專利名稱：電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)床可移動(dòng)工作臺(tái)，特別是圓鋸床滾動(dòng)滑鞍的電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制方法和實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置，它帶有一個(gè)可通過(guò)電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置縱向移動(dòng)的工作臺(tái)。
在許多機(jī)床，例如也包括圓鋸床中工件進(jìn)給由手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。在所舉例子的情況下由操作者將要鋸的工件放在圓鋸床的滾動(dòng)滑鞍上，接著沿進(jìn)給方向向鋸片送進(jìn)。其中用于工件的滾動(dòng)滑鞍的底板跟著一起運(yùn)動(dòng)(DE-PS2409420)。因此在工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)操作者既要克服切削力，還要克服滾動(dòng)滑鞍和機(jī)架之間的摩擦力。此外滾動(dòng)滑鞍在每次切削過(guò)程以前首先必須和工件一起加速，并在切削以后減速以及接著復(fù)位。特別是在高質(zhì)量的，也就是在高扭轉(zhuǎn)剛性的滾動(dòng)滑鞍時(shí)僅僅相當(dāng)大的滾動(dòng)滑鞍質(zhì)量的加速和制動(dòng)的加速功就不是微不足道的。另外還加上工件的慣性。因此連續(xù)快速地一個(gè)接一個(gè)的切削加工時(shí)為了反復(fù)地克服所述的力操作者必須耗費(fèi)很大的能量。最終這將導(dǎo)致操作者迅速疲勞和生產(chǎn)力損失。
為了克服與工件進(jìn)給方向相反的力可以考慮采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)滑鞍，并且在個(gè)別情況下已經(jīng)使用過(guò)。例如對(duì)于切割所謂的二次成型板材采用一個(gè)不變的進(jìn)給速度，它可以最簡(jiǎn)單地用一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)達(dá)到。這種驅(qū)動(dòng)裝置的一種已知結(jié)構(gòu)是可以用壓縮空氣加載的軟管，一個(gè)與滾動(dòng)滑鞍相連的驅(qū)動(dòng)滾子可以在它上面滾動(dòng)，當(dāng)壓縮空氣軟管以一端通上壓縮空氣時(shí)，徑向脹起的壓縮空氣軟管擠壓驅(qū)動(dòng)滾子，從而驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)滑鞍向進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)。DE-OS4222906中描述了一種鋸床的液壓進(jìn)給裝置，它以一個(gè)相應(yīng)于理論值的恒力調(diào)節(jié)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其次已知一種用于恒定進(jìn)給速率的電氣驅(qū)動(dòng)裝置(雜志“塑料加工者”10/1983，S.1123，1124)。
迄今為止已知的電機(jī)或者液壓或者氣動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的共同缺點(diǎn)是它缺少靈活性。實(shí)際證明能用手工簡(jiǎn)單操作的機(jī)床有高度靈活性，然而其操作人員的費(fèi)用是很高的。
因此本發(fā)明的目的在于，創(chuàng)造一種電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制的方法，特別是用于滾動(dòng)滑鞍的電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制的方法，它滿足對(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置靈活性的要求，特別是關(guān)于不同進(jìn)給速率的高度靈活性的要求，并提供實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，用一種這樣的方法來(lái)達(dá)到這一目的，即將由操作者在進(jìn)給方向所施加的進(jìn)給力檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的測(cè)量值，由此建立一個(gè)滾動(dòng)滑鞍進(jìn)給速度的理論值，并由此得出驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)。
進(jìn)給驅(qū)動(dòng)所要求的高度靈活性按照本發(fā)明的方法這樣來(lái)達(dá)到，由操作者施加的手動(dòng)力用來(lái)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的滾動(dòng)滑鞍的進(jìn)給速率發(fā)生影響。按照本發(fā)明的解決辦法一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于操作者不需要有很大的重新適應(yīng)過(guò)程(重新培訓(xùn))，因?yàn)檫M(jìn)給速率完全和手動(dòng)操作機(jī)床(例如圓鋸床)時(shí)一樣直接取決于由操作者在進(jìn)給方向施加的手動(dòng)力。同時(shí)這種方法還可以使操作者施加的手動(dòng)力減小到完全靠手工操作完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所必須施加的力的一小部分。按照本發(fā)明操作者的力只是用來(lái)作為進(jìn)給速率控制的輸入?yún)?shù)，因此最終與實(shí)際上需要施加的進(jìn)給力沒(méi)有關(guān)系。
按本發(fā)明的方法的另一種有利方案，其特征在于另外還要求出切削力并在建立進(jìn)給速率的理論值時(shí)加以考慮。例如考慮切削力可以允許切削力增加時(shí)減小進(jìn)給速率。然后進(jìn)給速率的減小可以通過(guò)增加操作者的手動(dòng)力來(lái)補(bǔ)償，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)的、按照本發(fā)明的方法控制的滾動(dòng)滑鞍的特性差不多與手動(dòng)驅(qū)動(dòng)相當(dāng)。其次還可以在切削力特別大時(shí)停止進(jìn)給，以防止鋸片停轉(zhuǎn)。
為了防止在很小的，例如無(wú)意地加上的手動(dòng)力使進(jìn)給驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)，在本方法的一種優(yōu)先采用的方案中進(jìn)給速度的理論值一直保持為零，直到施加的手動(dòng)力超過(guò)一個(gè)閾值為止。
最好理論值隨著超過(guò)閾值的手動(dòng)力這樣來(lái)確定，使它隨手動(dòng)力的增加而加大，隨手動(dòng)力的降低而減小。這相當(dāng)于手動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)滑鞍的特性。
其次優(yōu)先采用這樣的方法，用這種方法時(shí)理論值不超過(guò)一個(gè)上限，以使進(jìn)給速率不致無(wú)限制地變大，避免調(diào)節(jié)振蕩，這是這樣來(lái)做的，操作者短時(shí)間脫離滾動(dòng)滑鞍，使操作者的手動(dòng)力中止，因此滾動(dòng)滑鞍停止運(yùn)動(dòng)，接著由操作者重新啟動(dòng)。
為了使?jié)L動(dòng)滑鞍隨著切削力的變化也具有期望的特性，優(yōu)先采用這樣一種方法，用這種方法時(shí)理論值的建立取決于切削力的變化， 當(dāng)切削力增加時(shí)理論值減小，而當(dāng)切削力減小時(shí)理論值增加，其中由于切削力的影響最好理論值不應(yīng)該低于零。
最好應(yīng)該能夠由操作者促成也形成負(fù)的進(jìn)給速率理論值，使?jié)L動(dòng)滑鞍也能夠由電機(jī)驅(qū)動(dòng)返回。
按本發(fā)明之方法的一種優(yōu)先方案其特征在于進(jìn)給速率的理論值或者與此成正比的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的速度或轉(zhuǎn)速控制值作為參考(基準(zhǔn))輸入值而加上。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，本發(fā)明提供這樣一種裝置，該裝置安裝有可借助于一電動(dòng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置在縱向移動(dòng)的工作臺(tái)，尤其是圓鋸的滑鞍，其特征在于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與一個(gè)控制裝置相聯(lián)以建立驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速的控制信號(hào)，同時(shí)控制裝置包含一個(gè)手動(dòng)力傳感器和一個(gè)與之相連的控制信號(hào)發(fā)生器。
為了在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制時(shí)也可以考慮切削力，這種裝置的一種優(yōu)先采用的實(shí)施方式的控制裝置還包含一個(gè)用來(lái)量出當(dāng)時(shí)實(shí)際切削力的裝置，這個(gè)裝置同樣也與控制信號(hào)發(fā)生器相連。
為了能夠使?jié)L動(dòng)滑鞍電機(jī)驅(qū)動(dòng)退回，按照本發(fā)明的這種裝置的控制裝置最好具有一個(gè)用來(lái)預(yù)先給定負(fù)進(jìn)給速率的元件。
此外按照本發(fā)明的裝置最好配備一個(gè)進(jìn)給速率調(diào)節(jié)器，它和控制信號(hào)發(fā)生器相連，這種裝置允許運(yùn)用一個(gè)與控制信號(hào)發(fā)生器相應(yīng)的進(jìn)給速率值作為進(jìn)給速率調(diào)節(jié)的參考輸入值。
調(diào)節(jié)器最好是作為控制裝置的一部分，或者作為一種可選擇的實(shí)施方式做成進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的一部分。現(xiàn)在根據(jù)一個(gè)實(shí)施例借助于圖形對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。它們是


圖1用來(lái)說(shuō)明與本方法有關(guān)參量的標(biāo)準(zhǔn)圓鋸的透視圖；圖2傳感器單元裝在滾動(dòng)滑鞍上的圓鋸床側(cè)視圖；圖3不考慮切削力時(shí)的驅(qū)動(dòng)控制方框圖；圖4考慮切削力時(shí)的驅(qū)動(dòng)控制方框圖；和圖5控制信號(hào)發(fā)生器的方框圖。
以a)至c)表示的圖形表示圖2中傳感裝置在許多工作位置的局部視圖。
在圖1中標(biāo)準(zhǔn)圓鋸10的透視圖上表示滾動(dòng)滑鞍12處于中間位置，從這個(gè)位置出發(fā)滾動(dòng)滑鞍12可以在縱向前和/或向后運(yùn)動(dòng)，直到它的兩個(gè)末端位置之一。其次箭頭表示進(jìn)給速度和進(jìn)給力的正方向。進(jìn)給力的大小主要由滾動(dòng)滑鞍的摩擦力、切削力以及在滾動(dòng)滑鞍加速時(shí)由滾動(dòng)滑鞍和工件的質(zhì)量與加速度確定。對(duì)于電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)由電機(jī)施加的扭矩產(chǎn)生的進(jìn)給力大致上正比于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)消耗的電流。
已經(jīng)談到過(guò)的切削力起著抵抗進(jìn)給力的作用。這個(gè)切削力(在進(jìn)給方向)和由驅(qū)動(dòng)主圓鋸片的主電機(jī)克服的圓周切削力不同。圓周切削力的大小反映在主電機(jī)的功率消耗。這兩種所說(shuō)的力相互關(guān)連，且主要受工件材料和它的幾何形狀、進(jìn)給速度以及主圓鋸片的性能，也就是它的齒數(shù)、它的齒形和它的鋒利程度，以及鋸片超出由滾動(dòng)滑鞍表面確定的平面的距離的影響。
圖2是帶有被驅(qū)動(dòng)和控制的滾動(dòng)滑鞍12的圓鋸床的側(cè)視圖?？刂葡到y(tǒng)的外部特征是傳感裝置16，它可拆卸地固定在滾動(dòng)滑鞍12的表面上。它是通過(guò)一個(gè)T形塊進(jìn)行固定，T形塊放在槽18(圖1)中并可以通過(guò)夾緊杠桿20夾緊。傳感裝置16同時(shí)用來(lái)作為安裝在滾動(dòng)滑鞍表面上的工件22在鋸削工件時(shí)的導(dǎo)向裝置。
傳感裝置16具有一個(gè)杠桿26，借助于它可以控制進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，在圖a)至c)中清楚地表示了杠桿可能的位置。其中圖a)表示正的進(jìn)給速率，正如例如在鋸削的所希望的那樣，如圖b)中所示的杠桿在中間位置時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)關(guān)斷，在圖c中表示的位置時(shí)滾動(dòng)滑鞍返回，也就是說(shuō)調(diào)整到一個(gè)負(fù)的進(jìn)給速率。另外在圖a)中還表示杠桿26在它的那個(gè)位置與一個(gè)力傳感器共同起作用，通過(guò)這個(gè)力傳感器可以測(cè)量操作者的手動(dòng)力，以便控制進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。
具有滾動(dòng)滑鞍進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制的圓鋸床的其他主要元件是控制信號(hào)發(fā)生器，進(jìn)給速率調(diào)節(jié)器和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置?？梢钥紤]用各種已知的驅(qū)動(dòng)裝置作為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置。例如可以是氣動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)裝置或者特別是電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。在后一種情況下滾動(dòng)滑鞍由一個(gè)電機(jī)通過(guò)一個(gè)變速箱驅(qū)動(dòng)。在下面對(duì)控制系統(tǒng)的描述中以這樣情況為基礎(chǔ)。
以借助于力傳感器測(cè)得的操作者施加于杠桿26上的手動(dòng)力為基礎(chǔ)由控制信號(hào)發(fā)生器建立一個(gè)滾動(dòng)滑鞍進(jìn)給速度理論值。此外最好將相應(yīng)于切削力的測(cè)量值輸入控制信號(hào)發(fā)生器，以便在建立進(jìn)給速率理論值時(shí)同樣可以考慮切削力。相應(yīng)于切削力的測(cè)量值例如可以基于上述關(guān)系由主鋸片14驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流或者由鋸床主軸的轉(zhuǎn)速變化或者由滾動(dòng)滑鞍12進(jìn)給電機(jī)的電流推導(dǎo)出來(lái)。由控制信號(hào)發(fā)生器建立的進(jìn)給速率理論值作為給進(jìn)給速度調(diào)節(jié)器的參考輸入值。根據(jù)進(jìn)給速率和驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間存在一個(gè)與變速箱速比有關(guān)的正比關(guān)系，進(jìn)給速率調(diào)節(jié)器例如可以是一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。按照已知的方法轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可以是電驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)組成部分，或者作為一種選擇方案結(jié)合在控制裝置，特別是控制信號(hào)發(fā)生器中。
可以采用眾所周知的微處理器控制器作為控制信號(hào)發(fā)生器。
進(jìn)給速度(或者相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速)的理論值如何根據(jù)兩個(gè)輸入量(操作者施加的手動(dòng)力和切削力)加以確定，下面加以敘述。手動(dòng)力低于閾值時(shí)進(jìn)給速率的理論值是零。用這種方法是為了防止?jié)L動(dòng)滑鞍在很小的手動(dòng)力時(shí)就產(chǎn)生非預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，超過(guò)閾值時(shí)進(jìn)給速率理論值隨手動(dòng)力的增加而加大或隨手動(dòng)力的減小而減小。此外有一個(gè)進(jìn)給速率理論值以上限，使后者自身在手動(dòng)力特別大時(shí)不會(huì)超過(guò)一定的量。在最簡(jiǎn)單的情況下，手動(dòng)力和進(jìn)給速率理論值在手動(dòng)力閾值以上和進(jìn)給速率上限以下時(shí)相互之間的關(guān)系是正比關(guān)系。但是這兩個(gè)量之間也可以是任何其他的，尤其是不變的關(guān)系。
對(duì)于理論值和切削力的依賴關(guān)系類似地適合于進(jìn)給速率理論值隨切削力的增加而減小，無(wú)論如何僅僅由于切削力，至多減小到最小值零。反過(guò)來(lái)理論值隨著切削力的減小而增大，但是這里不超過(guò)上限值。在最小值零和上限之間理論值和切削力之間的依賴關(guān)系是反比例關(guān)系。但是這里也可以是任何其他的，尤其是不變的關(guān)系。
當(dāng)杠桿26位于圖b)中所示的中間位置時(shí)，進(jìn)給速率的理論值取為零。
反之當(dāng)杠桿26為了滾動(dòng)滑鞍返回往回?fù)軙r(shí)(圖C)，建立一個(gè)負(fù)進(jìn)給速率理論值，使?jié)L動(dòng)滑鞍返回。為了簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，對(duì)于負(fù)的理論值可以預(yù)先規(guī)定一個(gè)固定數(shù)值。但是同樣也可以對(duì)于向后的杠桿位置(圖C)設(shè)置一個(gè)力傳感器，用它可以控制負(fù)的進(jìn)給速率理論值，因而也可以控制滾動(dòng)滑鞍的返回速度。
最后還設(shè)置了限位開(kāi)關(guān)，用它可以在滾動(dòng)滑鞍12到達(dá)它的機(jī)械終點(diǎn)位置以前停止?jié)L動(dòng)滑鞍驅(qū)動(dòng)。限位開(kāi)關(guān)可以直接對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置起作用或者作為一種選擇也可以為控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)輸入信號(hào)。
圖3所示的方框圖中畫出了不考慮切削力時(shí)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)包括一個(gè)手動(dòng)力傳感器30，借助于它測(cè)量正的或負(fù)的操作者手動(dòng)力(F)，并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電信號(hào)。例如可以考慮用壓電晶體傳感器作為手動(dòng)力傳感器，它利用壓電效應(yīng)；或者用DMS測(cè)量橋，它借助于電阻應(yīng)變片測(cè)量剛性很高的傳感器杠桿的(微小)變形。壓電晶體傳感器或者DMS(電阻應(yīng)變片)測(cè)量橋?qū)嶋H上是無(wú)路程工作。作為一種選擇方案手動(dòng)力傳感器30也可以包含一個(gè)彈簧，它隨著操作者的手動(dòng)力壓扁或拉長(zhǎng)。然后例如通過(guò)電容的、電磁的、電感的或勢(shì)能的路程傳感器將與操作者手動(dòng)力相應(yīng)的彈簧偏移轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
手動(dòng)力傳感器30的電輸出信號(hào)輸入一個(gè)測(cè)量放大器32。放大器將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化并放大成一個(gè)適合于后續(xù)數(shù)字處理的量，并且在必要時(shí)提供手動(dòng)力傳感器30所需的輔助能量。
測(cè)量放大器32的輸出信號(hào)輸入控制信號(hào)發(fā)生器34。在控制信號(hào)發(fā)生器內(nèi)對(duì)由測(cè)量放大器32出來(lái)的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行濾波和匹配，以這種方法產(chǎn)生滾動(dòng)滑鞍驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)作為輸出信號(hào)。由測(cè)量放大器出來(lái)的測(cè)量信號(hào)通過(guò)濾波抑制了測(cè)量信號(hào)的擾動(dòng)，并使測(cè)量信號(hào)平滑。在信號(hào)匹配中從測(cè)量放大器32來(lái)的測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)，使手動(dòng)力傳感器30的傳感器特性曲線與任何優(yōu)化成適合于實(shí)際使用的特性函數(shù)曲線相匹配。為此要考慮合理的閾值和上限值。通過(guò)采用一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，信號(hào)匹配功能和考慮閾值和上限值的功能在很寬的范圍內(nèi)得到匹配和優(yōu)化，以達(dá)到所期望的信號(hào)匹配特性，例如一種漸進(jìn)的匹配功能使得在手動(dòng)力加大時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)滾動(dòng)滑鞍12的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)支持超比例地增大。這使得在手動(dòng)力很小時(shí)支持很小，不影響操作者的感覺(jué)。也可以這樣來(lái)產(chǎn)生類似的效果，只有從某一個(gè)確定的閾值開(kāi)始支持才正比于手動(dòng)力。
手動(dòng)力傳感器30和測(cè)量放大器32是傳感裝置16的一個(gè)組成部分，并和控制信號(hào)發(fā)生器34一起組控制裝置36。控制信號(hào)發(fā)生器34的輸出信號(hào)同時(shí)也是控制裝置36的輸出信號(hào)，也就是滾動(dòng)滑鞍12驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)。
在圖3所示的實(shí)施例中控制信號(hào)輸入滾動(dòng)滑鞍12驅(qū)動(dòng)裝置40的調(diào)節(jié)單元38，它由一個(gè)調(diào)節(jié)器42和一個(gè)功率輸出級(jí)44組成，以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置40的電機(jī)。來(lái)自于控制單元36的控制信號(hào)用作驅(qū)動(dòng)裝置40調(diào)節(jié)單元38的參考輸入值或者說(shuō)理論值。
如前所述，在滾動(dòng)滑鞍12驅(qū)動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的另一種方案中考慮了切削力。圖4表示與此相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖。手動(dòng)力傳感器30和測(cè)量放大器32和上面敘述的一樣。帶調(diào)節(jié)器42的調(diào)節(jié)單元38和功率級(jí)44也和上面敘述的沒(méi)有什么區(qū)別。它控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)50，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)變速箱52與滾動(dòng)滑鞍連接。這里驅(qū)動(dòng)電機(jī)50和變速箱52是驅(qū)動(dòng)裝置40的組成部分。變速箱52宜于配備一個(gè)可脫開(kāi)的聯(lián)軸器，以使?jié)L動(dòng)滑鞍12可以手動(dòng)操作而不受驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的影響。
如前所述，切削力可以通過(guò)測(cè)量驅(qū)動(dòng)主鋸片14電機(jī)54的電流間接測(cè)得。作為一種選擇方案也可以通過(guò)電阻應(yīng)變片測(cè)量主鋸片14驅(qū)動(dòng)軸56的扭矩，并由此求得切削力。為了求出切削力圖4中所示的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具有一個(gè)切削力傳感器60，它的輸出信號(hào)由一個(gè)第二測(cè)量放大器62轉(zhuǎn)化并放大成適合于后續(xù)數(shù)字處理的量。必要時(shí)第二測(cè)量放大器62將提供切削力傳感器60所需要的輔助能量。來(lái)自測(cè)量放大器62的切削力測(cè)量信號(hào)輸給控制信號(hào)發(fā)生器34’。
控制信號(hào)發(fā)生器34’主要包括三個(gè)功能方框用于來(lái)自測(cè)量放大器32的手動(dòng)力測(cè)量信號(hào)的濾波和匹配的第一功能方框70，以及用于來(lái)自第二測(cè)量放大器62的切削力測(cè)量信號(hào)的濾波和匹配的第二功能方框72。來(lái)自兩個(gè)功能方框70和72的輸出信號(hào)輸入一個(gè)混合器74。
用于手動(dòng)力測(cè)量信號(hào)濾波和匹配的第一功能方框70在前面聯(lián)系圖3中所示的控制信號(hào)發(fā)生器34已經(jīng)作過(guò)介紹。用于切削力測(cè)量信號(hào)濾波和匹配的第二功能方框72的工作原理類似于第一功能方框70，也就是說(shuō)信號(hào)濾波器首先抑制擾動(dòng)，并使測(cè)量信號(hào)平滑。在信號(hào)匹配中切削力傳感器60的特性曲線與所期望的特性函數(shù)曲線相匹配。此外還考慮合理的閾值或上限值。切削力傳感器特性曲線這樣進(jìn)行匹配，使切削力加大時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置減小對(duì)滾動(dòng)滑鞍進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的支持。
在混合器74中由兩個(gè)作用變量(手動(dòng)力和切削力)推導(dǎo)出來(lái)的函數(shù)值匯合并用來(lái)建立調(diào)節(jié)單元38的理論值(參考輸入量)。為此所要求的算法在混合器74中實(shí)現(xiàn)。
圖5中對(duì)信號(hào)發(fā)生器34’作進(jìn)一步闡述，可以看到用于手動(dòng)力測(cè)量信號(hào)匹配的第一方框80和用于切削力測(cè)量信號(hào)匹配的方框82。合適的信號(hào)匹配函數(shù)的例子在兩個(gè)方框80和82中作了圖示。在信號(hào)匹配過(guò)程中手動(dòng)力測(cè)量信號(hào)FH轉(zhuǎn)化成手動(dòng)力函數(shù)值@FH，切削力測(cè)量信號(hào)FS轉(zhuǎn)化成切削力函數(shù)值@FS。其中匹配與可預(yù)先給定的功能參數(shù)有關(guān)。
接著兩個(gè)函數(shù)值@FH和@FS在方框84和86中按照可預(yù)先給定的判定參數(shù)進(jìn)行加權(quán)，并在運(yùn)算方框88中相互平衡。其中在運(yùn)算方框中采用的算法可預(yù)先給定。方框84、86和88是混合器74的組成部分，并和方框80和82一樣以構(gòu)成控制信號(hào)發(fā)生器34’的微型計(jì)算機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)，以便使80至88的每一個(gè)方框相當(dāng)于由微型計(jì)算機(jī)處理的一個(gè)程序的程序模塊。
如前所述，借助于所述方法和所述裝置可以使?jié)L動(dòng)滑鞍的性能達(dá)到由操作者根據(jù)他的經(jīng)驗(yàn)所希望的那樣。這樣可以對(duì)滾動(dòng)滑鞍驅(qū)動(dòng)進(jìn)行直觀的控制，并避免由于滾動(dòng)滑鞍非預(yù)期的性能所引起的操作事故。此外操作這種滾動(dòng)滑鞍時(shí)操作者要省力得多。
權(quán)利要求
1.用于機(jī)床可移動(dòng)工作臺(tái)，特別是圓鋸床滾動(dòng)滑鞍的電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制的方法，其特征在于它將由操作者在進(jìn)給方向所施加的手動(dòng)力檢測(cè)出來(lái)并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的測(cè)量值，由這個(gè)測(cè)量值建立滾動(dòng)滑鞍進(jìn)給速度的理論值，由此得出驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于此外還測(cè)出切削力，并在建立進(jìn)給速度理論值時(shí)加以考慮。
3.按權(quán)利要求1或2之一的方法，其特征在于當(dāng)施加的手動(dòng)力不超過(guò)一個(gè)閾值時(shí)，進(jìn)給速度理論值一直保持為零。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)的方法，其特征在于理論值按照手動(dòng)力這樣來(lái)建立使它隨手動(dòng)力的增加而增加，隨手動(dòng)力的減小而減小。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的方法，其特征在于理論值不超過(guò)一個(gè)上限值。
6.按權(quán)利要求2至5之任一項(xiàng)的方法，其特征在于理論值按照切削力這樣來(lái)建立使它隨切削力的增加而減小，隨切削力的減小而加大。
7.按權(quán)利要求6的方法，其特征在于理論值按照切削力這樣來(lái)建立，使它不會(huì)僅僅由于切削力的影響而低于數(shù)值零。
8.按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)的方法，其特征在于從操作者預(yù)先給定的返回信號(hào)建立一個(gè)負(fù)的進(jìn)給速率理論值。
9.按權(quán)利要求1至8之任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將進(jìn)給速率理論值或者與此成正比的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)速度或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量作參考輸入值，加到進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置上。
10.實(shí)現(xiàn)按權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)的方法的裝置，有一個(gè)借助于電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置可縱向移動(dòng)的工作臺(tái)，特別是圓鋸床的滾動(dòng)滑鞍，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置(40)與一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)裝置(40)速度變化控制信號(hào)的控制裝置(36)相連，控制裝置(36)包括一個(gè)手動(dòng)力傳感器(30)和一個(gè)與它相連的控制信號(hào)發(fā)生器(34，34’)。
11.按權(quán)利要求10的裝置，其特征在于手動(dòng)力傳感器(30)是傳感單元(16)的一個(gè)組成部分，此外傳感單元還具有一個(gè)測(cè)量放大器(32)，同時(shí)它又是控制裝置(36)的一個(gè)組成部分。
12.按權(quán)利要求10或11的裝置，其特征在于控制裝置(36)此外至少還包含一個(gè)用來(lái)測(cè)得實(shí)際切削力的裝置(60、62)，裝置(60、62)同樣也與控制信號(hào)發(fā)生器(34’)相連。
13.按權(quán)利要求10至12之任一項(xiàng)的裝置，其特征在于控制裝置(36)包含一個(gè)用來(lái)預(yù)先給定負(fù)進(jìn)給速率的元件(26)。
14.按權(quán)利要求10至13之任一項(xiàng)的裝置，其特征在于它包含一個(gè)進(jìn)給速率調(diào)節(jié)器(42)，它與控制信號(hào)發(fā)生器(34，34’)相連。
15.按權(quán)利要求14的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)器(42)是控制裝置(36)的一部分。
16.按權(quán)利要求14的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)器(42)是進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置(40)的一部分。
全文摘要
本發(fā)明包括一種用來(lái)控制機(jī)床可移動(dòng)工作臺(tái)，特別是圓鋸床滾動(dòng)滑鞍的電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的方法，該方法是由操作者在進(jìn)給方向施加的手動(dòng)力被測(cè)量出來(lái)，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的測(cè)量值，由這個(gè)測(cè)量值建立滾動(dòng)滑鞍進(jìn)給速度的理論值，由此得出驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)；和用來(lái)實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置，該裝置具有一個(gè)可縱向移動(dòng)的工作臺(tái)和一個(gè)移動(dòng)工作臺(tái)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，它和一個(gè)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速控制信號(hào)的控制裝置相連，控制裝置包含一個(gè)手動(dòng)力傳感器和一個(gè)與之相連的控制信號(hào)發(fā)生器。
文檔編號(hào)B23Q15/013GK1168310SQ9711035
公開(kāi)日1997年12月24日 申請(qǐng)日期1997年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月12日
發(fā)明者西格弗賴德·泰伊勒, 雷納爾·莫勒斯 申請(qǐng)人:威爾海姆-阿爾坦道夫兩合公司