Verfahren zur automatischen Steuerung von Werkzeugmaschinen und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Bei grösseren Werkzeugmaschinen wird der Ar beitsablauf numerisch durch ein Programm gesteuert. Die Erstellung eines solchen Programmes ist nicht einfach, da bei der Erstellung der gesamte Bearbei tungsablauf bis in die letzten Details berücksichtigt werden muss, was für den Ersteller des Programmes eine reiche bearbeitungstechnische Erfahrung voraus setzt. Die Erstellung eines solchen Programmes ist aber nur bei hohen Stückzahlen in der Serienfabrika tion wirtschaftlich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die vorbereitenden menschlichen Arbeiten für den nachherigen, automatischen Bearbeitungsab lauf so klein zu halten, dass der ganze Programmier- prozess schon für kleine Stückzahlen wirtschaftlich wird und ausserdem die Möglichkeit gegeben ist, sich bei der Programmierung der reichen praktischen Er fahrung eines Berufsmannes an der Werkbank unmit telbar zu bedienen, in der Weise, dass sein Vorgehen bei der Bearbeitung eines Werkstückes als Muster für die automatische Bearbeitung weiterer genau gleicher Werkstücke aufgenommen wird.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur automatischen Steuerung von Werkzeugmaschinen lässt man die Programmierung und Speicherung der für den automatischen Bearbeitungsablauf nötigen Daten automatisch dann erfolgen, wenn der Bearbei tungsablauf erstmalig von Hand durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens, bei welcher die Bewe gungen der den Vorschub des Werkzeuges bzw. des Werkstückes ausführenden Teile der Maschine in Koordinaten aufgeteilt sind, wobei jeder Koordi nate eine Messeinrichtung und ein Speicher zugeord net ist. Bei der Herstellung des ersten Werkstückes durch einen Berufsmann werden somit die Bewegungen des Werkzeuges oder des Werkstückes oder die kombi nierten Bewegungen davon automatisch auf der Pro grammierungseinrichtung gespeichert.
Bei der Bear beitung der weiteren genau gleich ausgebildeten Werkstücke kann nun die Steuerung von Werkzeug und Werkstück nach dem hiefür aufgenommenen Programm der mit der Werkzeugmaschine in Wir kungsverbindung stehenden Programmierungsein richtung erfolgen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform einer mit der erfindungsgemässen Pro grammierungseinrichtung versehenen Werkzeugma schine schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 die Werkzeugmaschine mit der Program mierungseinrichtung für die Aufnahme des Program- mes und Fig. 2 die Werkzeugmaschine im Vertikalschnitt mit der Programmierungseinrichtung für die Abwick lung des Programmes.
Beim dargestellten Beispiel ist 1 eine Bohrma schine, die von einem Berufsmann 2 bedient wird. 3 ist der die Bohrspindel 4 führende Support und 5 der in der Bohrspindel 4 eingespannte Bohrer oder Frä- ser für die Bearbeitung des Werkstückes 6. Der Sup port 3 steht in Wirkungsverbindung mit einem Ver- stellkondensator 7. Dieser ist Teil eines Schwingkrei ses 8, in welchem sich die Frequenz mit der Verstel lung des Kondensators 7 ändert. 9 ist ein Tonbandge rät zur laufenden Speicherung der Frequenzen des Schwingkreises B.
An das Tonband 9 ist ein elektro nisches Gerät 10 angeschlossen. 11 ist ein elektrohy draulisches Servoventil, welches den Druckölzufluss für die Betätigung des Kolbens 12' eines Servomotors 12 steuert. Nachfolgend ist an einem einfachen Beispiel der Programmaufnahme- sowie der Programmabwick- lungsvorgang erNnfert.
Ein Facharbeiter 2 bohrt am Bohrwerk (Fig. 1) ein tiefes Loch in ein Werkstück 6, indem er den Vor schub des Bohrers von Hand betätigt und entspre chend seinen Erfahrungen den Bohrer 5 zwecks Ent fernung der Späne zeitweise aus der Bohrung aus- fährt. Die Bewegung des Vorschubes wird auf den Verstellkondensator 7 übertragen, welcher Teil eines Schwingkreises 8 ist, in welchem sich die Frequenz mit der Verstellung des Kondensators ändert.
Diese Frequenzen werden laufend auf das Tonband des Tonbandgerätes 9 gespeichert. Auf diese Weise ist es möglich, jede Stellung, welche der Arbeiter dem Werkzeug verliehen hat, als Frequenz im Tonband des Gerätes 9 zu speichern und damit ein genaues Arbeitsprogramm zu erstellen.
Bei der Bearbeitung weiterer Werkstücke kann die Steuerung des Bohrwerkes automatisch nach. dem zuvor aufgenommenen Programm erfolgen. Nach Fig. 2 wird zu diesem Zweck das Tonband des Ge rätes 9 abgespielt. Die momentane Frequenz gelangt in das elektronische Gerät 10, welches als. Ausgang einen eingeprägten Gleichstrom linear zu einer Fre- quenz-Differenz am Eingang liefert. Von den beiden Frequenzen, die in das Gerät eingehen und deren Dif ferenz also am Ausgang erscheint,
ist die eine Fre quenz diejenige vom Tonband und die andere eine sogenannte Istfrequenz . Diese Istfrequenz sei im betrachteten Moment tiefer als die Tonbandfrequenz. Es wird also am Gerät-Ausgang ein Gleichstrom flies- sen, welcher seinerseits das elektrohydraulische Ser- voventil 11 betätigt. Dieses marktgängige, stufenlos arbeitende Ventil hat die Eigenschaft, entsprechend dem fliessenden Strom am Ausgang eine entspre chende Ölmenge zu liefern,
das heisst solange am Eingang ein elektrischer Strom fliesst, fliesst am Aus gang auch eine bestimmte Ölmenge. Dieses<B>öl</B> ge laugt in den Zylinder des Servomotors 12 und er zeugt somit eine Bewegung des Servokolbens 12', welcher seinerseits den Vorschub des Bohrers 5 am Bohrwerk steuert. Im bereits erwähnten Verstellkon- densator-Schwingkreis 8 wird durch diese Bewegung die Frequenz gesteigert. Diese Frequenz ist nun die Istfrequenz und gelangt in das erwähnte elektrische Gerät 10.
Sobald die Istfrequenz mit der Tonband frequenz übereinstimmt, fliesst am Ausgang des Ge rätes kein Strom mehr. Der Vorschub des Bohrers wird Null. Beim Abspielen des Tonbandes wird also, wie ersichtlich, der momentanen Frequenz eine be stimmte Position des Bohrers zugeordnet.
Process for the automatic control of machine tools and equipment for carrying out the process In larger machine tools, the work sequence is numerically controlled by a program. The creation of such a program is not easy, since the entire machining process must be taken into account right down to the last details, which requires a wealth of machining experience for the creator of the program. The creation of such a program is only economical for large quantities in series production.
The object of the present invention is to keep the preparatory human work for the subsequent, automatic machining process so small that the entire programming process is economical even for small numbers of items and there is also the possibility of programming the rich practical experience of a professional to use directly at the workbench, in such a way that his approach to machining a workpiece is recorded as a pattern for the automatic machining of other exactly the same workpieces.
According to the method according to the invention for the automatic control of machine tools, the programming and storage of the data necessary for the automatic machining sequence can be carried out automatically when the machining sequence is carried out by hand for the first time.
The invention also relates to a device for performing the method in which the movements of the machine parts executing the feed of the tool or the workpiece are divided into coordinates, each coordinate being assigned a measuring device and a memory. During the production of the first workpiece by a professional, the movements of the tool or workpiece or the combined movements thereof are automatically stored on the programming device.
When processing the other workpieces with exactly the same design, the tool and workpiece can now be controlled according to the program recorded for this purpose by the programming device that is operatively connected to the machine tool.
In the drawing, an exemplary embodiment of a machine tool provided with the programming device according to the invention is shown schematically, namely: FIG. 1 shows the machine tool with the programming device for recording the program and FIG. 2 shows the machine tool in vertical section with the Programming device for the execution of the program.
In the example shown, 1 is a drilling machine that is operated by a professional 2. 3 is the support that guides the drilling spindle 4 and 5 is the drill or milling cutter clamped in the drilling spindle 4 for machining the workpiece 6. The support 3 is operatively connected to a variable capacitor 7. This is part of an oscillating circuit 8, in which the frequency changes with the adjustment of the capacitor 7. 9 is a tape recorder for continuous storage of the frequencies of the resonant circuit B.
To the tape 9, an electronic device 10 is connected. 11 is an electro-hydraulic servo valve which controls the flow of pressurized oil for the actuation of the piston 12 ′ of a servo motor 12. The following is a simple example of the program recording and program execution process.
A skilled worker 2 drills a deep hole in a workpiece 6 on the boring mill (FIG. 1) by operating the advance of the drill by hand and, according to his experience, temporarily extends the drill 5 for the purpose of removing the chips from the hole. The movement of the feed is transmitted to the adjustment capacitor 7, which is part of an oscillating circuit 8 in which the frequency changes with the adjustment of the capacitor.
These frequencies are continuously stored on the tape of the tape recorder 9. In this way it is possible to store every position which the worker has given the tool as a frequency in the tape of the device 9 and thus to create an exact work program.
When machining further workpieces, the control of the boring mill can automatically adjust. the previously recorded program. According to Fig. 2, the tape of the Ge advises 9 is played for this purpose. The current frequency reaches the electronic device 10, which as. The output supplies an impressed direct current linear to a frequency difference at the input. Of the two frequencies that enter the device and the difference between which appears at the output,
one Fre quency is that of the tape and the other a so-called actual frequency. This actual frequency is lower than the tape frequency at the moment under consideration. A direct current will therefore flow at the device output, which in turn actuates the electrohydraulic servo valve 11. This standard, continuously variable valve has the property of delivering a corresponding amount of oil according to the current flowing at the outlet,
This means that as long as an electrical current flows at the input, a certain amount of oil also flows at the output. This <B> oil </B> ge leached into the cylinder of the servo motor 12 and it thus generates a movement of the servo piston 12 ', which in turn controls the advance of the drill 5 on the boring mill. In the already mentioned variable capacitor resonant circuit 8, this movement increases the frequency. This frequency is now the actual frequency and reaches the aforementioned electrical device 10.
As soon as the actual frequency matches the tape frequency, no more current flows at the output of the device. The feed rate of the drill becomes zero. When playing the tape so, as can be seen, the current frequency is assigned a certain position of the drill.