CH648503A5 - Verfahren zur adaptiven steuerung eines bearbeitungszyklus an einem werkstueck. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Schleifmaschinen, bei denen die genaue Abmessung des fertigen Werkstücks gefordert wird, werden in der Regel mit einem Steuerungssystem der Maschine, durch Überwachung der Abmessung des Werkstücks im Verlauf des Schleifens abgetastet. Die Vorrichtungen, die zur Realisierung dieses Verfahrens zur Steuerung von Schleifmaschinen benützt werden, s.g. Messsteuervorrichtungen, nützen die gemessenen Werte zur Steuerung von Maschinen auf die Weise, dass beim Erreichen der im voraus eingestellten Abmessungen des Werkstücks der Schleifvorgang nach und nach umgeschaltet wird. Dieses Verfahren zur Steuerung sichert eine qualitativ genügende Abmessung des Werkstücks. Im Schleifprozess sind jedoch bedeutende «Genauigkeits-Reserven», denn die Einstellung der einzelnen Schleifvorgänge muss mit einer bestimmten Genauigkeit durchgeführt werden, welche die Erreichung der gewünschten Abmessung des Werkstücks auch bei Unkenntnis von Nebenfaktoren der Bearbeitung ermöglichen würde wie z. B. die Änderung der Schneidfähigkeit der Scheibe, die Unstabilität der Zustellungsgeschwindigkeiten, Ausgangszustand des Werkstücks, Federn des Systems bei Bearbeitung u.dgl.

Es ist nötig, die Steuerelemente derart einzustellen, dass beim Berücksichtigen der angeführten Einflüsse die Anforderungen an die Genauigkeit des Werkstücks eingehalten werden. Die Einstellung der Steuerelemente ist deshalb nicht optimal und hängt von Erfahrungen bei der Bedienung ab.

Der Schleifzyklus, der beim Bearbeiten der äusseren Flächen angewendet wird, besteht in der Regel aus drei Teilen: Schrupparbeit, Ausfunken und Nachschleifen. Das Bearbeiten beim Schruppen geschieht im Vorschub von Werkstück und Schleifscheibe zueinander in Schruppgeschwindigkeit; beim Ausfunken verläuft das Schleifen ohne Vorschub, wodurch das Federn des Systems herabgesetzt wird und beim Nachschleifen wird eine niedrigere Nachschleif-Geschwin-

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digkeit gewählt. Das Ausfunken wird gewöhnlich durch eine Zeitschaltung gesteuert, deren Einstellung mit einer bestimmten Reserve wegen Berücksichtigung der oben angeführten Nebeneinflüsse durchgeführt werden muss.

Der Zweck des Schruppens ist, in diesem Zeitabschnitt eine wesentliche Menge des Materials abzunehmen, der Zweck des Ausfunkens und Nachschleifens ist, die gewünschte genaue Abmessung zu erreichen. Es ist ersichtlich, dass die Einstellung der Schleifbedingung auf die Weise geschehen soll, dass das Ausfunken und Nachschleifen eine minimale Zeit dauert zur Erreichung der gewünschten Qualität des Schliffes bei Einstellung des optimalen Schleifzyklus.

Es sind Verfahren zur s.g. adaptiven Steuerung des Schleifzyklus bekannt, die zur Erzielung der erwünschten geometrischen Genauigkeit des Werkstücks dienen und mit denen man sich bemüht, diese Problematik zu lösen.

Es ist z. B. ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, durch welche die Zeit des Ausfunkens auf ein Minimum derart herabgesetzt wird, dass man die Geschwindigkeit des Materialabtrags im Verlauf des Ausfunkens ausmisst und bei Unterschreiten unter einen im voraus eingestellten Wert das Nachschleifen automatisch eingeschaltet wird. Dieses Verfahren zum Steuern der Schleifmaschine löst das Problem der Minimalisierung der Zeit des Ausfunkens, löst jedoch nicht die Probleme der anderen Nebeneinflüsse beim Schleifen.

Es ist ebenfalls ein Verfahren zum Schleifen und eine Vorrichtung bekannt, durch welche der Teil des Nachschleifens des Schleifzyklus dadurch minimalisiert wird, indem das Abstellen des Schruppvorschubs durch einen Hilfssensor an der Schleifmaschine durchgeführt wird, dessen Lage bzw. dessen Messwerte durch den vorgehenden Schleifzyklus modifiziert werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens und der Vorrichtung ist die Notwendigkeit, einen zusätzlichen Hilfsfühler einbauen und die Konstruktionsverbesserungen der Maschine durchführen zu müssen. Ein anderer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass dieser Hilfsfühler die Differenzen des Federns nicht registrieren kann, welche durch Einwirkung eines ungleichen Vorschubs beim Schleifen entstehen.

Es sind ausserdem umfangreiche und komplizierte Systeme der adaptiven Steuerung des Schleifprozesses bekannt, welche dadurch charakterisiert sind, dass sie für ihre Tätigkeit einen Zähler und Zusatzfühler (der Kraft, der Rauhigkeit) benützen. Diese Systeme sind fähig verschiedene Nebeneinflüsse auf den Schleifvorgang nach angewendeten Al-goritmen zu fassen. Ein gemeinsames Merkmal aller solcher Steuersysteme ist ein verhältnismässig grosser Kostenaufwand. Ein sehr wesentlicher Nachteil besteht darin, dass sie mit den üblichen und verbreiteten Typen der Schleifmaschinen z.B. mit hydraulischen Antrieben der Vorschubmechanismen nicht arbeiten können und dass sie eine anspruchsvolle Schleifmaschine mit elektrisch gesteuerten Vorschubmechanismen brauchen.

Diese Nachteile werden durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung beseitigt.

Der durch die Erfindung erreichte Fortschritt beruht insbesondere darin, dass das Verfahren zum adaptiven Steuern des Bearbeitungszyklus an einer Schleifmaschine nach der Erfindung ermöglicht, die optimale Einstellung auch bei den sich ändernden Nebenbedingungen des Schleifens zu halten, wie die Änderung der Grösse der Schleifzugabe, die allmähliche Änderung der Schneidfähigkeit der Schleifscheibe durch

Einfluss der Abnutzung, die allmähliche Änderung der Schruppschleifscheibenzustellung der Schleifmaschine und die allmähliche Änderung der Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe.

s Ein weiterer bedeutender Beitrag des Verfahrens zur adaptiven Steuerung nach der Erfindung besteht darin, dass dieses neue Verfahren an bestehenden Schleifmaschinen,

ohne Konstruktionsänderungen und Zusatzfühler angewendet werden kann.

io Der durch die Vorrichtung zum Ausnützen des Verfahrens nach der Erfindung erreichte Fortschritt beruht insbesondere darin, dass sich die Vorrichtung für die gegebenen Arbeitsbedingungen ohne einen Eingriff der Bedienung einstellt, wobei die Einstellung vom Standpunkt der Erreichung 15 der vergebenen geometrischen Eigenschaften in minimaler Zeit bei veränderlichen Nebenbedingungen des Schleifens optimal ist.

Eine Nebenfolgerung dieser Eigenschaften, jedoch vom Standpunkt der Bedienung sehr wichtig, beruht darin, dass 20 die Vorrichtungen ohne Steuerelemente konstruiert werden können, durch welche an bestehenden Vorrichtungen der Verlauf des Schleifzyklus eingestellt wird. Mit Erhöhung des Niveaus der Steuerung erhöhen sich nicht die Ansprüche an die Bedienung, im Gegenteil die Bedienung ist einfacher als 25 an bestehenden Vorrichtungen.

Ein weiterer bedeutender Fortschritt, der durch die Vorrichtung nach der Erfindung erzielt wird, besteht darin, dass für ihren Betrieb der üblicherweise verwendete Abtastkopf der Messsteuervorrichtung ausgenützt werden kann, der ge-30 wohnlich an der Schleifmaschine schon eingerichtet ist. Informationen aus diesem schon vorhandenen Abtastkopf, nun auf neue Weise ausgenützt, genügen für die Vorrichtung zur adaptiven Steuerung der Schleifmaschine, die so ohne einen weiteren Zusatzfühler auskommt.

35 Die Erfindung wird nun mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren im Detail geschildert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema einer Anordnung für Steuerung des Bearbeitungszyklus an einer Schleifmaschine,

Fig. 2 ein Beispiel der inneren Anordnung der Analyse-40 und Syntheseschaltung für ein mathematisches Modell des Schleifprozesses,

Fig. 3 eine von möglichen Anordnungen des Ablaufschemas des Berechnungsalgorithmus für Bestimmung der Grenze des Schruppens,

45 Fig. 4 eine von möglichen Anordnungen des Ablaufschemas des Berechnungsalgorithmus für Bestimmung der Limitfederung,

Fig. 5 ein Beispiel der Innenanordnung einer Funktionsschaltung für eine konkrete Beziehung der Geschwindigkei-50 ten der Materialabtragung,

Fig. 6 ein Beispiel der Innenanordnung einer Befehlseinrichtung.

Es ist möglich, die konkrete Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung an einem Beispiel zu zeigen, wo für einen 55 Bearbeitungszyklus an einem Werkstück mit einer genügenden Genauigkeit die folgenden mathematischen Verhältnisse gelten:

Bereich des Schruppens

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d = D -VT o

-t

T

+ I " 1

Bereich des Ausfunkens d =

D1 - VT

1- e'

( t_ti h

1 - e

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D0 Werkzeugvorschub für das Schruppen D, Werkzeugvorschub des Ausfunkens d augenblicklicher Wert des Vorschubs Schruppgeschwindigkeit

Konstante des Systems Maschine - Werkzeug - Werkstück

Zeit am Anfang des Ausfunkens Zeit

Für das obige mathematische Modell des Bearbeitungszyklus hat das Produkt VT eine physikalische Bedeutung des Limitfederns N des mechanischen Systems Maschine -Werkzeug - Werkstück und es ist möglich ein Definitionsverhältnis einzuführen:

N = VT

(3)

Eine relative Kontrolle der Entwicklung der geometrischen Eigenschaften der Arbeitsfläche kann mit genügender Genauigkeit durch Verfolgen des Verhältnisses der Materialabtragung am Anfang und am Ende des Ausfunkens ausgeführt werden. Der Wert des Verhältnisses dieser Geschwindigkeiten bei Voraussetzung der konstanten Schruppge-schwindigkeit korrespondiert dann mit den geometrischen Eigenschaften der Arbeitsfläche.

Wenn das Definitionsverhältnis

V,

(4)

eingeführt wird

V, Geschwindigkeit des Materialabtrags am Anfang des Ausfunkens i5 V2 Geschwindigkeit des Materialabtrags am Ende des Ausfunkens ist es möglich die Gleichungen (1) und (2) auf die Form umzuformen:

D - D = N O 1

-t./T ( 1 - e 1 )

(5)

D1 - D, = N

1

(l- e ~ Tj. ( 1 - k)

(6)

D2 Werkzeugvorschub für das Nachschleifen

Bei Applikation des Verfahrens nach der Erfindung gehen wir von der Voraussetzung aus, dass am Anfang des jeden Arbeitszyklus ein abgeleiteter oder bestimmter Wert N, 35 festgestellter Wert D0 und die erwünschten Werte k = kt und D2 = D20 zur Verfügung stehen. Durch Einsetzen dieser Werte in die Gleichung (5) und (6) und durch die Berechnung D[ ist der Wert des Werkzeugvorschubs gefunden, in dem das Schruppen zu beenden ist. Wenn D20 so gewählt 40 wird, dass das Nachschleifen Null wäre oder einen minimalen Wert gewählt hätte und die vorgegebenen geometrischen Eigenschaften dem Wert k[ des bearbeiteten Bestandteiles entsprechen, wurde das Ziel der Bearbeitung bei der minimalen Zeit erreicht und der Arbeitszyklus war optimal. 45

Nach Beendigung des jeden Arbeitszyklus stehen die festgesetzten Werte D0, D,, D2 und k zur Verfügung. Durch Einsetzen dieser Gleichungen (5) und (6) und durch die Berechnung N ist das Limitfedern des eben beendeten Schleifzyklus gefunden. Aus seiner Definition (3) geht hervor, dass 50 er in sich die Eigenschaften des Systems im Rahmen des gewählten Modells einschliesst und nicht von D„ abhängt.

Wenn die Voraussetzung eingehalten wird, dass sich die Grössen V und T in Schleifzyklen, die direkt nacheinander folgen, nur relativ wenig ändern, ist es ersichtlich, dass die 55 Grösse N als charakteristischer Wert für den nachfolgenden oder einige nachfolgende Zyklen benützt werden kann. In der Praxis ist diese Voraussetzung geläufig erfüllt. Ohne Schwierigkeiten ist es möglich für eine bedeutend breite Kategorie von Werkstücken auch den erwünschten Wert des eo Verhältnisses der Geschwindigkeiten der Materialabtragung am Anfang und am Ende des Ausfunkens k, und den gewünschten Wert der Zugabe zum Nachschleifen D20 fest zu wählen. Dadurch ist es möglich, dass die Vorrichtung zur Steuerung des Bearbeitungszyklus an Schleifmaschinen, wel- 65 che mit dem Verfahren nach der Erfindung arbeiten, sich selbst einstellten und adaptiv wären.

Ein Beispiel der Anordnung der Vorrichtung zur adaptiven Steuerung des Bearbeitungszyklus an einer Schleifmaschine ist in Fig. 1 dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Abtastkopf 2, der das Werkstück 1 berührt, aus einer Einrichtung zur Abmessung 3, aus einer Analyseschaltung 4, aus einer Syntheseschaltung 5, aus einer Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung der Materialabtragung 6, aus einer Funktionsschaltung 7, aus einer Steuereinrichtung 8 und aus einer Einrichtung für Befehle 9, der Stellglieder der Schleifmaschine 10 betätigt.

Der Ausgang aus dem Abtastkopf 2 ist an den Eingang der Einrichtung zur Abmessung 3 einerseits mit einem ersten Sammeleingang 41 der Analyseschaltung 4, andererseits mit einem ersten Steuereingang 91 der Einrichtung für Befehle 9 und andererseits mit einem Eingang der Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung der Materialabtragung 6 verbunden, worauf ein Ausgang der Einrichtung 6 mit einem zweiten Steuereingang 92 der Befehlseinrichtung 9 und mit einem Eingang der Funktionsschaltung 7 verbunden ist und ein Ausgang der Funktionsschaltung 7 an einen dritten Steuereingang 93 der Befehlseinrichtung 9 und an einen zweiten Sammeleingang 42 der Analyseschaltung 4 angeschaltet ist, wobei der Ausgang der Analyseschaltung 4 mit einem zweiten Abtasteingang 52 der Syntheseschaltung 5 verbunden ist und der Ausgang der Syntheseschaltung 5 einerseits an einen ersten Referenzeingang 94 der Befehlseinrichtung 9 und andererseits an einen dritten Sammeleingang 43 des Analyseschaltung 4 angeschaltet ist, worauf ein erster Tasteingang 45 der Analyseschaltung 4 an einen ersten Steuerausgang 83 der Steuereinrichtung 8 angeschaltet ist, ein zweiter Tasteingang 46 der Analyseschaltung 4 an einen zweiten Steuerausgang 84 der Steuereinrichtung 8 angeschaltet ist, ein dritter Tasteingang 47 der Analyseschaltung 4 an einen dritten Steuerausgang 85 der Steuereinrichtung 8 angeschaltet ist und ein vierter Tasteingang 48 der Analyseschaltung 4 zusammen mit einem dritten Abtasteingang 55 der Syntheseschaltung 5 an einen vierten Ausgang 86 der Steuereinrichtung 8 angeschaltet ist, die einen fünften Steuerausgang 87

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an den Sperreingang 99 der Befehlseinrichtung 9 angeschaltet aufweist, von der an einem ersten Hilfsausgang 104 ein erster Hilfssteuereingang 82 der Steuereinrichtung 8 zurückgeschaltet ist, worauf ein zweiter Hilfsausgang 105 der Befehlseinrichtung 9 mit dem Tasteingang 71 der Funktionsschaltung 7 verbunden ist, ein erster Ausgang 101 der Befehlseinrichtung 9 mit einem Eingang der Steuerung des Schruppens 11 der Stellglieder der Schleifmaschine 10 verbunden ist, ein zweiter Ausgang 102 der Befehlseinrichtung 9 mit einem Eingang der Betätigung des Endes des Zyklus 12 der Stellglieder der Schleifmaschine 10 verbunden ist und ein dritter Ausgang 103 der Befehlseinrichtung 9 mit einem Eingang der Steuerung des Nach- oder Fertigschleifens 13 der Stellglieder der Schleifmaschine 10 verbunden ist, wobei an der Analyseschaltung 4 ein Vorgabeeingang 44 vorgesehen ist, sowie an der Syntheseschaltung 5 ein erster Hilfseingang 53 und ein zweiter Hilfseingang 54, an der Befehlseinrichtung 9 ein zweiter Referenzeingang 95, ein dritter Referenzeingang 96, ein vierter Referenzeingang 97 und ein fünfter Referenzeingang 98.

Der Vorschub an dem Werkstück 1 wird durch einen Abtastkopf 2 abgetastet, der ihn zu einer messbaren Grösse überführt. Diese wird in der Abmessungseinrichtung 3 in eine für weitere Verarbeitung geeignete Form überführt. In der Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung der Materialabtragung 6 wird aus dem Signal, das dem Werkzeugvorschub an dem Werkstück 1 proportional ist, das Signal abgeleitet, das der Geschwindigkeit der Materialabtragung proportional ist. Die Funktionsschaltung 7 arbeitet zweiphasig. Zuerst wird aus dem Eintrittssignal, das der Geschwindigkeit der Materialabtragung proportional ist, der Wert des Signals im Augenblick des Endes des Schruppens abgeleitet (das mit dem Anfang des Ausfunkens identisch ist). In der zweiten Phase wird aus dem Eintrittssignal ein Signal abgeleitet, das dem vergebenen Funktionsverhältnis der augenblicklichen Geschwindigkeit der Materialabtragung und der Geschwindigkeit der Materialabtragung am Anfang des Ausfunkens entspricht. In der Analyseschaltung 4 wird aus Signalen, die während eines oder auch mehrerer Schleifzyklen abgetastet wurden, ein Signal abgeleitet, das dem charakteristischen Wert oder den Werten für den nachfolgenden Zyklus proportional ist. Die Syntheseschaltung 5 dient zum Ableiten des Signals, das der Grösse des Vorschubs proportional ist, bei dem es nötig ist, das Schruppen zu beenden, da mit der Schleifzyklus optimal gestaltet ist. In der Befehlseinrichtung 9 werden die Signale, die während des Arbeitszyklus festgesetzt wurden, mit den im voraus eingestellten oder abgeleiteten Referenzwerten verglichen und nach dem Ergebnis des Vergleichs werden die Befehlsimpulse in Stellglieder der Schleifmaschine 10 und zurück in die eigentliche Vorrichtung gegeben. Die Mitarbeit und die Funktion der einzelnen Schaltungen und Einrichtungen im Schleifzyklus organisiert und steuert die Einrichtung 8, der einerseits von aussen durch ein Signal, das an den Steuereingang 81 geleitet wird und andererseits von innen durch das Signal aus der Befehlseinrichtung 9 gesteuert wird, das an den Hilfssteuereingang 82 geleitet wird.

Nach Ankunft des Aussensignals an den Steuereingang 81, der den Anfang des Schleifzyklus indiziert, gibt die Steuereinrichtung 8 an seinem vierten Steuerausgang 86 das Befehlssignal. Durch dieses Signal wird der Analyseschaltung 4 und der Syntheseschaltung 5 ein Befehl gegeben in ihren Kreisen das Signal aufzuzeichnen, das in dem gegebenen Augenblick aus der Einrichtung zur Abmessung 3 an den ersten Sammeleingang 41 und den ersten Abtasteingang 51 kommt. Das aufgezeichnete Signal entspricht dem Werkzeugvorschub an dem Werkstück 1 am Anfang des Schleifzyklus. Die Syntheseschaltung 5 tastet weiter auf diesen Befehl einerseits das Signal aus dem zweiten Abtasteingang 52 ab, das dem charakteristischen Wert oder Werten entspricht, andererseits das Signal aus dem ersten Hilfseingang 53, das dem gewünschten Wert des Vorschubs am Ende des Ausfunkens und andererseits das Signal aus dem zweiten Hilfseingang 54, das dem gewünschten Funktionsverhältnis der Geschwindigkeiten der Materialabtragung am Anfang und am Ende des Ausfunkens entspricht. Aus diesen Signalen wird in der Syntheseschaltung 5 der Wert des Vorschubs bei Beendigung des Schruppens abgeleitet. Dadurch ist die Vorbereitung zur Tätigkeit der Vorrichtung beendet. Nach ihrer Beendigung gibt die Steuereinrichtung 8 durch das Signal am fünften Steuerausgang 87 einen Befehl zur Entsperrung der Ausgänge der Befehlseinrichtung 9.

Dabei verläuft der Schruppteil des Schleifzyklus. Die Befehlseinrichtung 9 vergleicht das Signal an seinem ersten Steuereingang 91, das dem augenblicklichen Wert des Vorschubs an dem bearbeiteten Werkstück 1 entspricht, mit dem Signal an seinem ersten Referenzeingang 94, an den das Signal aus dem Ausgang der Syntheseschaltung 5 zugeleitet wird, das dem Vorschub bei Beendigung des Schruppens entspricht. Im Augenblick, in dem sich diese beiden Signale ausgleichen, sendet die Befehlseinrichtung 9 aus seinem ersten Ausgang 101 ein Befehlssignal in den Eingang der Steuerung des Schruppens 11 und dadurch endet das Schruppen. Gleichzeitig wird aus dem zweiten Hilfsausgang 105 ein Steuerbefehl in den Tasteingang 71 gesendet. Auf diesen Befehl zeichnet die Funktionsschaltung 7 in seinen Kreisen das Signal auf, das dem Momentanwert der Geschwindigkeit der Materialabtragung entspricht und geht in die zweite Phase seiner Tätigkeit über.

Während des Ausfunkens führt die Befehlseinrichtung 9 gleichzeitig einige Vergleiche aus. Ihre Hauptaufgabe ist, das Signal, das dem Vorschub entspricht und dem ersten Steuereingang 91 zugeführt wurde, mit dem Referenzsignal an dem zweiten Referenzeingang 95 zu vergleichen, der dem gewünschten Wert der Endabmessung des Werkstücks 1 entspricht. Im Augenblick, in dem sich diese Signale ausgleichen, sendet die Befehlseinrichtung 9 aus ihrem zweiten Ausgang 102 das Befehlssignal in den Eingang der Steuerung des Endes des Zyklus 12 und dadurch beendet er den Schleifzyklus.

Eine Nebenaufgabe der Befehlseinrichtung 9 ist die Kontrolle der Randbedingungen, welche den Bereich der Tätigkeit der ganzen Vorrichtung abgrenzen. Bei dieser Kontrolle wird einerseits das Signal an dem zweiten Steuereingang 92 verglichen, das der Momentangeschwindigkeit des Materialabtrags mit dem Signal am fünften Referenzeingang 98 proportional ist, das der minimal zulässigen Geschwindigkeit des Materialabtrags proportional ist. Weiter wird das Signal an dem dritten Steuereingang 93 verglichen, das dem Funktionsverhältnis der Momentangeschwindigkeit des Materialabtrags und der Geschwindigkeit der Materialabtragung am Anfang des Ausfunkens mit dem Signal am vierten Referenzeingang 97 proportional ist, das dem Grenzwert dieses Verhältnisses proportional ist und weiter wird das Signal an dem dritten Referenzeingang 96 verglichen, das der Zugabe an dem Werkstück 1 proportional ist, bei dem es erwünscht ist das Ausfunken zu beenden. Im Augenblick in dem es zum Ausgleich des Signals in einem beliebigen Kreis kommt, gibt die Befehlseinrichtung 9 aus seinem dritten Ausgang 103 ein Befehlssignal in den Eingang der Steuerung des Nachschleifens oder Fertigschruppens 13.

Durch die Wahl der Grössen und des Verhältnisses der Signale an dem ersten Hilfseingang 53, am zweiten Hilfseingang 54 und am dritten Referenzeingang 96 zusammen mit dem vierten Referenzeingang 97 können viele Modifikationen der Funktion der Vorrichtung erreicht werden. Es ist

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möglich für die Grundmodifikation die Wahl des Nullvorschubs zum Fertigschleifen zu halten. Dann ist es möglich, den Wert des Signals am vierten Referenzeingang 97 kleiner zu wählen, als der Wert des Signals am zweiten Hilfseingang 54 ist. Durch den Unterschied dieser Werte ist die Zone der zulässigen Ungenauigkeit des Festsetzens des Vorschubs zur Beendigung des Schruppens bestimmt.

Es ist möglich den Wert des Signals am dritten Referenzeingang 96 entweder als entsprechend des Nullvorschubs zu wählen oder es ist möglich, ihn derart zuzurichten, dass es bei diesem Vergleich möglich wäre zu kontrollieren, ob der Vorschub am Anfang des Schleifzyklus grösser ist als der gewählte Wert. In einer anderen Modifikation ist ein Nichtnullwert des Vorschubs zum Nachschleifen gewählt. Dann ist es möglich den Wert des Signals am vierten Referenzeingang 97 zu wählen, der mit dem Wert des Signals am zweiten Hilfseingang 54 identisch wäre, oder es ist möglich die identischen Grössen der Signale an dem ersten Hilfseingang 53 und dem dritten Referenzeingang 96 zu wählen. Das Mass der Genauigkeit der Bestimmung des Vorschubs zur Beendigung des Schruppens ist dann immer durch den Unterschied des zweiten Paares der Werte bestimmt, als welches die erste als festes bestimmt wurde.

Unabhängig davon, ob das Ausfunken durch die Beendigungszustellung oder durch das Ende des Zyklus beendet ist, gibt im Augenblick seiner Beendigung die Befehlseinrichtung 9 aus dem ersten Hilfsausgang 104 einen Steuerbefehl in die Steuereinrichtung 8. Diese gibt sofort an ihrem ersten Steuerausgang 83 ein Befehlssignal in die Analyseschaltung 4.

Auf Grund dieses Befehlssignals zeichnet Analyseschaltung in ihren Kreisen einen augenblicklichen Wert des Signals an dem ersten Sammeleingang 41 und an dem zweiten Sammeleingang 42 auf. Die aufgezeichneten Signale entsprechen dem Vorschub am Ende des Ausfunkens und dem Funktionsverhältnis der Geschwindigkeit des Materialabtrags am Anfang und am Ende des Ausfunkens.

Nach Beendigung des Schleifzyklus kommt es auch zur Beendigung des Aussensignals am Steuereingang 81. Die Steuereinrichtung 8 reagiert auf diesen Stand auf die Weise, dass sie an ihrem zweiten Steuerausgang 84 ein Befehlssignal gibt, durch das in die Analyseschaltung 4 ein Befehl gegeben wird, in seinen Kreisen das Signal aus dem dritten Sammeleingang 43 aufzuzeichnen, das dem Vorschub am Ende des Schruppens entspricht. Weiter gibt das Signal an dem zweiten Steuerausgang 84 einen Befehl zur Ableitung des charakteristischen Wertes oder der Werte für den nachfolgenden Schleifzyklus. Dadurch ist auch der Funktionszyklus der Steuervorrichtung beendet und die Vorrichtung wartet auf den Anfang des weiteren Schleifzyklus.

Die beschriebene Tätigkeit wiederholt sich bei jedem Schleifzyklus. Eine etwas abweichende Situation tritt nur bei dem ersten Schleifzyklus ein, bei dem in der Analyseschaltung 4 am Anfang des Zyklus kein charakteristischer Wert oder keine Werte zur Verfügung stehen. In diesem Falle arbeitet die Vorrichtung auf die Weise, dass die Steuereinrichtung 8 feststellt, dass der erste Schleifzyklus noch nicht angefangen hat, weil vom Anfang seiner Funktion kein Signal an den Steuereingang 81 gekommen ist. Nach dieser Feststellung gibt er an seinem dritten Steuereingang 85 ein Befehlssignal in die Analyseschaltung 4. Auf Grund dieses Befehls zeichnet die Analyseschaltung 4 in ihren Kreisen ein Signal auf dem Vorgabeeingang 44 auf und leitet aus ihm einen charakteristischen Wert oder Werte für den ersten Zyklus ab.

Ein oben angeführtes Beispiel der konkreten Anordnung der Analyseschaltung 4 und der Syntheseschaltung 5 für ein mathematisches Modell eines Bearbeitungszyklus an einem

Werkstück ist in Fig. 2 dargestellt. Mit Rücksicht auf die bedeutende Ähnlichkeit der Verhältnisse, aus denen der Wert des Vorschubs für Beendigung des Schruppens und der charakteristische Wert festgestellt wird, ist die Anordnung der Kreise, in denen diese Operationen durchgeführt werden, praktisch identisch. Ein- und dieselben Kreise können mit Vorteil in verschiedenen Zeitaugenblicken einmal als ein Funktionsteil der Analyseschaltung 4, einmal als ein Teil der Syntheseschaltung 5 angewendet werden. In weiteren Beschreibungen ist deshalb angeführt, dass es sich um Vereinigung dieser Schaltungen handelt.

Die Anordnung besteht aus einem ersten bis achten Tastgerät 200, 210, 220, 230,240, 350, 380, 390 aus einem ersten bis fünften Speicher 250, 260,270, 360,400, aus einer ersten bis dritten Addiereinrichtung 280,290, 330, aus einer ersten Dividiereinrichtung, 300, Multipliziergerät 320, Komparator 340, Funktionswandler 310 und Verzögerungskreis 370.

In den vereinigten Schaltungen und zwar in der Analyseschaltung 4 und der Syntheseschaltung 5 ist an den gegenseitig durchgeschalteten ersten Sammeleingang 41 und den ersten Abtasteingang 51 einerseits der Eingang des ersten Tastgeräts 200 und andererseits der Eingang des vierten Tastgeräts 230 geschaltet, an den zweiten Hilfseingang 54 der Eingang des zweiten Tastgeräts 210, an den zweiten Sammeleingang 42 der Eingang des dritten Tastgeräts 220 und an den ersten Hilfseingang 53 der Eingang des fünften Tastgeräts 240 geschaltet ist, wobei der Ausgang des ersten Tastgeräts 200 an den Eingang des ersten Speichers 250 angeschaltet ist, der Ausgang des zweiten Tastgeräts 210 zusammen mit dem Ausgang des dritten Tastgeräts 220 an den Eingang des zweiten Speichers 260 angeschaltet ist und der Ausgang des vierten Tastgeräts 230 zusammen mit dem Ausgang des fünften Tastgeräts 240 an den Eingang des dritten Speichers 270 angeschaltet ist, worauf der Ausgang des ersten Speichers 250 mit einem positiven Eingang 281 der ersten Addiereinrichtung 280 verbunden ist und ein Ausgang der ersten Addiereinrichtung 280 an den ersten Eingang eines Teilers 301 der ersten Diviereinrichtung 300 angeschlossen ist, welche mit ihrem Ausgang an den Eingang des Funktionswandlers 310 angeschaltet ist und dessen Ausgang an einen zweiten Multipliziereingang 322 des Multipliziergeräts 320 angeschlossen ist, wenn an einem ersten multiplikativen Eingang 321 des Multipliziergeräts der Ausgang des zweiten Speichers 260 angeschaltet ist, wobei der Ausgang des dritten Speichers 270 mit einem negativen Eingang 292 der zweiten Addiereinrichtung 290 verbunden ist und der Ausgang der zweiten Addiereinrichtung 290 an einen negativen Eingang 332 der dritten Addiereinrichtung 330 angeschlossen ist, wenn an einen positiven Eingang 331 der dritten Addiereinrichtung 330 der Ausgang des Multipliziergeräts 320 eingeschaltet ist, worauf der Ausgang der dritten Addiereinrichtung 330 mit dem Eingang des Komparators 340 verbunden ist, der durch seinen Ausgang einerseits mit dem Eingang des siebenten Tastgeräts 380 und andererseits mit dem Eingang des sechsten Tastgeräts 350 verbunden ist, worauf der Ausgang des sechsten Tastgeräts 350 an den Eingang des vierten Speichers 360 angeschlossen ist, der durch seinen Ausgang einerseits zurück an den positiven Eingang 291 der zweiten Addiereinrichtung 290 und den negativen Eingang 282 der ersten Addiereinrichtung 280 und andererseits an den dritten Sammeleingang 43 angeschlossen ist, der gleichzeitig bei Vereinigung der Syntheseschaltung 5 und der Analyseschaltung 4 ein Ausgang der Syntheseschaltung 5 ist, worauf weiter der Ausgang des siebenten Tastgeräts 380 zusammen mit dem Ausgang des achten Tastgeräts 390, dessen Eingang an den Vergebungseingang 44 ausgeleitet ist, an den Eingang des fünften Speichers 400 angeschaltet ist und der Ausgang des fünften Speichers 400 einerseits an den ersten Eingang eis

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nes Dividenden 302 der Dividiereinrichtung 300 und einen dritten multiplikativen Eingang 323 des Multipliziergeräts 320 und andererseits an den zweiten Abtasteingang 52 angeschlossen ist, der gleichzeitig bei Vereinigung der Analyseschaltung 4 und der Syntheseschaltung 5 der Ausgang der Analyseschaltung 4 ist, wobei der zweite Tasteingang 46 an einen Betätigungseingang 381 des siebenten Tastgeräts 380 geschaltet ist, der dritte Tasteingang 47 an einen Betätigungseingang 391 des achten Tastgeräts 390 geschaltet ist, der erste Tasteingang 45 an einen Betätigungseingang 221 des dritten Tastgeräts 220 und einen Betätigungseingang 231 des vierten Tastgeräts 230 geschaltet ist und der gegenseitig verbundene vierte Tasteingang 48 zusammen mit dem fünften Tasteingang 55 einerseits an einen Betätigungseingang 201 des ersten Tastgeräts 200 und den Steuereingang 211 des zweiten Tastgeräts 210, andererseits an einen Betätigungseingang 241 des fünften Tastgeräts 240 und andererseits an den Eingang des Verzögerungseingangs 370 durchgeschaltet ist, worauf der Ausgang des Verzögerungskreises 370 mit einem Betätigungseingang 351 des sechsten Tastgeräts 350 verbunden ist.

Die Funktion der vereinigten Schaltungen beginnt dadurch, dass vor dem Anfang des ersten Schleifzyklus an den dritten Tasteingang 47 ein Befehlssignal kommt, das das achte Tastgerät 390 öffnet. Dadurch kommt das Signal aus dem Vorgabeeingang 44, das dem maximal zulässigen Wert der Limitfederung entspricht, in den fünften Speicher 400. Der behält es an seinem Ausgang bis zum weiteren Befehl.

Am Anfang des ersten Schleifzyklus kommt das Befehlssignal an den gegenseitig durchgeschalteten Tasteingang 48 und den fünften Tasteingang 55. Dadurch entsteht der Befehl zur Öffnung des ersten Tastgeräts 200, des zweiten Tastgeräts 210 und des fünften Tastgeräts 240. In den ersten Speicher 250 wird das Signal aus dem gegeneinander durchgeschalteten ersten Sammeleingang 41 und dem ersten Abtasteingang 51 gespeichert, das dem Vorschub am Anfang der Bearbeitung D0 entspricht. In den zweiten Speicher 260 wird das Signal aus dem zweiten Hilfseingang 54 gespeichert, das dem gewünschten Verhältnis der Geschwindigkeit des Materialabtrags am Anfang und am Ende des Ausfunkens 1 — kj entspricht. In den dritten Speicher 270 wird das Signal aus dem ersten Hilfseingang 53 gespeichert, das dem gewünschten Vorschub am Ende des Ausfunkens D20 entspricht. Mit der eingestellten Verzögerung geht das Befehlssignal auch durch den Verzögerungskreis 370 durch. Dadurch ist der Befehl zur Öffnung auch dem sechsten Tastgerät 350 gegeben. Durch Öffnung des sechsten Tastgeräts 350 schliesst sich für die Zeitdauer des Befehlssignals das Zählnetz, das aus der ersten Addiereinrichtung, der ersten Dividiereinrichtung 300, dem Funktionswandler 310, dem Multipliziergerät 320, der zweiten Addiereinrichtung, der dritten Addiereinrichtung 330, dem Komparator und dem vierten Speicher 360 besteht, der durch ein Iterationsverfahren ein System von Gleichungen (5) und (6) löst. Der unbekannte Wert ist in diesem Fall die Zugabe, bei der nötig ist, das Schruppen D, zu beenden, damit die vorgegebenen Anfangsbedingungen erfüllt wären. Den Verlauf der ganzen Berechnung stellt das Flussdiagramm des Berechnungsalgorithmus in Fig. 3 dar. Die Funktion des Komparators ist hier durch einen Block der bedingten Entscheidung angedeutet. D, n_ |, D, n stellt /n — 1/ bzw. die n- Approximation D! dar und q entspricht dem zulässigen Fehler der Berechnung. Mit Beendigung des Befehlssignals löst sich das Zählnetz los und in dem vierten Speicher 360 bleibt das Signal gespeichert, das dem Vorschub bei Beendigung des Schruppens D! entspricht.

Bei Beendigung des Ausfunkens kommt das Befehlsignal an den ersten Tasteingang 45. Dadurch ist der Befehl zur

Öffnung des dritten Tastgeräts 220 und des vierten Tastgeräts 240 gegeben. In den dritten Speicher 270 wird das Signal aus dem gegenseitig durchgeschalteten ersten Sammeleingang 41 und dem ersten Abtasteingang 51 gespeichert, das dem Vorschub am Ende des Ausfunkens entspricht D2. In den zweiten Speicher 260 wird das Signal aus dem zweiten Sammeleingang 42 gespeichert, das dem Verhältnis der Geschwindigkeit des Materialabtrags am Anfang und am Ende des Ausfunkens entspricht 1 — k. Nach Beendigung des Schleifzyklus kommt das Befehlsignal an den zweiten Tasteingang 46 und gibt einen Befehl zur Öffnung des siebenten Tastgeräts 380. Dadurch schliesst sich für die Zeitdauer des Befehlssignals wieder das Zählnetz Iterationslösung des Systems von Gleichungen (5) und (6), jedoch der unbekannte Wert ist in diesem Fall die Limitfederung N. Den Verlauf der ganzen Berechnung stellt übersichtlich das Flussdiagramm des Berechnungsalgorithmus in Fig. 4 dar. Die Funktion des Komparators ist hier wieder durch einen Block der bedingten Entscheidung angedeutet. N/n. l/5 N/n/ stellt In— 1/ bzw. die n-Approximation N dar und q entspricht dem zulässigen Fehler der Berechnung. Nach Loslösen des Zählnetzes bei Beendigung des Befehlssignals bleibt in dem fünften Speicher 400 das Signal gespeichert, das der Limitfederung N entspricht.

Die Limitfederung kann auch aus mehreren Zyklen abgeleitet werden und auf diese Weise die Genauigkeit ihrer Feststellung erhöht werden. Die festgestellten Werte der Limitfederung aus jedem Zyklus können z.B. in besonderen Speichern gehalten werden und nach Beendigung der ersten Phase der Berechnung kann die zweite Phase durchgeführt werden, in der die resultierende Limitfederung entweder als ein Mittelwert, oder als ein Abgleichmittelwert von einzelnen Limitfederungen festgestellt wird.

Ein Beispiel der konkreten Anordnung der Funktionsschaltung 7 ist in Fig. 5 dargestellt. Die Anordnung besteht aus einem neunten Tastgerät 500, einem sechsten Speicher 510, einer vierten Addiereinrichtung 520 und aus einer zweiten Dividiereinrichtung 530. An den Eingang der Funktionsschaltung 7, der an den Ausgang der Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung der Materialabtragung 6 angeschlossen ist, ist einerseits der vierte negative Eingang 522 der vierten Addiervorrichtung 520 und andererseits der Eingang des neunten Tastgeräts 500 angeschaltet und der Ausgang des neunten Tastgeräts 500 ist mit dem Eingang des sechsten Speichers 510 verbunden, wobei der Ausgang des sechsten Speichers 510 einerseits an den zweiten Ausgang des Dividenden 532 der zweiten Dividiereinrichtung 530 und andererseits an den vierten positiven Eingang 521 der vierten Addiereinrichtung 520 angeschaltet ist, die den Ausgang mit dem zweiten Eingang des Teilers 531 der zweiten Dividiereinrichtung 530 verbunden aufweist, worauf der Ausgang der zweiten Dividiereinrichtung 530 der Ausgang der Funktionsschaltung 7 ist und der Tasteingang 71 an den neunten Betätigungseingang 501 des neunten Tastgeräts 500 durchgeschaltet ist.

In der ersten Phase der Tätigkeit der Funktionsschaltung 7 ist das neunte Tastgerät 500 geöffnet. Dadurch kommt das Signal aus dem Ausgang der Einrichtung 6 bis an den Ausgang des sechsten Speichers. An dem Ausgang der vierten Addiereinrichtung 520 ist der Nullwert, wodurch der Ausgang der zweiten Dividiereinrichtung 530 in einen Undefinierten Stand kommt (Teilung durch Null) - gewöhnlich ausserhalb des Arbeitsbereichs. Dieses Signal wird weiter nicht ausgenützt und in anknüpfenden Kreisen blockiert.

Bei Beendigung des Schruppens kommt an den Tasteingang 71 das Befehlssignal, welches das neunte Tastgerät 500 sperrt. Dadurch wird der sechste Speicher 510 von der Quelle des Signals abgetrennt und an seinem Ausgang bleibt das

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Signal, das der Geschwindigkeit des Materialabtrags am Ende des Schruppens entspricht, welche mit der Geschwindigkeit des Materialabtrags am Anfang des Ausfunkens identisch ist. Am Ausgang der vierten Addiereinrichtung 520 befindet sich das Signal, das dem Unterschied der Geschwindigkeiten des Materialabtrags am Anfang des Ausfunkens und der Momentangeschwindigkeit des Materialabtrags proportional ist. Am Ausgang der zweiten Dividiereinrichtung 530 ist dann das Signal, das dem Unterschied der Geschwindigkeiten des Abtrags noch durch den Wert dividiert, der der Geschwindigkeit des Abtrags am Anfang des Ausfunkens entspricht. Im Augenblick der Beendigung des Ausfunkens ist das Signal am Ausgang der zweiten Dividiereinrichtung 530 dem Anteil der Geschwindigkeiten des Materialabtrags am Anfang und am Ende des Ausfunkens proportional und entspricht also dem Glied 1 — k aus der Gleichung (6).

Ein Beispiel der konkreten Anordnung der Befehlseinrichtung 9 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Anordnung besteht aus dem ersten bis fünften Steuerkreis 600, 610, 620, 630, 640, aus der ersten bis dritten Kippschaltung 690, 700, 710, aus einem Inverter 650, aus einer ersten bis dritten Schaltung zum Bilden einer logischen Summe 660, 680, 720, und aus einer Schaltung zum Bilden eines logischen Produkts 670.

Der erste Steuereingang 91 ist an den ersten bis dritten Steuerkreis 600, 610, 620 angeschlossen. An den ersten Steuerkreis 600 ist weiter der erste Referenzeingang 94 angeschlossen, an den zweiten Steuerkreis 610 ist weiter der zweite Referenzeingang 95 angeschlossen und an den dritten Steuerkreis 620 ist weiter der dritte Referenzeingang 96 angeschlossen. An den vierten Steuerkreis 630 ist einerseits der dritte Steuereingang 93 und andererseits der vierte Referenzeingang 97 angeschlossen. An den fünften Steuerkreis 640 ist einerseits der zweite Steuereingang 92 und andererseits der fünfte Referenzeingang 97 angeschlossen. Der Ausgang des vierten Steuerkreises 630 ist zusammen mit dem Ausgang des fünften Steuerkreises 640 an die Eingänge der Schaltung zum Bilden einer ersten logischen Summe 660 angeschlossen und der Ausgang der Schaltung zum Bilden einer ersten logischen Summe 660 ist an den Eingang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts 670 durchgeschaltet, wobei an den zweiten Eingang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts 670 der Ausgang des ersten Steuerkreises 600 angeschlossen ist, der ausserdem auch an den Eingang der ersten Kippschaltung 690 angeschaltet ist und an den dritten Eingang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts 670 ist der Ausgang des Inverters 650 angeschlossen, dessen Eingang an den Ausgang des zweiten Steuerkreises 610 angeschaltet ist, der ausserdem auch an den Eingang der zweiten Kippschaltung 700 angeschlossen ist, worauf der Ausgang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts 670 zusammen mit dem Ausgang des dritten Steuerkreises 620 an die Eingänge der Schaltung zum Bilden der zweiten logischen Summe 680 angeschlossen ist und der Ausgang der Schaltung zum Bilden der zweiten logischen Summe 680 mit dem Eingang der dritten Kippschaltung 710 verbunden ist, wobei der Ausgang der ersten Kippschaltung 690 einerseits an den ersten Ausgang 101 und andererseits an den zweiten Hilfsausgang 105 ausgeführt ist, der Ausgang der zweiten Kippschaltung 700 ist einerseits an den zweiten Ausgang 102 und andererseits an den Eingang der Schaltung zum Bilden der dritten logischen Summe 720 herausgeführt und der Ausgang der dritten Kippschaltung 710 einerseits an den dritten Ausgang 103 und andererseits an den zweiten Eingang der Schaltung zum Bilden der dritten logischen Summe 720 ausgeleitet ist, worauf der Ausgang der Schaltung zum Bilden der dritten logischen Summe 720 an den zweiten Hilfsausgang 105 herausgeführt wird.

Der ersten bis fünften Steuerkreise 600, 610, 620, 630, 640 vergleichen bei ihrer Tätigkeit die betreffenden Paare Signale, die an ihren Eingängen zugeführt werden. Das Ergebnis des Vergleichs ist ein Zweiwertsignal, das seinen Wert immer im Augenblick der Gleichheit der Eingangssignale ändert. Die Aufgabe der ersten bis dritten Kippschaltungen 690, 700, 710 ist bei dem ersten Zweiwertsignal in den erregten Stand überzugehen und in ihm zu bleiben, wenn auch dieses Eingangssignal erlöscht, das wird dadurch gesichert, dass sich der erste bis dritte Ausgang 101, 102, 103 während eines Schleifzyklus nur einmal ändern kann.

Die Tätigkeit der Befehlseinrichtung 9 beginnt nach Ankunft des Befehlssignals an dem Sperreingang 99. Dieses Signal entblockt die erste bis dritte Kippschaltung 690, 700, 710, so dass sie fähig sind, bei Ankunft des betreffenden Zweiwertsignals in den erregten Stand überzugehen. Zuerst sendet das Zweiwertsignal der erste Steuerkreis 600, der an seinen Eingängen Signale hat, welche dem Vorschub an dem bearbeiteten Werkstück 1 und dem Vorschub für Beendigung des Schruppens entsprechen. Durch den gesandten Impuls wird die erste Kippschaltung 690 erregt, die ein Befehlssignal an den ersten Ausgang 101 und an den ersten Hilfsausgang 104 gibt. Dadurch ist das Schruppen beendet und es beginnt das Ausfunken. In dem weiteren Teil des Zyklus gibt das Zweiwertsignal entweder der zweite Steuerkreis 610 oder es wird der dritte bis fünfte Steuerkreis 620, 630, 640 in Tätigkeit gesetzt, die zur Aufgabe haben die Randbedingungen zu verfolgen. Im Falle, dass das Zweiwertsignal der zweite Steuerkreis 610 sendet, der an seinen Eingängen Signale hat, die dem Vorschub an dem bearbeiteten Werkstück 1 und dem gewünschten Wert der Endabmessung entsprechen,

wird die zweite Kippschaltung 700 erregt, die das Befehlsignal gleichzeitig an den zweiten Ausgang 102 und an den Eingang der Schaltung zum Bilden der dritten logischen Summe 720 gibt und dadurch kommt das Befehlssignal auch an den zweiten Hilfsausgang 105. Der dritte Steuerkreis 630 hat an seinen Eingängen Signale, die dem Vorschub und dem gewünschten Wert des Vorschubs nach Beendigung des Ausfunkens entsprechen. Der vierte Steuerkreis 630 weist an seinen Eingängen das Signal auf, das dem Funktionsverhältnis der Momentangeschwindigkeit des Materialabtrags und der Geschwindigkeit des Materialabtrags am Anfang des Ausfunkens proportional ist und das Signal, das dem Grenzwert dieses Verhältnisses proportional ist. Der fünfte Steuerkreis 640 hat an seinen Eingängen die Signale, die der Momentangeschwindigkeit des Materialabtrags und der minimalen zulässigen Geschwindigkeit des Materialabtrags entsprechen. Die Zweiwertausgangssignale aus dem vierten Kreis 630 und aus dem fünften Steuerkreis 640 werden in der ersten logischen Summe 660 verarbeitet und ihr gemeinsamer Ausgang wird an den einen von den Eingängen der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts 670 zugeführt, das das Signal weiter durchlässt, wenn sich die Signale auch an seinen anderen Eingängen befinden. Diese Kopplung sichert, dass die Befehlseinrichtung auf die Signale reagiert, die von der Geschwindigkeit der Materialabtragung nur in der Zeit des Ausfunkens abgeleitet werden. Dadurch sind die eventuellen falschen Signale entblockt. In der Schaltung zum Bilden der zweiten logischen Summe 680 verbindet sich das Signal aus dem Ausgang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts 670 mit dem Zweiwertsignal aus dem dritten Steuerkreis 620. Durch den resultierenden Impuls aus dem Ausgang der Schaltung zum Bilden der zweiten logischen Summe 680 wird die dritte Kippschaltung 710 erregt, der ein Befehlssignal gleichzeitig an den dritten Ausgang 103 und an Eingang der Schaltung zum Bilden der dritten logischen Summe 720 gibt und dadurch kommt wieder das Befehlssignal auch an den zweiten Hilfsausgang 105.

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Die angeführte konkrete Vorrichtung realisiert die Grundmodifikation der Ausnützung des Verfahrens nach der Erfindung. Es ist ersichtlich, dass in analoger Weise können die Vorrichtungen realisiert werden, welche mehrere charakteristische Werte ausnützen, komplizierte Funktionsverhältnisse der Geschwindigkeiten der Abtragung am Anfang und am Ende des Ausfunkens benützen und zur Auswertung der charakteristischen Werte oder des Wertes die Werte ausnützen, die in mehreren Schleifzyklen festgestellt werden.

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Claims (7)

648 503 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur adaptiven Steuerung eines Bearbeitunszyklus an einem Werkstück, bestehend aus Schruppen, Ausfunken und eventuell Nachschleifen an einer Schleifmaschine, zum Zweck, eine Bearbeitung eines Werkstückes aus einer Mehrzahl von zu bearbeitenden Werkstücken in minimaler Zeit mit minimalem Ausschuss zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schruppvorgang dann beendet und der Ausfunkvorgang eingeleitet wird, wenn a.) der mit einem Wert DO initialisierte Werkzeugvorschub für das Schruppen, gleich dem Wert Dl für den Werkzeugvorschub des Ausfunkens wird, wobei b.) der Wert Dl von einem charakteristischen Wert N, welcher der maximal zulässigen Federung des Systems Maschine-Werkzeug-Werkstück entspricht, abgeleitet ist, der c.) seinerseits aus Werten von mindestens einem der vorangegangenen Schleifzyklen und vom Anfangs-Wert DO des momentanen Schleifzyklus so hergeleitet ist,

d.) dass der Werkzeugvorschub D2 für das Nachschleifen

- einen geforderten Wert annimmt und

- die Geschwindigkeit VI des Werkzeugvorschubes am Anfang des Ausfunkens und die Geschwindigkeit V2 des Werkzeugvorschubes am Ende des Ausfunkens in funktioneller Beziehung zueinander stehen und e.) der Schleifzyklus am Werkstück beendet ist, wenn der Wert D2 gleich Null ist, wobei f.) ein Nachschleifen nur dann vorgenommen wird, wenn

- mindestens einer der im aktuellen Zyklus verwendeten Werte VI, V2, Dl, DO und daraus auch N eine vorgegebene Toleranzgrenze überschreitet.

2. Verfahren zur adaptiven Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionsbeziehung zwischen der Geschwindigkeit VI der Materialabtragung am Anfang und der Geschwindigkeit V2 am Ende des Ausfunkens der Quotient dieser Werte benützt wird.

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ner dritten Addiereinrichtung (330) angeschlossen ist, als an den positiven Eingang (331) der dritten Addiereinrichtung (330) der Ausgang des Multipliziergeräts geschaltet ist, worauf der Ausgang der dritten Addiereinrichtung (330) mit dem Eingang eines Komparators (340) verbunden ist, der mit seinem Ausgang einerseits mit dem Eingang eines siebenten Tastgeräts (380) und andererseits mit dem Eingang eines sechsten Tastgeräts (350) verbunden ist, worauf der Ausgang des sechsten Tastgeräts (350) an den Eingang eines vierten Speichers (360) angeschlossen ist, der mit seinem Ausgang einerseits zurück an den positiven Eingang (291) der zweiten Addiereinrichtung (290) und den negativen Eingang (282) der ersten Addiereinrichtung (280) und andererseits an den dritten Sammeleingang (43) angeschlossen ist, der gleichzeitig bei Vereinigung der Syntheseschaltung (5) und der Analyseschaltung (4) der Ausgang der Syntheseschaltung (5) ist, worauf der Ausgang des siebenten Tastgeräts (380) zusammen mit dem Ausgang eines achten Tastgeräts (390), das mit dem Vorgabeeingang (44) in Verbindung steht, an den Eingang eines fünften Speichers (400) angeschlossen ist und der Ausgang des fünften Speichers (400) einerseits zurück an den Eingang des Dividenden (302) der ersten Dividiereinrichtung (300) und einen dritten multiplikativen Eingang (323) des Multipliziergeräts (320) und andererseits an den zweiten Abtasteingang (52) angeschlossen ist, der bei Vereinigung der Analyseschaltung (4) und der Syntheseschaltung (5) gleichzeitig der Ausgang der Analyseschaltung (4) ist, wobei der zweite Tasteingang (46) an den Betätigungseingang (381) des siebenten Tastgeräts (380) angeschaltet ist, der dritte Tasteingang (47) an den Betätigungseingang (391) des achten Tastgeräts (390) durchgeschaltet ist, der erste Tasteingang (45) an den Betätigungseingang (221) des dritten Tastgeräts (220) und den Betätigungseingang (231) des vierten Tastgeräts (230) durchgeschaltet ist und der gegenseitig verbundene vierte Tasteingang (48) zusammen mit dem fünften Tasteingang (55) einerseits an den Betätigungseingang (201) des ersten Tastgeräts (200) und den Betätigungseingang (211) des zweiten Tastgeräts, andererseits an den Betätigungseingang (241) des fünften Tastgeräts (240) und andererseits an den Eingang eines Verzögerungskreises (370) durchgeschaltet ist, worauf der Ausgang des Verzögerungskreises (370) mit dem Betätigungseingang (351) des sechsten Tastgeräts verbunden ist.

3. Verfahren zur adaptiven Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ableitung der Grösse der Zugabe für Beendigung des Schruppens in dem ersten Schleifzyklus ein Wert V • T aus der Schruppgeschwindigkeit V und einer Maschinenkonstante T für die Federung N derart voreingestellt ist, dass der voreingestellte Wert V • T grösser oder gleich dem charakteristischen Wert N ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Abtastkopf, der das zu bearbeitende Werkstück berührt, eine Einrichtung für die Abmessung des Werkstücks, eine Einrichtung zur Speicherung von Daten und eine Einrichtung zum Steuern der Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang aus dem Abtastkopf (2) an den Eingang der Einrichtung zur Abmessung (3) angeschlossen ist, wobei der Ausgang der Einrichtung zur Abmessung (3) einerseits mit einem ersten Sammeleingang (41) einer Analyseschaltung (4), andererseits mit einem ersten Abtasteingang (51) einer Syntheseschaltung (5), andererseits mit einem ersten Steuereingang (91) einer Befehlseinrichtung (9) und andererseits mit dem Eingang einer Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung der Materialabtragung (6) verbunden ist, worauf der Ausgang der Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung der Materialabtragung (6) mit einem zweiten Steuereingang (92) der Befehlseinrichtung (9) und mit einem ersten Eingang einer Funktionsschaltung (7) durchgeschaltet ist und der Ausgang der Funktionsschaltung (7) an einen dritten Steuereingang (93) der Befehlseinrichtung (9) und an einen zweiten Sammeleingang (42) der Analyseschaltung (4) angeschaltet ist, wobei der Ausgang der Analyseschaltung (4) mit einem zweiten Abtasteingang (52) der Syntheseschaltung (5) verbunden ist und der Ausgang der Syntheseschaltung (5) einerseits an einen ersten Referenzeingang (94) der Befehlseinrichtung (9) und andererseits an einen dritten Sammeleingang (43) der Analyseschaltung (4) angeschlossen ist, worauf ein erster Tasteingang (45) der Analyseschaltung (4) an einen ersten Steuerausgang (83) der Steuereinrichtung (8) angeschaltet ist, ein zweiter Tasteingang (46) der Analyseschaltung (4) an einen zweiten Steuerausgang (84) der Steuereinrichtung (8) angeschaltet ist, ein dritter Tasteingang (47) der Analyseschaltung (4) an einen dritten Steuerausgang (85) der Steuereinrichtung (8) angeschaltet ist und ein vierter Tasteingang (48) der Analyseschaltung (4) zusammen mit einem dritten Abtasteingang (55) der Syntheseschaltung (5) an einen vierten Steuerausgang (86) der Steuereinrichtung (8) angeschlossen ist, die einen fünften Steuerausgang (87) an den Sperreingang (99) der Befehlseinrichtung (9) angeschlossen aufweist, von der an einem ersten Hilfsausgang (104) ein erster Hilfseingang (82) der Steuereinrichtung (8) zurück angeschlossen ist, worauf ein zweiter Hilfsausgang (105) der Befehlseinrichtung (9) mit dem Tasteingang (71) der Funktionsschaltung (7) verbunden ist, ein erster Ausgang (101) der Befehlseinrichtung (9) mit einem Eingang der Steuerung des Schruppens (11) der Stellglieder der Schleifmaschine (10) verbunden ist, ein zweiter Ausgang (102) der Befehlseinrichtung (9) mit einem Eingang der Betätigung des Endes des Zyklus (12) von Stellgliedern der Schleifmaschine (10) verbunden ist und ein dritter Ausgang (103) der Befehlseinrichtung (9) mit einem Eingang der Steuerung des Nachschleifens (13) der Stellglieder der Schleifmaschine (10) verbunden ist, wobei an der Analyseschaltung (4) ein Vorgabeeingang (44) angebracht ist, an der Syntheseschaltung (5) ein erster Hilfseingang (53) und ein zweiter Hilfseingang (54) angebracht sind, an der Steuereinrichtung (8) ein Steuereingang (81) angebracht ist und an der Befehlseinrichtung (9) ein zweiter Referenzeingang (95), ein dritter Referenzeingang (96), ein vierter Referenzeingang (97) und ein fünfter Referenzeingang (98) angebracht sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in vereinigten Schaltungen, und zwar der Analyse (4)- und Syntheseschaltung (5), an dem gegenseitig durchgeschalteten ersten Sammeleingang (41) und dem ersten Abtasteingang (51) einerseits der Eingang eines ersten Tastgeräts (200) und andererseits der Eingang eines vierten Tastgeräts (230) angeschaltet ist, an den zweiten Hilfseingang (54) der Eingang eines zweiten Tastgeräts (210), an den zweiten Sammeleingang (42) der Eingang eines dritten Tastgeräts (220) und an den ersten Hilfseingang (53) der Eingang eines fünften Tastgeräts (240) angeschaltet ist, wobei der Ausgang des ersten Tastgeräts (200) an den Eingang eines ersten Speichers (250) angeschlossen ist, der Ausgang des zweiten Tastgeräts (210) zusammen mit dem Ausgang des dritten Tastgeräts (220) an den Eingang eines zweiten Speichers (260) angeschlossen ist und der Ausgang des vierten Tastgeräts (230) zusammen mit dem Ausgang des fünften Tastgeräts (240) an den Eingang eines dritten Speichers (270) angeschlossen ist, worauf der Ausgang des ersten Speichers (250) mit dem positiven Eingang (281) einer ersten Addiereinrichtung (280) verbunden ist und der Ausgang der ersten Addiereinrichtung (280) an den Eingang des Teilers (301) einer ersten Dividiereinrichtung (300) angeschlossen ist, welche mit ihrem Ausgang an den Eingang eines Funktionswandlers (310) angeschaltet ist und dessen Ausgang an einen zweiten multiplikativen Eingang (322) eines Multipliziergeräts (320) angeschlossen ist, als an den ersten multiplikativen Eingang (321) des Multipliziergeräts (320) der Ausgang des zweiten Speichers (260) geschaltet ist, wobei der Ausgang des dritten Speichers (270) mit dem negativen Eingang (292) einer zweiten Addiereinrichtung (290) verbunden ist und der Ausgang der zweiten Addiereinrichtung (290) an den negativen Eingang (332) ei2

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Eingang des Funktionsschaltung (7) einerseits der negative Eingang (522) einer vierten Addiereinrichtung (520) und andererseits der Eingang eines neunten Tastgeräts (500) angeschaltet ist und der Ausgang des neunten Tastgeräts (500) mit dem Eingang eines sechsten Speichers (510) verbunden ist, wobei der Ausgang des sechsten Speichers (510) einerseits an den Eingang des Dividenden (532) einer zweiten Dividiereinrichtung (530) und andererseits an den positiven Eingang (521) der vierten Addiereinrichtung (520) angeschaltet ist, welche den Ausgang mit dem Eingang des Teilers (531) der zweiten Dividiereinrichtung (530) verbunden aufweist, worauf der Ausgang der zweiten Dividiereinrichtung (530) der Ausgang der Funktionsschaltung (7) ist, deren Tasteingang (71) an den Betätigungseingang (501) eines neunten Tastgeräts (500) durchgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Befehlseinrichtung (9) mit fünf Steuerkreisen der Ausgang des vierten Steuerkreises (630) zusammen mit dem Ausgang des fünften Steuerkreises (640) an Eingänge einer Schaltung zum Bilden der logischen Summe (660) angeschlossen ist, deren Ausgang an einen ersten Eingang einer Schaltung zum Bilden des logischen Produkts (670) geschaltet ist, wobei an den zweiten Eingang der Ausgang des ersten

Steuerkreises (600) angeschlossen ist, der ausserdem auch an den Eingang einer ersten Kippschaltung (690) angeschaltet ist und an einen dritten Eingang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts (670) der Ausgang eines Inverters (650) angeschlossen ist, dessen Eingang an den Ausgang des zweiten Steuerkreises (610) angeschaltet ist, der ausserdem auch an den Eingang einer zweiten Kippschaltung (700) angeschaltet ist, worauf der Ausgang der Schaltung zum Bilden des logischen Produkts (670) zusammen mit dem Ausgang des dritten Steuerkreises (620) an die Eingänge einer zweiten Schaltung zum Bilden einer zweiten logischen Summe (680) angeschlossen ist, deren Ausgang mit dem Eingang einer dritten Kippschaltung (710) verbunden ist, wobei der Ausgang der ersten Kippschaltung (690) einerseits an den ersten Ausgang (101) der Befehlseinrichtung (9) und andererseits an den ersten Hilfsausgang (104) herausgeführt ist, der Ausgang der zweiten Kippschaltung (700) einerseits an den zweiten Ausgang (102) der Befehlseinrichtung (9) und andererseits an einen ersten Eingang einer dritten Schaltung zum Bilden einer dritten logischen Summe (720) hinausgeführt ist und der Ausgang der dritten Kippschaltung (710) an den dritten Ausgang (103) und an den zweiten Eingang der Schaltung zum Bilden der dritten logischen Summe (720) hinausgeführt ist, deren Ausgang an den zweiten Hilfsausgang (105) hinausgeführt ist.