regulación de eje (63, 81) a la segunda regulación de eje (67, 86),
y determinándose una magnitud real (x_{2}) de un segundo sistema
controlado (89) de la segunda regulación de eje (86),
caracterizado porque la segunda magnitud de entrada del
regulador (88) de la segunda regulación de eje (86) se determina a
partir de la magnitud real (x_{2}) del segundo sistema controlado
(89) y de una magnitud proporcional a una primera magnitud de
entrada del regulador (83) de la primera regulación de eje (81).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la primera magnitud de entrada del
regulador (83) de la primera regulación de eje (81) se determina a
partir de la magnitud nominal (x_{soll}) para el movimiento total
y de la magnitud real (x_{1}) del primer sistema controlado (84)
de la primera regulación de eje (81).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en la primera y la segunda regulación
de eje (81, 86) se realiza en cada caso una regulación de posición
para un accionamiento de eje (sistemas controlados 84, 89),
ajustándose a través de la segunda regulación de eje (86) la
distancia de arrastre de la primera regulación de eje (81).
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque a partir de la magnitud nominal
(x_{soll}) para el movimiento total se determina una primera
magnitud de entrada para un regulador (64, 83) de la primera
regulación de eje (63, 81) para el primer movimiento parcial,
después se determina la magnitud de la primera regulación de eje
(63, 81) y, teniendo en cuenta esta magnitud, se determina una
segunda magnitud de entrada para un regulador (68, 88) de la
segunda regulación de eje (67, 86) para el segundo movimiento
parcial.
5. Máquina-herramienta con como
mínimo un primer accionamiento de eje para el movimiento de una
herramienta o una pieza de trabajo en una dirección axial y como
mínimo un segundo accionamiento de eje para el movimiento de una
herramienta o una pieza de trabajo en dirección axial, y un sistema
de ajuste (60, 80) para ajustar los movimientos parciales
correspondientes al primer y el segundo accionamiento de eje, en el
que se predetermina una magnitud nominal (x_{soll}) para el
movimiento total en dirección axial, presentando el sistema de
ajuste (60, 80) una primera regulación de eje (63, 81) para el
movimiento parcial del primer accionamiento de eje y una segunda
regulación de eje (67, 86) para el movimiento parcial del segundo
accionamiento de eje, existiendo una conexión entre la primera y la
segunda regulación de eje (63, 67; 81, 86), caracterizada
porque la magnitud de entrada del regulador (83) de la primera
regulación de eje (81) es transmitida a un dispositivo de
determinación (85a) para determinar la segunda magnitud de entrada
del regulador (88) de la segunda regulación de eje (86) teniendo en
cuenta la magnitud real (x_{2}) de un segundo sistema controlado
(89) de la segunda regulación de eje (86).
6. Máquina-herramienta según la
reivindicación 5, caracterizada porque con un accionamiento
de eje se puede realizar una dinámica mayor que con el otro
accionamiento de eje.
7. Máquina-herramienta según la
reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque como mínimo una
regulación de eje (63, 81, 86) presenta un regulador de posición
(64, 83, 88).
8. Máquina-herramienta según una
de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque están
previstos dispositivos de medición para registrar la magnitud real
(x_{1}, x_{2}) de la herramienta o la pieza de trabajo.
9. Máquina-herramienta según una
de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque la
primera regulación de eje (81) presenta el regulador de posición
(83) y el accionamiento de eje menos dinámico, y la segunda
regulación de eje (86) presenta un segundo regulador de posición
(88).
10. Máquina-herramienta según la
reivindicación 9, caracterizada porque la magnitud de entrada
del regulador de posición (83) de la primera regulación de eje (81)
se forma a partir de la magnitud nominal (x_{soll}) y la magnitud
real (x_{1}) del primer sistema controlado (84).
11. Máquina-herramienta según
una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque el
dispositivo de determinación (85a) presenta un dispositivo de
adaptación (85) al que se transmite la primera magnitud de
entrada.
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