DE102014008658B4

DE102014008658B4 - Numerische Werkzeugmaschinensteuerung zum Bohren

Info

Publication number: DE102014008658B4
Application number: DE102014008658.5A
Authority: DE
Inventors: c/o Fanuc Corporation Koyanaka Yousuke
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2034-06-14
Also published as: CN104238450A; JP5746270B2; JP2015005108A; US20140379115A1; CN104238450B; US9665087B2; DE102014008658A1

Abstract

Numerische Steuerung mit einer Vorschubwelle zum Bewegen eines Drehwerkzeuges und einer Spindel zum Rotationsantrieb des Drehwerkzeuges für das Bohren eines Loches in einem Werkstück, folgendes aufweisend:
eine Einheit zum Setzen eines bestimmten, frei wählbaren Bereichs, der eine Kontaktposition, wo das Werkstück und das Drehwerkzeug erstmalig in Kontakt kommen, sowie Bereiche vor und nach der Kontaktposition in Bearbeitungsrichtung des Drehwerkzeuges enthält;
eine Aktualisierungseinheit zum Aktualisieren einer momentanen Position der Vorschubwelle zum Bewegen des Drehwerkzeuges; und
eine Geschwindigkeitsänderungseinheit zum Erhöhen einer Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubwelle und einer Spindeldrehgeschwindigkeit der Spindel in Abhängigkeit von der momentanen Position des Drehwerkzeuges, wenn diese in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine numerische Steuerung für eine bohrende Werkzeugmaschine.
Zum Stand der Technik
Zum Bohren von Löchern in Werkstücken sind Apparate bekannt, die eine relative Drehbewegung und eine relative Vorschubbewegung zwischen dem Werkstück und einem Werkzeug erzeugen und so ein Loch bohren. Beim herkömmlichen Bohren werden vorgegebene feste Geschwindigkeiten sowohl hinsichtlich der Vorschubgeschwindigkeit als auch der Drehgeschwindigkeit eingesetzt. Das kann insbesondere ein Problem dadurch ergeben, dass das Werkzeug beim Kontaktieren des Werkstückes eine große Last aufnimmt, was die Lebendauer und auch die Formtreue des Werkzeuges beeinflussen kann.
Die nachfolgend zitierten Dokumente des Standes der Technik beschreiben Geschwindigkeitssteuerungen bei bohrenden Werkzeugen.
Die japanische Patentveröffentlichung JP H11 - 216 640 A zeigt zum Beispiel die nachfolgend beschriebene Technik. Bei einer schneidenden Bearbeitung (spanabhebenden Bearbeitung) werden Abschnitte des Bearbeitungsbereiches bei einem Werkstück als Abfasung, Tiefe, und Eindringtiefe entsprechend der Bearbeitungsreihenfolge abgegrenzt und für jeden Bereich wird der Schneidvorgang mit einer vorgegebenen Schnitttiefe (Spandicke) wiederholt. Die Schneid-Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges wird hochgesetzt in der Reihenfolge Schnitttiefe, Abfasung, und Eindringung, während die Drehgeschwindigkeit des Werkzeuges beim Eindringen kleiner eingestellt wird als bei der Abfasung und der Schnitttiefe. Die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindeldrehgeschwindigkeit werden somit auf vorgegebene Geschwindigkeitswerte für jeden der obigen definierten Bereiche eingestellt, wenn der Bearbeitungsvorgang in dem Bereich beginnt.
In der japanischen Patentveröffentlichung JP H05 - 050 311 A ist die nachfolgend erläuterte Technik beschrieben. Beim Bohren tiefer Löcher wird die Vorschubgeschwindigkeit der drehenden Welle zeitweise nach vorgegebenen Zeitintervallen auf eine Spannung freigebende Vorschubgeschwindigkeit eingestellt wodurch die am Schneidwerkzeug wirkende Spannung reduziert oder völlig aufgehoben wird. Dabei wird das Schneidwerkzeug aus einer verbogenen Form in den ursprünglichen Zustand mit der ursprünglichen Elastizität rückgeführt.
In der japanischen Patentveröffentlichung JP 2002 - 120 219 A wird ein Verfahren zum Stechen eines Loches in ein brüchiges Material beschrieben bei dem dann, wenn die Spitze des Werkzeuges einen bestimmten Punkt im brüchigen Material, der einen vorgegebenen Abstand vom Stechpunkt hat, erreicht, das Werkzeug mit einer geringeren Geschwindigkeit vorgeschoben wird, wodurch Brüche auf der Rückseite des brüchigen Materials vermieden werden
Die japanische Patentanmeldung JP H11 - 065 633 A beschreibt eine Technik mit Änderung der Verhältnisse von Vorschubgeschwindigkeit zu Spindeldrehgeschwindigkeit mit Bezug auf bestimmte Bearbeitungsbereiche und unter Verwendung einer Überbrückungsfunktion.
Die japanische Patentveröffentlichung JP 2004 - 141 991 A beschreibt die nachfolgend skizzierte Technik: Beim Formen einer Gewindebohrung in einem Werkstück mit einem vorab vorbereiteten Loch wird ein von einer Spindel gedrehtes Gewindebohrungswerkzeug eingeführt und zur Formung des Loches davon wieder entfernt, wobei die Tiefe des Loches und der Durchmesser vorgegeben sind. Ein für das Schneiden erforderliches Drehmoment wird berechnet und die Drehbeschleunigung entsprechend gesteuert, wodurch das Drehmoment des Spindelmotors ausgenutzt und die Effektivität des Verfahrens gefördert wird.
Die japanische Patentveröffentlichung JP 2012 - 016 793 A beschreibt eine Technik, die bei Formung eines Loches in einem Werkstück mit einer Mehrzahl von Bereichen unterschiedlicher Materialien, in denen Löcher zu formen sind, eingesetzt wird, wobei das Last-Drehmoment am Werkzeug und die Vorschubgeschwindigkeit sowie die Spindelgeschwindigkeit automatisch für die einzelnen Materialien gesteuert werden.
Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung JP H11 - 216 640 A wird die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Abfasung, der Schnitztiefe, und der Eindringtiefe geändert. Allerdings werden dabei die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit geändert, nachdem das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt gekommen ist. Das kann ein Problem dahingehend erzeugen, dass die eingestellten Geschwindigkeiten erreicht werden, bevor der Schneidvorgang beginnt und somit eine passende Beschleunigung beim Schneiden nicht erreichbar ist.
Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung JP H05 - 050 311 A wird die Vorschubgeschwindigkeit nach vorgegebenen Zeitintervallen abgesenkt. Der Zweck dieser Absenkung liegt darin, die Spannung am Werkzeug zu verringern oder aufzuheben und so die Form des Schneidwerkzeugs wiederzugewinnen. Bei dieser Technik wird aber die Spindel-Drehgeschwindigkeit nicht gesteuert, sodass die am Werkzeug anliegende Last nicht hinreichend reduziert werden kann.
Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung JP 2002 - 120 219 A wird die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges an bestimmten Punkten im brüchigen Material reduziert. Bei dieser Technik wird also die Vorschubgeschwindigkeit an einem bestimmten Punkt im brüchigen Material, also im Werkstück, umgeschaltet. Dies kann ein Problem dahingehend erzeugen, dass bestimmte Geschwindigkeiten schon erreicht sind, bevor der Schneidvorgang beginnt und somit beim Schneiden eine passende Beschleunigung nicht erreicht wird. Weiterhin wird bei dieser Technik die Spindel-Rotationsgeschwindigkeit nicht gesteuert und die am Werkzeug anliegende Last kann nicht hinreichend reduziert werden.
Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung JP H11 - 065 633 A werden bestimmte Bereiche im Werkstück festgelegt und die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit werden für jeden dieser Bereich gesteuert. Jedoch steuert diese Technik die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit nachdem das Werkzeug in Kontakt mit dem Werkstück gekommen ist, weshalb es schwierig ist, die am mit dem Werkstück in Kontakt kommenden Werkzeug anliegende Last beim Bohren zu reduzieren.
Die in der japanischen Patentveröffentlichung JP 2004 - 141 991 A beschriebenen Technik dient dazu, eine Gewindebohrung in einem Werkstück zu formen, das ein vorgegebenes Loch aufweist, wobei das vorgegebene Loch vor der spanabhebenden Bearbeitung vorbereitet wurde. Der Zweck dieser spanabhebenden Bearbeitung ist die Formung eines Gewindeloches, also die Formung einer Schrauben-Kerbe in dem Loch, und es ist dabei schwierig, die am das Werkstück kontaktierende Werkzeug anliegende Last beim Bohren zu reduzieren.
Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung JP 2012 - 016 793 A wird das Lastdrehmoment am mit dem Werkstück in Kontakt kommenden Werkzeug detektiert, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu ändern. Jedoch ändert diese Technik die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit nachdem das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt gekommen ist und es ist somit schwierig, die beim Bohren am mit dem Werkstück in Kontakt kommenden Werkzeug wirkende Last zu reduzieren.
Das Dokument US 5 599 142 A offenbart eine numerische Steuerung mit einer Vorschubwelle zum Bewegen eines Drehwerkzeugs einer Spindel für das Bohren eines Lochs in ein Werkstück. Die Drehgeschwindigkeit der Vorschubwelle kann hierbei durch die numerische Steuerung angepasst werden.
Das Dokument US 5 598 512 A offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugvorschubgeschwindigkeit einer Werkzeugmaschine, basierend auf geometrischen Informationen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe ist es, eine numerische Steuerung mit einer Vorschubwelle bereitzustellen, welche eine erhöhte Fertigungsgeschwindigkeit eines mit der Vorschubwelle verbundenen Drehwerkzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Hauptanspruch gelöst.
Bei einer numerischen Steuerung für eine Werkzeugmaschine zum Bohren kann die Vorschubgeschwindigkeit einer das Werkzeug bewegenden Welle und die Drehgeschwindigkeit einer das Werkzeug drehenden Spindel jeweils mit einem optimalen bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der Position des Werkzeuges in frei wählbaren Arbeitsbereichen, die vor und nach dem Kontakt des Werkzeuges mit dem Werkstück liegen, eingestellt werden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die am Werkzeug anliegende Last bei Kontakt mit dem Werkstück, wenn das Werkzeug mit dem Schneidvorgang beginnt, zu reduzieren, wodurch es möglich wird, den Arbeitszyklus des Werkzeuges zu verlängern und eine gute Formtreue (Geradheit) des Werkzeuges aufrecht zu erhalten.
Eine erfindungsgemäße numerische Steuerung enthält eine Vorschubwelle, die eingerichtet ist, ein Drehwerkzeug zu bewegen und eine Spindel, die eingerichtet ist, das Drehwerkzeug zu drehen und so eine Bohrung zur Formung eines Loches in einem Werkstück unter Verwendung des Drehwerkzeuges auszuführen. Die numerische Steuerung weist weiterhin eine Einheit zum Bestimmen von frei wählbaren Bereichen, eine Aktualisierungseinheit zum Aktualisieren der momentanen Position der das Drehwerkzeug bewegenden Antriebswelle, und eine Geschwindigkeitsänderungseinheit auf. Die Einheit zum Setzen eines bestimmten, frei wählbaren Bereiches setzt einen solchen Bereich, der eine Kontaktstelle enthält, wo das Werkstück und das Drehwerkzeug erstmalig miteinander in Kontakt kommen, sowie Bereiche vor und nach der Kontaktstelle in der Bearbeitungsrichtung des Drehwerkzeuges. Die Geschwindigkeitsänderungseinheit erhöht eine Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubwelle und eine Drehgeschwindigkeit der Spindel in Abhängigkeit von der momentanen Position des Drehwerkzeuges, wenn diese Position in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich liegt.
Der bestimmte, frei wählbare Bereich enthält also die Position, wo das Drehwerkzeug und das Werkstück miteinander in Kontakt kommen und wird dann in Arbeitsrichtung des Drehwerkzeuges vor und nach der Kontaktposition abgegrenzt. In dem bestimmten, frei wählbaren Bereich werden die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges in Abhängigkeit von der momentanen Position geändert. Damit ist es möglich, die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges zweckentsprechend zu steuern wenn das Drehwerkzeug und das Werkstück miteinander in Kontakt kommen und so die am Werkzeug anliegende Last zu reduzieren wenn zum Bohren des Werkzeug das Werkstück kontaktiert.
Die numerische Steuerung kann weiterhin eine Instruktionseinheit aufweisen und eine Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit. Die Instruktionseinheit legt eine Loch-Bodenposition fest als die Position, wo das Bohren endet, eine Bohr-Startposition, eine Bohr-Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, eine Bohr-Spindeldrehgeschwindigkeit beim Bohren, eine Startposition hinsichtlich des bestimmten, frei wählbaren Bereiches, und eine Endposition hinsichtlich des bestimmten, frei wählbaren Bereiches, ein bestimmtes, frei wählbares VorschubGeschwindigkeitsverhältnis, wobei es sich um ein Verhältnis in Bezug auf eine Referenz-Vorschubgeschwindigkeit handelt, und ein bestimmtes, frei wählbares Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis. Das bestimmte, frei wählbare Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis ist ein Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Bohr-Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren von der Bohr-Startposition zu der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereiches, und das bestimmte, frei wählbare Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis ist ein Geschwindigkeitsverhältnis in Bezug auf die Bohrspindel-Rotationsgeschwindigkeit beim Bohren von der Bohr-Startposition zu der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereiches. Die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit berechnet ein VorschubGeschwindigkeitsverhältnis der Vorschubwelle des Drehwerkzeuges in der momentanen Stellung aus dem bestimmten, frei wählbaren VorschubGeschwindigkeitsverhältnis, in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich und berechnet ein Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis der Spindel aus dem bestimmten, frei wählbaren Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis. Die Geschwindigkeitsänderungseinheit kann die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit in der momentanen Position aufgrund des VorschubGeschwindigkeitsverhältnisses und des Spindel-Drehgeschwindigkeitsverhältnisses berechnen.
In dem bestimmten, frei wählbaren Bereich werden die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges in der aktuellen Position auf Basis des Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses und des Spindel-Drehgeschwindigkeitsverhältnisses in der aktuellen Position berechnet. Damit können die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges zweckmäßig gesteuert werden wenn das Drehwerkzeug und das Werkstück miteinander in Kontakt kommen und die auf das Werkzeug einwirkende Last kann reduziert werden wenn das Werkzeug zum Bohren in Kontakt mit dem Werkstück kommt.
Die Instruktionseinheit liefert die Kontaktposition, wo das Drehwerkzeug und das Werkstück zum ersten Mal miteinander in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich in Kontakt kommen, ein Kontaktpositions-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis in Bezug auf die Bohr-Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren in der Kontaktposition, und ein Kontaktpositions-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnis mit Bezug auf die Bohr-Spindelrotationsgeschwindigkeit beim Bohren in der Kontaktposition. Die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit berechnet ein erstes Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis aus dem bestimmten, frei wählbaren Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem Kontaktpositions-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und berechnet ein erstes Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus dem bestimmten, frei wählbaren Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis und dem Kontaktpositions-Spindelrotationsvorschubverhältnis in der aktuellen Position von der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs zur Kontaktposition, und berechnet ein zweites Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis aus dem Kontaktpositions-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und berechnet ein zweites Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus dem Kontaktpositions-Spindelrotationsvorschubverhältnis in der aktuellen Position von der Kontaktposition zu der Endposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. Die Geschwindigkeitsänderungseinheit kann die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit in der aktuellen Position aus dem ersten Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem ersten Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis in der aktuellen Position vom Start in den bestimmten, frei wählbaren Bereich bis zur Kontaktposition berechnen, und auch die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit in der aktuellen Position aus dem zweiten Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem zweiten Spindel-Drehgeschwindigkeitsverhältnis in der aktuellen Position berechnen, wobei die genannten berechneten Geschwindigkeiten von der Kontaktposition bis zum Ende des bestimmten, frei wählbaren Bereiches gelten.
Der bestimmte, frei wählbare Bereich ist aufgeteilt in einen Bereich vom Anfang (Startposition) des bestimmten, frei wählbaren Bereiches bis zur Kontaktposition, und in einen Bereich von der Kontaktposition bis zum Ende des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. In jedem der genannten (Teil-)Bereiche werden die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit in der aktuellen Position auf Basis des Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses und des Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnisses berechnet. Mit dieser Anordnung lassen sich die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Rotationsgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges zweckmäßig steuern. Insbesondere können die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit des Rotationswerkzeuges passend gesteuert werden wenn das Drehwerkzeug und das Werkstück in Kontakt miteinander kommen. Die auf das Werkzeug einwirkende Last kann damit reduziert werden wenn das Werkzeug beim Bohren mit dem Werkstück in Kontakt kommt.
Im Falle dass zumindest eine der Instruktionen bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Geschwindigkeitsverhältnisses oder des bestimmten, frei wählbaren Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnisses fehlen, kann die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit das bestimmte, frei wählbare Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und das bestimmte, frei wählbare Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus einer gesetzten Vorschubgeschwindigkeit für einen Bereich unmittelbar vor der Bohr-Startposition, der Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, einer gesetzten Spindel-Rotationsgeschwindigkeit für den Bereich unmittelbar vor der Bohr-Startposition, und der Spindel-Drehgeschwindigkeit beim Bohren berechnen.
Auch im Falle, dass zumindest eine der Instruktionen bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses und des bestimmten, frei wählbaren Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnisses fehlt, können das bestimmte, frei wählbare Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und das bestimmte, frei wählbare Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus einer gesetzten Vorschubgeschwindigkeit und einer gesetzten Spindel-Drehgeschwindigkeit, die für einen Bereich unmittelbar vor der Bohr-Startposition gelten, berechnet werden. Mit dieser Anordnung können das Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und das Spindel-Drehgeschwindigkeitsverhältnis des Drehwerkzeuges zweckmäßig berechnet werden, auch wenn Instruktionen bezüglich des Geschwindigkeitsverhältnisses fehlen.
Die Erfindung kann eine numerische Steuerung für eine Werkzeugmaschine zum Bohren mit der oben beschriebenen Konfiguration bereitstellen und die Vorschubgeschwindigkeit einer das Werkzeug bewegenden Welle und die Drehgeschwindigkeit einer das Werkzeug antreibenden Drehspindel jeweils auf ein optimales, frei wählbares Geschwindigkeitsverhältnis entsprechend der Position des Werkzeuges in einem bestimmten, frei wählbaren Bereich erhöhen bzw. einstellen, der von einer Stelle vor dem Kontaktpunkt von Werkzeug und Werkstück bis zu einer Stelle nach diesem Kontaktpunkt reicht. Mit dieser Anordnung ermöglicht die numerische Steuerung eine Reduzierung der Last, die an dem Werkzeug wirkt wenn es das Werkstück kontaktiert und das Schneiden bedingt, wodurch die Lebensdauer des Werkzeuges und seine Formstabilität verbessert werden können.
Figurenliste
Diese und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Blick auf die Figuren.

1 ist eine schematische Darstellung einer spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Drehwerkzeug, von der Seite gesehen.
2 ist eine schematische Darstellung der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Drehwerkzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel, von der Seite gesehen.
3 ist eine schematische Darstellung der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Drehwerkzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel, von der Seite gesehen.
4 ist ein Blockdiagramm einer numerischen Steuerung für das Bohren.
5A ist ein Flussdiagramm für ein Berechnungsverfahren bei einem Ausführungsbeispiel.
5B ist ein Flussdiagramm für ein Berechnungsverfahren bei einem Ausführungsbeispiel.
6A ist ein Flussdiagramm für eine Berechnung bei einem Ausführungsbeispiel.
6B ist ein Flussdiagramm für eine Berechnung bei einem Ausführungsbeispiel.
6C ist ein Flussdiagramm für eine Berechnung bei einem Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE IM EINZELNEN
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstückes unter Verwendung eines Drehwerkzeuges, von der Seite gesehen. Abschnitt (a) von 1 stellt einen Zustand dar, bevor ein Drehwerkzeug 14 mit einem Werkstück 12 in Kontakt kommt. Abschnitt (b) von 1 zeigt einen Zustand unmittelbar bevor das Drehwerkzeug 14 in Kontakt mit dem Werkstück 12 an der Kontaktstelle 16 kommt. Wie in Abschnitt (a) der 2 gezeigt ist, hat das Drehwerkzeug 14 eine vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Drehwerkzeug 14 in Richtung auf das Werkstück 12 sich bewegt und eine vorgegebene Spindel-Drehgeschwindigkeit, mit der das Drehwerkzeug 14 rotiert.
Das Drehwerkzeug 14 hat eine Vorschubgeschwindigkeit und nähert sich somit dem Werkstück 12 allmählich, um mit ihm in Kontakt zu kommen, wie in Abschnitt (b) von 1 gezeigt ist. Für eine optimale spanabhebende Bearbeitung muss sowohl die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit des Drehwerkzeuges eingestellt und allmählich auf ein optimales Geschwindigkeitsverhältnis gesteigert werden, insbesondere vor und nach der Kontaktposition 16.
Deshalb wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein bestimmter, frei wählbarer Bereich eingestellt (gesetzt), der die Kontaktposition enthält, wo das Werkstück 12 und das Drehwerkzeug 14 zum ersten Mal miteinander in Kontakt kommen, wobei der Bereich in Bearbeitungsrichtung des Drehwerkzeuges 14 gesehen von einer Stelle vor der Kontaktposition bis zu einer Stelle nach der Kontaktposition reicht. In dem bestimmten, frei wählbaren Bereich werden ein Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und ein Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis für das Drehwerkzeug 14 in der jeweils aktuellen Position berechnet. Auf Basis des so berechneten Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses und des Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnisses werden eine Vorschubgeschwindigkeit und eine Spindel-Drehgeschwindigkeit in der aktuellen Position berechnet.
2 illustriert die Bearbeitung des Werkstückes 12 unter Verwendung des Drehwerkzeuges 14, von der Seite gesehen. Abschnitt (a) von 2 zeigt einen Zustand bevor das Drehwerkzeug 14 mit dem Werkstück 12 in Kontakt kommt. Abschnitt (b) von 2 zeigt einen Zustand, in dem das Drehwerkzeug 14 das Werkstück 12 bearbeitet. R ist eine Referenzposition als Startposition für den Bohr-Befehl. I ist eine Startposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. J ist eine Endposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. Zwischen der Startposition I und der Endposition J ist der bestimmte, frei wählbare Bereich A2 definiert (abgegrenzt). Der bestimmte, frei wählbare Bereich A2 enthält die Kontaktposition von Werkzeug und Werkstück. Z ist eine Position am Boden des Loches, wo das Bohren endet.
Anfänglich werden die Lochbodenposition, die Bohrbefehls-Startposition, also die Referenzposition, die Startposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, die Endposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, eine Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, eine Spindel-Drehgeschwindigkeit beim Bohren, ein bestimmtes, frei wählbares Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis, also das Geschwindigkeitsverhältnis der Vorschubgeschwindigkeit von der Bohr-Startposition bis zur Startposition in Bezug auf die Vorschubgeschwindigkeit beim Drillen, und ein bestimmtes, frei wählbares Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis, also das Geschwindigkeitsverhältnis der Spindel-Rotationsgeschwindigkeit von der Startposition des Bohrens bis zur Startposition des bestimmte, frei wählbaren Bereiches in Bezug auf die Spindelrotationsgeschwindigkeit beim Drillen bestimmt. Der bestimmte, frei wählbare Bereich kann durch die Bedienungsperson frei bestimmt werden. Der bestimmte, frei wählbare Bereich kann auch konstant vorgegeben werden und entsprechend der Stärke, Härte und dem Material des Werkstückes 12 sowie dem Typ und der Abmessung des Drehwerkzeuges 14 (beispielsweise) abgeändert werden. Als Beispiel für eine Befehlsfolge kann das nachfolgend beschriebene Format eines Bearbeitungsprogrammes dienen.
G83.9Z_R_F_S_I_J_L_Q_;(_: ein frei wählbarer Wert)
Im obigen Format, ist G83.9 ist ein Bohrbefehlscode. Z ist die Position des Lochbodens. R ist die Referenzposition, nämlich die Bohrbefehlsstartposition. F ist eine Referenz-Vorschubgeschwindigkeit, d.h. die Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren.
S ist eine Referenz-Spindelrotationsgeschwindigkeit, d.h. die Spindel-Rotationsgeschwindigkeit beim Bohren. I ist die Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. J ist die Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. L ist das Geschwindigkeitsverhältnis der Vorschubgeschwindigkeit von der Referenzposition R zu der Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs in Bezug auf die Referenzvorschubgeschwindigkeit F. Q ist das Geschwindigkeitsverhältnis der Spindel-Drehgeschwindigkeit von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs in Bezug auf die Referenz-Spindelrotationsgeschwindigkeit S.
Nun werden das Berechnungsverfahren bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit und der Spindelrotationsgeschwindigkeit entsprechend der momentanen Position des Drehwerkzeuges 14 beschrieben.

(1) Liegt die momentane Position im Bereich A1, also von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten ausgewählten Bereichs beim Start der Bearbeitung, dann gilt: $Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F) \times Geschwindigkeitsverhältnis (L)$
$Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \times Geschwindigkeitsverhältnis (Q) .$
(2) Liegt die momentane Position im Bereich A2, d.h. dem bestimmten, frei wählbaren Bereich, dann gilt: $\begin{array}{l} Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F) \times ((momen tane Position - Startposition (I)) \\ / (Endposition (J) - Startposition (I)) \times (1 - Geschwindigkeitsverhältnis (L)) + Geschwindigkeitsverhältnis (L)) . \end{array}$
$\begin{array}{l} Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \times ((momentane Position - Startposition (I)) \\ / (Endposition (J) - Startposition (I)) \times (1 - Geschwindigkeitsverhältnis (Q)) + Geschwindigkeitsverhältnis (Q)) . \end{array}$
(3) Ist die momentane Position im Bereich A3, d.h. zwischen der Endposition J des bestimmten, frei wählbaren Bereichs und der Loch-Bodenposition Z, dann gilt: $Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F)$
$Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) .$

(Zweites Ausführungsbeispiel)
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der bestimmte, frei wählbare Bereich aufgeteilt in einen Bereich von der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs bis zu einer Kontaktposition und in einen Bereich von der Kontaktposition bis zur Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, wobei für jeden (Bereich) ein Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und ein Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis bezüglich des Drehwerkzeuges 14 in der jeweiligen momentanen Position berechnet wird, und von jedem berechneten Wert eine Vorschubgeschwindigkeit und eine Spindel-Drehgeschwindigkeit in der momentanen Position berechnet werden.
3 zeigt die Bearbeitung eines Werkstückes 12 mit dem Drehwerkzeug 14, von der Seite gesehen. Abschnitt (a) von 3 zeigt einen Zustand, bevor das Drehwerkzeug 14 mit dem Werkstück 12 in Kontakt kommt. Abschnitt (b) von 3 zeigt einen Zustand, in dem das Drehwerkzeug 14 das Werkstück 12 bearbeitet. Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 2 liegt darin, dass der bestimmte, frei wählbare Bereich aufgeteilt ist in einen ersten bestimmten, frei wählbaren Bereich B2, der sich von der Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs zur Kontaktposition K erstreckt, und einen zweiten bestimmten, frei wählbaren Bereich B3, der sich von der Kontaktposition K zur Endposition J des bestimmten, frei wählbaren Bereichs erstreckt, wobei das Verfahren zur Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit und der Spindelrotationsgeschwindigkeit angepasst ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden zusätzlich zu einer Referenzposition, einer Loch-Bodenposition, einer Bohrbefehl-Startposition, der Startposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, der Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, einer Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, einer Spindel-Rotationsgeschwindigkeit beim Bohren, einem Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, d.h. einem Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis der Vorschubgeschwindigkeit von der Bohr-Startposition bis zu der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs in Bezug auf die Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, und einem Spindel-Drehgeschwindigkeitsverhältnis bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs der Spindel-Rotationsgeschwindigkeit von der Bohrbefehls-Startposition zu der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs in Bezug auf die Spindel-Rotationsgeschwindigkeit beim Bohren, die folgenden Größen (Parameter) bestimmt: die Kontaktposition zwischen dem Drehwerkzeug und dem Werkstück, das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren in der Kontaktposition, und das Geschwindigkeitsverhältnis in Bezug auf die Spindel-Rotationsgeschwindigkeit beim Drehen in der Kontaktposition. Der bestimmte, frei wählbare Bereich kann durch die Bedienungsperson willkürlich bestimmt werden (wie auch bei dem obigen Ausführungsbeispiel). Der bestimmte, frei wählbare Bereich kann auch im Voraus als Konstante vorgegeben werden und dann in Abhängigkeit von zum Beispiel der Stärke, Härte, und dem Material des Werkstückes 12, sowie dem Typ und den Abmessungen des Drehwerkzeuges 14 geändert werden. Als Beispiel für die Befehlsfolge kann das nachfolgend beschriebene Format in einem Bearbeitungsprogramm ausgeführt werden.
G83.9Z_R_F_S_I_J_K_L_Q_P_T;(_:ein willkürlicher Wert)
Im obigen Format ist G83.9 ein Bohr-Befehlscode. Z ist die Position des Lochbodens. R ist die Referenzposition, d.h. die Startposition für das Bohren. F ist eine Referenzvorschubgeschwindigkeit, d.h. die Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren. S ist eine Referenz-Spindelrotationsgeschwindigkeit, d.h. die Spindelrotationsgeschwindigkeit beim Bohren. I ist die Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. J ist die Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs. K ist die Kontaktposition zwischen dem Drehwerkzeug und dem Werkstück. L ist das Geschwindigkeitsverhältnis der Vorschubgeschwindigkeit von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs in Bezug auf die Referenz-Vorschubgeschwindigkeit F. Q ist das Geschwindigkeitsverhältnis der Spindelrotationsgeschwindigkeit von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, in Bezug auf die Referenz-Spindelrotationsgeschwindigkeit S. P ist ein Geschwindigkeitsverhältnis der Vorschubgeschwindigkeit in der Kontaktposition K in Bezug auf die Referenzvorschubgeschwindigkeit F. T ist eine Geschwindigkeitsverhältnis der Spindel-Rotationsgeschwindigkeit in der Kontaktposition K in Bezug auf die Referenz-Spindelrotationsgeschwindigkeit S.
Das Berechnungsverfahren bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit und der Spindelrotationsgeschwindigkeit entsprechend der jeweiligen momentanen Position des Drehwerkzeuges 14 wird nun beschrieben.

(1) Ist die momentane Position im Bereich B1, d.h. von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs beim Beginn der Bearbeitung, dann $Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenzvorschubgeschwindigkeit (F) \times Geschwindigkeitsverhältnis (L)$
$Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \times Geschwindigkeitsverhältnis (Q) .$
(2) Ist die momentane Position im Bereich B2, d.h. in dem ersten bestimmten, frei wählbaren Bereich von der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs zur Kontaktposition K, dann $\begin{array}{l} Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F) \times ((momentane Position - Startposition (I)) / (Kontaktposition (K) - Startposition (I)) \\ \times (Geschwindigkeitsverhältnis (P) - Geschwindigkeitsverhältnis (L)) + Geschwindigkeitsverhältnis (L)) \end{array}$
$\begin{array}{l} Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \times ((momentane Position-Startposition (I)) / \\ (Kontaktposition (K) - Startposition (I)) \times (Geschwindigkeitsverhältnis (P) - Geschwindigkeitsverhältnis (Q)) + Geschwindigkeitsverhältnis (Q)) . \end{array}$
(3) Ist die momentane Position die Kontaktposition K zwischen dem Drehwerkzeug und dem Werkstück, dann $Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F) \times Geschwindigkeitsverhältnis (P)$
$Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \times Geschwindigkeitsverhältnis (T) .$
(4) Ist die momentane Position im Bereich B3, d.h. im zweiten bestimmen, frei wählbaren Bereich von der Kontaktposition K zur Endposition J des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, dann $\begin{array}{l} Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F) \times \\ ((momentane Position - Kontaktposition (K)) / (Endposition (J) - Kontaktposition (K)) \times \\ (1 - Geschwindigkeitsverhältnis (P)) + Geschwindigkeitsverhältnis (P)) \end{array}$
$\begin{array}{l} Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - \\ Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \times ((momentane Position - Kontaktposition (K)) / \\ (Endposition (J) - Kontaktposition (K)) \times (1 - Geschwindigkeitsverhältnis (T)) + \\ Geschwindigkeitsverhältnis (T)) . \end{array}$
(5) Ist die momentane Position im Bereich B4, d.h. von der Endposition J des bestimmten, frei wählbaren Bereichs zur Bodenposition Z des Lochs, dann $Vorschubgeschwindigkeit (Fc) = Referenz - Vorschubgeschwindigkeit (F)$
$Spindelrotationsgeschwindigkeit (Sc) = Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) .$

(Drittes Ausführungsbeispiel)
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden ein Geschwindigkeitsverhältnis L und ein Geschwindigkeitsverhältnis Q für den Fall berechnet, dass keine Vorgabe vorliegt für das Geschwindigkeitsverhältnis L bezüglich einer Referenz-Vorschubgeschwindigkeit F von einer Referenzposition R zu einer Startposition eines bestimmten, frei wählbaren Bereichs und des Geschwindigkeitsverhältnisses Q bezüglich einer Referenz-Spindelrotationsgeschwindigkeit S von der Referenzposition R zur Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs.
Als hierfür besonders vorgesehenes Berechnungsverfahren wird eine Berechnung ausgeführt unter Verwendung einer gesetzten Vorschubgeschwindigkeit Fp und Spindel-Rotationsgeschwindigkeit Sp, die vorgegeben sind für einen Bereich unmittelbar vor der Referenzposition R, d.h. der Bohr-Startposition, wie nachfolgend näher beschrieben ist. $\begin{array}{l} Geschwindigkeitsverhältnis L = Vorschubgeschwindigkeit (Fp) für einen Be - \\ reich unmittelbar vor der Referenzposition/Referenzvorschubgeschwindigkeit (F) \end{array}$
$\begin{array}{l} Geschwindigkeitsverhältnis Q = Spindelrotationgeschwindigkeit (Sp) für den \\ Bereich unmittelbar vor der Referenzposition/Referenz - Spindelrotationsgeschwindigkeit (S) \end{array}$
Das so berechnete Geschwindigkeitsverhältnis L und das Geschwindigkeitsverhältnis Q werden wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet, um die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindel-Drehgeschwindigkeit für die jeweilige momentane Position des Drehwerkzeuges zu berechnen.
Nach Erreichen der Position Z des Lochbodens bewegt sich das Drehwerkzeug von der Position Z des Lochbodens zur Referenzposition R, um vom Werkstück wegbewegt zu werden. Als Vorschubgeschwindigkeit Fc für diesen Vorgang wird die Referenz-Vorschubgeschwindigkeit F verwendet.
Die momentane Position des Drehwerkzeuges wird nach jeder Zeiteinheit aktualisiert durch Addition der Bewegung ΔFc pro Zeiteinheit, welche aus der Vorschubgeschwindigkeit Fc berechnet werden kann. Ist beispielsweise die Einheit bezüglich der momentanen Position in [mm] gegeben, dann ist die Einheit bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit Fc in [mm/min] gegeben und die Zeiteinheit ist 1 [msek] und die Bewegungsstrecke ΔFc pro Zeiteinheit und die momentane Position können wie folgt berechnet werden: $Δ Fc [mm/msek] = Fc [mm/min] \times 1 / 60000 [min/msek]$
$Neue momentane Position [mm] = alte momentane Position [mm] + Δ Fc [mm/msek] \times [msek] .$
4 ist ein Blockdiagramm einer numerischen Steuerung 20, die eine Bohrung ausführt. Die numerische Steuerung 20 liest aus, analysiert, und führt das oben beschriebene Bearbeitungsprogramm für jeden Block aus. Die numerische Steuerungseinheit 22 führt Verfahren gemäß den Flussdiagrammen von 5A, 5B, 6A, 6B und 6C, wie weiter unten beschrieben, aus und gibt Befehle an die Servosteuereinheit 24. Die die Befehle empfangende Servosteuereinheit 24 steuert einen Servomotor 26.
Das Berechnungsverfahren beim ersten Ausführungsbeispiel wird nun Schritt für Schritt mit Bezug auf die FIGn. 5A und 5B beschrieben. Das erste Ausführungsbeispiel beinhaltet auch den Fall, dass Angaben bezüglich des Geschwindigkeitsverhältnisses L und des Geschwindigkeitsverhältnisses Q, wie beim dritten Ausführungsbeispiel, weggelassen sind. In den Flussdiagrammen gemäß den FIGn. 5A und 5B sind die Zeiteinheit, die Einheit bezüglich der Position, die Einheit bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit, und die Einheit bezüglich der Spindel-Drehgeschwindigkeit wie folgt: 1 [msek], [mm], [mm/min], bzw. [Drehungen/min].
(Schritt SA1) Ein Bohr-Befehlscode wird analysiert.
(Schritt SA2) Das Setzen der Daten erfolgt. Die Loch-Bodenposition wird auf Z gesetzt. Die Referenzposition, d.h. die Startposition für den Bohrbefehl wird auf R gesetzt. Die Referenz-Vorschubgeschwindigkeit, d.h. die Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, wird auf Fb gesetzt. Die Referenz-Spindel-Drehgeschwindigkeit, d.h. die Drehgeschwindigkeit beim Bohren, wird auf Sb gesetzt. Die Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs wird auf I gesetzt. Die Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereiches wird auf J gesetzt. Das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Vorschubgeschwindigkeit Fb von der Referenzposition R bis zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs wird auf L gesetzt. Das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Spindel-Drehgeschwindigkeit Sb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereiches wird auf Q gesetzt.
(Schritt SA3) Es erfolgt eine Bestimmung, ob das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Vorschubgeschwindigkeit Fb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereichs als L instruiert ist. Falls diese Instruktion vorliegt (JA), geht das Verfahren zu Schritt SA5. Falls nicht (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SA4.
(Schritt SA4) Das Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis L wird berechnet. Die gesetzte Vorschubgeschwindigkeit, die für den Bereich unmittelbar vor der Referenzposition R, also die Bohr-Startposition, eingestellt wird, wird auf FP gesetzt, und der Wert für Fp/Fb wird als L gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SA5.
(Schritt SA5) Es erfolgt eine Feststellung, ob das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Spindel-Drehgeschwindigkeit Sb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereiches als Q instruiert ist. Falls diese Instruktion vorliegt (JA), geht das Verfahren zu Schritt SA7. Wenn nicht (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SA6.
(Schritt SA6) Das Spindel-Rotations-Geschwindigkeitsverhältnis Q wird berechnet. Die für den Bereich unmittelbar vor der Referenzposition R, also der Startposition für das Bohren, eingestellte Spindelrotationsgeschwindigkeit wird auf Sp gesetzt und der Wert Sp/Sb wird als Q gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SA7.
(Schritt SA7) Die momentane Position C wird gewonnen.
(Schritt SA8) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C im Abschnitt zwischen J und Z liegt. Liegt die momentane Position Z im Abschnitt zwischen J und Z (JA), geht das Verfahren zur Schritt SA9. Liegt die momentane Position C nicht im Abschnitt zwischen J und Z (NEIN), geht das Verfahren zur Schritt SA11.
(Schritt SA9) Der Wert Fb wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt und der Wert von Sb wird als die Spindeldrehgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SA10.
(Schritt SA10) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C die Lochbodenposition Z erreicht hat. Hat die momentane Position C die Lochbodenposition Z erreicht (JA), geht das Verfahren zu Schritt SA15. Hat die momentane Position C die Lochbodenposition Z nicht erreicht (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SA14.
(Schritt SA11) Eine Bestimmung erfolgt, ob die momentane Position C im Abschnitt zwischen I und J liegt. Liegt die momentane Position C im Abschnitt zwischen I und J (JA), geht das Verfahren zu Schritt SA12. Liegt die momentane Position C nicht im Abschnitt zwischen I und J (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SA13.
(Schritt SA12) Der Wert von Fb × ((C-I)/(J-I) × (1-L) + L) wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt, und der Wert von Sb × ((C-I)/(J-I) × (1-Q) + Q) wird als Spindelrotationsgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SA14.
(Schritt SA13) Wenn die momentane Position C im Abschnitt zwischen R und I liegt, wird der Wert von Fb × L als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt, und der Wert von Sb × Q wird als Spindelrotationsgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SA14.
(Schritt SA14) Durch Addition von Fc × 1/60000 als Bewegungsbetrag ΔFc pro Zeiteinheit als momentane Position C, wird die momentane Position C aktualisiert. Das Verfahren geht dann zu Schritt SA8.
(Schritt SA15) Der Wert von -Fb wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt, um die Bewegung von der Position Z des Bodens zur Referenzposition R auszuführen.
(Schritt SA16) Durch Addition von Fc × 1/60000 als Bewegungsbetrag ΔFc pro Zeiteinheit zur momentanen Position C wird die momentane Position C aktualisiert.
(Schritt SA17) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C die Referenzposition R erreicht hat. Hat die momentane Position C die Referenzposition R erreicht (JA), ist das Verfahren vervollständigt. Hat die momentane Position C die Referenzposition R nicht erreicht (NEIN), geht das Verfahren zurück zu Schritt SA16.
Das Berechnungsverfahren im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel soll nun mit Blick auf die FIGn. 6A, 6B und 6C beschrieben werden. Das zweite Ausführungsbeispiel schließt den Fall ein, dass die Vorgaben hinsichtlich des Geschwindigkeitsverhältnisses L und des Geschwindigkeitsverhältnisses Q gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel fehlen. Bezüglich der Flussdiagramme entsprechend den FIGn. 6A, 6B und 6C sind die Zeiteinheit, die Einheit bezüglich der Position, die Einheit der Vorschubgeschwindigkeit, und die Einheit bezüglich der Spindel-Rotationsgeschwindigkeit wie folgt: 1 [msek], [mm], [mm/min], bzw. [Drehungen/min].
(Schritt SB1) Der Bohrbefehlscode wird analysiert.
(Schritt SB2) Es erfolgt eine Bestimmung der Daten. Die Position des Lochbodens wird auf Z gesetzt. Die Referenzposition, d.h. die Startposition für den Bohrbefehl, wird auf R gesetzt. Die Referenz-Vorschubgeschwindigkeit, d.h. die Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, wird auf Fb gesetzt. Die Referenz-Spindel-Drehgeschwindigkeit, d.h. die Spindel-Drehgeschwindigkeit beim Bohren, wird auf Sb gesetzt. Die Startposition für den bestimmten, frei wählbaren Bereich wird auf I gesetzt. Die Endposition für den bestimmten, frei wählbaren Bereich wird auf J gesetzt. Die Kontaktposition wird auf K gesetzt. Das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Vorschubgeschwindigkeit Fb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereiches wird auf L gesetzt. Das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Spindel-Drehgeschwindigkeit Sb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereiches wird auf Q gesetzt. Das Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis an der Kontaktposition wird auf P gesetzt. Das Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis an der Kontaktposition wird auf T gesetzt.
(Schritt SB3) Es erfolgt eine Bestimmung, ob das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenzvorschubgeschwindigkeit Fb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereiches als L instruiert ist. Liegt diese Instruktion vor (JA), geht das Verfahren zu Schritt SB5. Wenn nicht (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SB4.
(Schritt SB4) Das Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis L wird berechnet. Die für den Bereich unmittelbar vor der Referenzposition R, welche die Bohr-Startposition ist, instruierte Vorschubgeschwindigkeit wird auf Fp gesetzt, und der Wert von Fp/Fb wird als L gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SB5.
(Schritt SB5) Es erfolgt eine Bestimmung, ob das Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Referenz-Spindel-Drehgeschwindigkeit Sb von der Referenzposition R zur Startposition I des bestimmten, frei wählbaren Bereiches als Q instruiert ist. Liegt diese Instruktion vor (JA), geht das Verfahren zu Schritt SB7. Wenn nicht (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SB6.
(Schritt SB6) Das Spindel-Rotations-Geschwindigkeitsverhältnis Q wird berechnet. Die gesetzte Spindeldrehgeschwindigkeit, die für den Bereich unmittelbar vor der Referenzposition R, welche die Bohr-Startposition ist, wird auf Sp gesetzt und der Wert von Sp/Sb wird als Q gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SB7.
(Schritt SB7) Die momentane Position C wird gewonnen.
(Schritt Sb8) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C im Abschnitt zwischen J und Z liegt. Liegt die momentane Position C in dem Abschnitt zwischen J und Z (JA), geht das Verfahren zu Schritt SB9. Liegt die momentane Position C nicht im Abschnitt zwischen J und Z (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SB11.
(Schritt Sb9) Der Wert von Fb wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt und der Wert von Sb wird als Spindeldrehgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht zu Schritt Sb10.
(Schritt SB10) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C die Bodenposition Z des Loches erreicht. Hat die momentane Position C die Bodenposition Z des Loches erreicht (JA), geht das Verfahren zu Schritt SB17. Hat die momentane Position C die Bodenposition Z des Loches nicht erreicht (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt Sb16.
(Schritt SB11) Eine Bestimmung erfolgt, ob die momentane Position C im Abschnitt zwischen K und J liegt. Liegt die momentane Position C im Abschnitt zwischen K und J (JA), geht das Verfahren zu Schritt Sb12. Liegt die momentane Position C nicht in dem Abschnitt zwischen K und J (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SB13.
(Schritt SB12) Der Wert von Fb × ((C-K)/(J-K) × (1-P) + P) wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt und der Wert von Sb × ((C-K)/(J-K) × (1-T) +T) wird als Spindelrotationsgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SB16.
(Schritt SB13) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C im Abschnitt zwischen I und K liegt. Liegt die momentane Position C im Abschnitt zwischen I und K (JA), geht das Verfahren zu Schritt SB14. Liegt die momentane Position C nicht im Abschnitt zwischen I und K (NEIN), geht das Verfahren zu Schritt SB15.
(Schritt SB14) Der Wert von Fb × ((C-I)/(K-I) × (P-L) + L) wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt, und der Wert von Sb × ((C-I)/(K-I) × (T-Q) + Q wird als Spindelrotationsgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SB16.
(Schritt SB15) Liegt die momentane Position C im Abschnitt zwischen R und I, wird der Wert von Fb × L als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt, und der Wert von Sb × Q wird als Spindelrotationsgeschwindigkeit Sc gesetzt. Das Verfahren geht dann zu Schritt SB16.
(Schritt SB16) Durch Addition von Fc × 1/60000 als Bewegungsstrecke ΔFc pro Zeiteinheit zur momentanen Position C wird die momentane Position C aktualisiert. Das Verfahren geht dann zurück zu Schritt Sb8.
(Schritt SB17) Der Wert von -Fb wird als Vorschubgeschwindigkeit Fc gesetzt, um die Bewegung von der Bodenposition Z des Loches zur Referenzposition R auszuführen.
(Schritt SB18) Durch Addition von Fc × 1/60000 als Bewegungsstrecke ΔFc pro Zeiteinheit zur momentane Position C wird die momentane Position C aktualisiert.
(Schritt SB19) Es erfolgt eine Bestimmung, ob die momentane Position C die Referenzposition R erreicht hat. Hat die momentane Position die Referenzposition R erreicht (JA), ist das Verfahren abgeschlossen. Hat die momentane Position C die Referenzposition R nicht erreicht (NEIN), geht das Verfahren zurück zu Schritt SB18.

Claims

Numerische Steuerung mit einer Vorschubwelle zum Bewegen eines Drehwerkzeuges und einer Spindel zum Rotationsantrieb des Drehwerkzeuges für das Bohren eines Loches in einem Werkstück, folgendes aufweisend: eine Einheit zum Setzen eines bestimmten, frei wählbaren Bereichs, der eine Kontaktposition, wo das Werkstück und das Drehwerkzeug erstmalig in Kontakt kommen, sowie Bereiche vor und nach der Kontaktposition in Bearbeitungsrichtung des Drehwerkzeuges enthält; eine Aktualisierungseinheit zum Aktualisieren einer momentanen Position der Vorschubwelle zum Bewegen des Drehwerkzeuges; und eine Geschwindigkeitsänderungseinheit zum Erhöhen einer Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubwelle und einer Spindeldrehgeschwindigkeit der Spindel in Abhängigkeit von der momentanen Position des Drehwerkzeuges, wenn diese in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich liegt.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 1, weiterhin folgendes aufweisend: eine Instruktionseinheit zum Bestimmen einer Loch-Bodenposition, wo das Bohren endet, einer Bohr-Startposition, einer Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, einer Spindeldrehgeschwindigkeit beim Bohren, einer Startposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, einer Endposition bezüglich des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, eines Bereichs-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses als dem Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren von der Bohr-Startposition zu der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs, eines Bereichs-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnisses als einem Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Spindeldrehgeschwindigkeit beim Bohren von der Bohr-Startposition zur Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs; und eine Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit, die in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich ein Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis der Vorschubwelle des Drehwerkzeuges in der momentanen Position aufgrund des Bereichs-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses und ein Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis der Spindel aufgrund des Bereichs-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnisses berechnet, wobei die Einheit zum Ändern der Geschwindigkeit die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindeldrehgeschwindigkeit in der momentanen Position aus dem Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis berechnet.
Numerische Steuerung gemäß Anspruch 2, wobei die Instruktionseinheit weiterhin folgendes bestimmt: eine Kontaktposition, wo das Drehwerkzeug und das Werkstück in dem bestimmten, frei wählbaren Bereich erstmalig in Kontakt miteinander kommen, ein Kontaktpositionsvorschubgeschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren in der Kontaktposition, und ein Kontaktpositionsspindeldrehgeschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Spindeldrehgeschwindigkeit beim Bohren in der Kontaktposition, die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit ein erstes Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis aus dem Bereichs-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem Kontaktpositionsvorschubgeschwindigkeitsverhältnis berechnet sowie ein erstes Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus dem Bereichs-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnis und dem Kontaktpositions-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnis in der momentanen Position von der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs zur Kontaktposition berechnet, und wobei die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit ein zweites Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis berechnet aus dem Kontaktpositionsvorschubgeschwindigkeitsverhältnis und ein zweites Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus dem Kontaktpositions-Spindelrotationsverhältnis in der momentanen Position von der Kontaktposition zur Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereiches berechnet, und wobei die Geschwindigkeitsänderungseinheit die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindeldrehgeschwindigkeit in der momentanen Position aus dem ersten Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem ersten Spindel-Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis in der laufenden Position von der Startposition des bestimmten, frei wählbaren Bereichs zu der Kontaktposition berechnet, und die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindelrotationsgeschwindigkeit in der momentanen Position aus dem zweiten Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und dem zweiten Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnis in der laufenden Position von der Kontaktposition zu der Endposition des bestimmten, frei wählbaren Bereiches berechnet.
Numerische Steuerung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei dann, wenn zumindest eine Bestimmung hinsichtlich des Bereichs-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnisses und des Bereichs-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnisses fehlt, die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit das Bereichs-Vorschubgeschwindigkeitsverhältnis und das Bereichs-Spindelrotationsgeschwindigkeitsverhältnis aus einer gesetzten Vorschubgeschwindigkeit berechnet, die für einen Bereich unmittelbar vor der Bohr-Startposition gesetzt ist, sowie aus der Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren, einer gesetzten Spindelrotationsgeschwindigkeit für den Bereich unmittelbar vor der Bohr-Startposition, und einer Spindelrotationsgeschwindigkeit beim Bohren.