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

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.