DE1588093A1

DE1588093A1 - Anordnung zum automatischen Steuern von Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1588093A1
Application number: DE19671588093
Authority: DE
Inventors: Read Richard Eugene
Original assignee: Cincinnati Milling Machine Co
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1966-01-17
Filing date: 1967-01-12
Publication date: 1970-09-17
Also published as: US3430035A; GB1175423A; NL6700503A; FR1507817A; SE342922B

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsitraw·

zur B«oabt vom i}. Januar 1967

U. Nw* 4.km. The Cincinnati Milling Machine Co., 4701 Marburg Avenue, Cincinnati 9j State of Ohio, USA

Anordnung zum automatischen Steuern von Werkzeugmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum automatischen Betrieb von Werkzeugmaschinen mit Hilfe von programmierter und aufgezeichneter digitaler Information.

Im allgemeinen ist solche digitale Information auf einem Band aufgezeichnet. Sie verlangt, daß das zum Verwirklichen des Programm* verwandte Werkzeug einen bestimmten Durchmeseer oder eine besti?a»te Größe hat, um damit sicherzustellen, daß die Größe und die Form des fertigen Werkstückes genau der programmierten Form und Größe entsprechen.

In der Praxis kann es vorkommen, daß ein bestimmtes Schneidwerk mit dem Durchmesser und der QfBBe, wie ei von dem Programm auf einem gegebenen Band verlangt wird, nloht ohne weiteres zur V< fügung steht, während Schneidwerkeeuge mit geringfügig gröflefretf oder kleinerem Durchmesser oder Größe zur Verfügung stehen, Öle Erfindung zielt daher auf die Lösung des Prob le me s ab, wie verfügbaren Schneidwerkzeuge bei einem programmierten Maschineneinsatz verwandt werden können, selbst wenn sie nioht exakt 4efl forderungen des auf das Band aufgeseichneten Programms entgp

Zur Lösung dieses Problem» sieht die Erfindung ein'KompeneattÄ^^ system für den Durohmesser de· Schneidwerkzeuges vor, mit de» ίβί Ί der Bewegungebahn des Schneidwerkzeuges kein Stellungsfehler' tv* wird.

Gft.raöft einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Werkifltg

mit ilnam

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Jft

Steuersystem zum Bewegen

Schneidwerkzeuges auf einer Bahn vorgesehen, die durch eine Anzahl von'Punkten verläuft, die ihrerseits durch die Koordinatendimensionen festgelegt werden, die als digitale Information auf einem Pro-• grammierglied aufgezeichnet sind, in dem weiter für jede Koordinate . jedes Punktes ein Kompensationsfaktor aufgezeichnet ist und Adressensymbole für die Koordinaten und die Kompensationsfaktoren, wobei das Glied ein Schneidwerkzeug mit einem bestimmten Durchmesser verlangt. Das Steuersystem enthält auch eine Leseeinrichtung, die in Übereinstimmung mit der ihr von dem Programmierglied gelieferten Information Signale bildet, die die Koordinaten, die Kompensationsfaktoren und die Adressensymbole darstellen, die auf dem Programmierglied aufgezeichnet sind. Weiter ist eine Wähleinrichtung zum Erzeugen eines Signales vorgesehen, welches eine Zahl darstellt, in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Durchmesser, wie er von der Aufzeichnung für das Schneidwerkzeug verlangt wird, und dem Durchmesser des Schneidwerkzeuges, wie es tatsächlich verwandt wird. Weiter ist ein Rechner vorgesehen, der Signale von der Wähleinrichtung und von der Leseeinrichtung aufnimmt und Ausgangssignale erzeugt, welche die algebraische Summe jeder Koordinate mit dem Pro dukt der Zahl darstellen, die von dem Signal der Wähleinrichtung dargestellt wird, und den betreffenden Kompensationsfaktoren, so daß die Ausgangssignale die Koordinaten der Punkte auf der Bahn darstellen, über die das zu verwendende Schneidwerkzeug bewegt werden muß, um die Durchmesserdifferenz auszugleichen. Welter ist eine Antriebsanordnung mit einer Interpolationseinrichtung vorgesehen, die die AusgangsSignale aufnimmt und das Schneidwerkzeug entlang einer Bahn bewegt, die ihrerseits Endpunkte aufweist, die von den AusgangsSignalen dargestellt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Q Programmlerglied für ein Werkzeugmaschinen-Steuersystem vorgesehen,. ° welches das Sohneidwerkzeug über eine Bahn bewegt, die durch eine to

do Anzahl von Punkten festgelegt wird. In dem Glied sind die Koordinals ten dieser Punkte als digitale Information aufgezeichnet, ein fcop^er ^ sationsfaktor für jede Koordinate jedes Punktes, wobei diese Afc»» ■» pensationsfaktoren derart sind, daß sie bei Multiplikation mit der κ» gleichen Zahl Produkte bilden, die bei algebraischer Summierung mit den betreffenden Koordinaten die Koordinaten der Punktfolge geben, die eine Bahn festlegen, welche parallel zu aber in einem Abstand^ 79/2 M BAD ORIGINAL ^ " ² *£.

von der Bahn liegt, die von den in dem Glied gespeicherten Koordina- j ten festgelegt wird, und Adressensymbole für die Koordinaten· und . j die Kompensationsfaktoren. |

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Vorzugsweise ist Jeder Kompensationsfaktor gleich der Komponente, ! die parallel zu der betreffenden Koordinatenachse eines Vektors liegt; der von dem funkt zum Schnittpunkt von ewei geraden Linien verläuft,\ die parallel zu und in einem Einheltsäbstand von zwei geraden Linien j liegen, die diesen Punkt mit den benachbarten Punkten verbinden, von

denen die Koordinaten in dem Glied aufgezeichnet sind. ;

Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, daß das Kompensationssystem j für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges eine,- neue Bewegungsbahn ! erzeugt, die parallel zu der ursprünglich programmierten Bahn liegt,| ohne daß dabei Irgendwelche ünstftigkelten erzeugt werden, die j größer und damit weniger tolerierbar sind, als diejenigen, die sich ί in dem ursprünglichen Programm anfinden.

Ein noch anderer Vorteil dieser Erfindung wird darin gesehen, daß
die Schneidwerkzeugkompensation keine Oesohwindigkeitsfehler in das
Interpolations-Steuereystem einfflhfft«

Ein anderer wichtiger Vorteil dieser Erfindung wird darin gesehen,
daß sie ein sofort wirkendes KorrektHfiyitera für die Stellung des .
Schneidwerkzeuge« vorsieht, die tlhr*n1S des Betriebes an- und abgeschaltet werden kann, ohne daß dabei Weder in der resultierenden .*;
Bahn des Schneidwerkzeuges noch lh de^r, Vorschub ge β oh windigjc*lt
Stetigkeiten entstehen. ' .--' .' , ^v" .;/

° Das

SyUneidwerksseuges eignet Äiah' ÄUCh ohne #eiter*ee zum

achinenbewegur..:-- in sowohl sswei «le auth.Srei Richtung·^,

leiche Prlns.3-.. ' ^"--.Liehe Ausrü«t;ung ferwa^iit wird.

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Das erfindungsgemäße Steuersystem enthält in eeiner bevoraugten

-A.uaführungsform als ein weaentlichee Element ein Mittel, welches ·.-alne resultierende Vektor-Halbiarunpsli ¹Ie fiir ,'e-k?.;,. Winkel c ^z

ORtGlIiAL

der zwischen Normalen eingeschlossen wird, die von Endpunkten ausgehen, welche die Segmente der Werkzeugbahn bestimmen. Die Länge der Halbierungslinie wird von den Schnittpunkten von Linien bestimmt, die parallel zu den programmierten Werkzeugbahnsegmenten oder -strecken und in einem festen Abstand Eu den programmierten Strecken verlaufen, wobei dieser Abstand aus Gründen der Einfachheit ein Einheitsabstand ist. Die Richtung des Vektors kann aue"-". Gründen der Einfachheit von der Werkstückoberfläche weggerichtet sein. Das Steuersystem enthält auch Mittel zum Ausbilden eines Versetzungsfaktors für das Schneidwerkzeug. Dieser Faktor wird als Skalarer Multiplikator zum Erzeugen von neuen Vektoren verwandt, die das Produkt aus der Versetzung des Schneidwerkzeuges und den Vektor-Halbierungs-• linien der betreffenden Endpunkte sind. Sämtliche Produktvektoren legen dann einen Endpunkt auf der versetzten kompensierten Bahn des Schneidwerkzeuges fest. Signale, welche diese neuen Endpunkte darstellen, werden einem Interpolator zugeführt, der eine Anzahl von dichtpenachbarten und zwischen diesen Endpunkten liegenden Punkten erzeugt. Die Geschwindigkeit, mit der diese Zwischenpunkte erzeugt werden, hängt von zwei Faktoren ab« Der eine Faktor ist eine p»grammierte Geschwindigkeit und der andere ist ein Faktor, der von dem Abstand zwischen den Endpunkten abhängt, d. h. von den Streckenlängen, welche in die Interpolatoren eingegeben werden. Die Geschwindigkeit der Erzeugung der Zwischenpunkte ist dem zuerst genannten Faktor unmittelbar und dem anderen Faktor uagekehrt proportional, so daß diese Punkte mit einer Geschwindigkeit erzeugt werden, die eine konstante Vorschubgeschwindigkeit des Sehneidwerkseügea auf seiner Bewegungsbahn verursacht. Da die Eingangssignale Über die Strecken oder Segmente, die bei dem erfindungsgemäßen Syttjem in din Interpolator eingegeben werden durch die Komponenten geändert worden sind, die aus der Kompensation des Durchmesseri <tt· Schneiden Werkzeuges resultieren, bleibt die tatsächliche Geschwindigkeit des Schneidwerkzeuges auf seiner Bahn unabhängig von dem Betrag der Kon· pensation konstant. Auch dies 1st ein Vorteil der Erfindung, co

H , Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nun ΙΑ'#1ΐι·ηι Beispiel unter Bezuß- auf die beillegende Zeichnung beschrieben. Dajaei

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BAD O.^;.:-2!NAL

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Steuersystems für drei Achsen, welches die erfindungsgemäße Kompensation für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges enthält, und wobei der Fluß der Information gezeigt wird,

Figur 2 eine Darstellung eines Teiles eines ein Programm tragenden Bandes, wobei die bei der erfindungsgemäßen Anordnung verwandte Kodierung gezeigt wird,

Figur 3 eine schematische Darstellung des Prinzips der erfindungs-■ gemäßen Kompensation für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges und

Figur 4 ein mehr ins Einzelne gehendes Blockschaltbild eines Teiles des in Figur 1 gezeigten Systems, wobei der Informationsfluß und die Manipulatoren für das Versetzen des Schneidwerkzeuges gezeigt werden.

Ein Steuersystem, welches mit der Kompeneationseinrichtung für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges versehen ist, wird in seiner allgemeinen Form in dem Blockichaltbild von Figur 1 gezeigt. Der Zweck dieses Steuersystems liegt darin, eine gleichzeitige Bewegung der Schlitten 15, 16 und 17 zu erzeugen, um damit eine Relativbewegung zu bewirken, die sich sehr stark an die Bewegung eines Punktes im Raun entlang einer vorgegebenen Bahn annähert. Eine allgemein bekannte Anwendung einer solchen koordinierten Bewegung liegt bei automatischen Fräsmaschinen vor und wird dort "numerische Steuerung" genannt· II· dient lisa Herstellen von verwickelten Konturen auf einem Werkstück. Di· aohlitten 15» 16 und 17 werden mir ihren Bewegungfrichtungen identifiziert. Die Richtungen sind die X-Achse, die Y-Ahs* und die Z-Achse in dem Dreiaohien-Steuenyttem· Öle Ano Ordnung verwendet Daten, die in Informationsblocken auf eine« Leehai streifen 18 gespeichert find. Der Lochstreifen 18 ist ein konventionellex» Lochstreifen mit 8 Kanälen, bei den zur Aufzeichnung ein JJ- Adreseensehema verwandt wird und bei dem Jeder Informations^look *■* drei Dimensionen 1» BCD Kode enthalten kann, wobei Jeder Dirnen- φ tion eine Adrease vorangeht, die die Richtung bestimmt und die

Dimension einem der Schlitten 15, 16 und 17 zuordnet. Der Lochstrelfen 18 enthält auch noch eine Gruppe von Kompensationsfaktoren für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges, die ebenso im BCD Kode aufgezeichnet sind. Jedem Kompensationsfaktor geht eine P₁ Q oder R Adresse vor. Diese P, Q und H Adressen verknüpfen den jeweiligen Kompensationsfaktor mit den Zahlenworten, die den X-, T- und Z-Richtungen unmittelbar folgen. Zn Jedem Informationsblock können auf dem Lochstreifen 18 auch noch bestimmte Hilfafunktionen aufgezeichnet sein, die verschiedene An- Ausmechanismen zum Ansprechen bringen. Diese werden hier Jedoch nicht beschrieben, dandle Anwendung dieser Hilfefunktionen nicht zu dieser Erfindung gehört. In jeden Informationsblock kann weiter noch ein programmierter Wert über die Vorβchubgeschwindigkeit eingespeichert sein. Zur Trennung und Identifizierung der verschiedenen Informationsblacke auf dem Lochstreifen 18 wird jeder Informationsblock von einem Endsignal abgeschlossen.

In Figur 2 wird ein Abschnitt des Lochstreifens 18 gezeigt, der einen vollständigen Informationsblock enthält. Aus Gründen der Einfaohheit werden die Informationslinien durch gestrichelt· Linien wiedergegeben. Der erste Xnformationsabsohnltt, der in dem auf dem Streifen enthaltenem Block, gezeigt wird, ist die P-Adressenlinlt P*. Dieser folgt ein· Vorieiohenlini· 19, dl· angibt, ob dio folgend· numerische Information positiv oder negativ ist. Der Voneichtnlinie 19 folgt eine Gruppe aus vier Informationslinien 20, welche dl· vier Ziffern eines !Compensations faktor· für den Durchmesser de« Schntidwerkteuge» find. Dieser Faktor wird im folgenden nooh im Detail erläutert. Dem Faktor 20 folgt eine Adreseenlinle X' und dl· nächsten sieben Linien 2t des Lochstreifen· sind dl· Ziffern einer Dirnen·ion auf der X-Achse, Der Dimension 21 folgt eine Adrteeenlinie Q¹ und dieser Lini« folgt «in· weitere Voneichenlinlt 22. Dl· Voneichtn-JjJ lini· 22 gibt das Vorzeiohen d·· Rompen»ation·faktor· für dl· Y-Aeh- <o se an. Dieser Paltor ist in der aus den Linien 23 bestehenden Gruppe enthalten. Di· Information üb«r di· Y-Achs«, welcher di· Adreastn-SJ linie Y* vorangeht, folgt unmittelbar auf dem Lochstreifen und 1st -* in der aus den Linien 2k bestehenden Gruppe enthalten. Xhnlich 1st 0» die nächste Linie R¹ der Kompensationsfaktor für di· t-Aohit. Si folgt die Vorist«henlinl· 25· Dieser Voneiohenlini· folgfe u&r-.n 411

i:\i:t*»X$*shG Information, die In U*jf mt 3*τϊ Linien 26 79/Γί ^

BAD V>i ·.;»·.

Gruppe enthalten ist. Die Position wird dann endgültig durch die · Adressenlinie Z* bestimmt und die Z-Achsendimension ist in der Liniengruppe 27 enthalten. Die letzte in dem Informationsblock des Lochstreifens 18*enthaltene Information wird durch die Linien 28 gegeben, die die Vorschubgeschwindigkeit festlegen. Diesen Linien geht die Adressenlinie E F* voraus. Diese Zahl gibt den numerischen Wert der programmierten Vorschubgeschwindigkeit an. Das Ende des Informations-blockes wird durch die Linie EB angezeigt, die die letzte Informationslinie in dem gezeigten Block 1st.

Der Lochstrelfen 18 wird von einem Lochstreifenleser 29 geben. Dieser enthält eine Kode-Wandler. Dieser Wandler ändert die im BCD Kode gespeicherten Dimensionen und Vorschubgeschwindigkeiten, wie auch die Faktoren, die den Durchmesser des Schneidwerkzeuges betreffen, in reine binäre Zahlen uä. Diese binären Zahlen werden nacheinander vom Lochstreifenleser und dem Kodewandler 29 ausgegeben; die Bits mit der geringsten Wertigkeit zuerst. Der Lochstreifenleser 29 enthält auch einen Faritätsprüfer üblicher Bauform» Dieser prüft die in den Streifen 18 eingestanzten Daten und vergleicht sie mit bestimmten Standardwerten, um ihre Gültigkeit festzustellen. Falls sich dabei ein ungültiger Wert herausstellt, wird ein Signal erzeugt, um die Steuerung und auch die gesamte Maschine anzuhalten. Paritätsprüfer sind allgemein bekannt und bedürfen hier keiner weiteren Beschreibung.

Die in der erfirtdungsgemäßen Steuerung enthaltende Schneidwerkzeugkompensation beeinflußt die von dem Lochstreifenleser 29 ausgegebenen Daten, bevor sie in eine Differenzbildungsschaltung 30 eingegeben werden. Diese Daten werden in die Schaltung 30 eingegeben und _o stellen In jedem Fall dl· Summe oder die Differenz zwischen einem < ° programmierten Punkt vom Lochstreifen 18 und einem Korrektionsfak tor dar. Damit werden Größen für eine Bewegungsbahn erzeugt, die für Ot alle Schntidwerks«uggr8Aen korrigiert 1st, die von dem Normwert ab- j *"*· welchen» für den das Programm des Lochstreifens 18 eingerichtet ist.

Die Steuerung für das Versetzen des Schneidwerkzeuges enthält eine co Gruppe von mit der Hand zu betätigenden Schaltern 31» die bei Betätigung ein Ausgangssignal im BCD Kode erzeugen, welches die Digits

BAD OKiGiNÄL ' ""

einer voreingestellten Größe represäntiert, die gleich der Differenz zwischen dem Solldurchmesser des Schneidwerkzeuges und dem tatsächlichen Durchmesser des zu verwendenden Schneidwerkzeuges ist. Diese Schalter werden in der gleichen Weise wie die Ausgangswerte des Lochstreifenlesers abgefragt und die dabei erhaltene BCD Darstellung wird dem Kode-Wandlerabschnitt des Lochstreifenlesers 29 zugeführt, der eine reine binäre Zahl erzeugt, die der Einstellung der Schalter 31 äquivalent ist. Die Differenz des Radius des Schneidwerkzeuges wird dann der Rechenschaltung 32 für die Schneidwerkzeugkompensation zugeführt, wo sie nacheinander mit den programmierten Kompensationsfaktoren 20, 23, 26 für den Schneidwerkzeugdurchmesser in den Richtungen der drei Achsen multipliziert wird, wobei drei Produkte entstehen, die die Korrekturen darstellen, die mit den drei Angaben 21, 24 und 27 über die neue Stellung vom Band 18 kombiniert werden müssen. Die Rechenschaltung 32 kombiniert diese Korrekturen mit den Angaben 21, 24 und 27. Die Ergebnisse werden dann in die Differenzbildungsschaltung 30 eingegeben. Die Kombina tion, die dann in der Rechenschaltung 32 auftritt, ist eine algebraische Summe abhängig davon, ob der wirkliche Radius des Schneid werkzeuge? größer oder kleiner als der Sollwert ist und abhängig von den Vorzeichen 19, 22 und 25. Zu den Schaltern der Einheit 31 gehört auch ein Schalter, der in die eine oder die andere von zwei Stellungen gelegt wird, die eine Untergröße und eine Übergröße be deuten. Die letztere 1st dabei als der Zustand definiert, bei dem das verwandte Schneidwerkzeug größer als das Schneidwerkzeug ist, welches vorn Programm gefordert wird. Dieser Schalter für die r Ober oder Untergröße arbeitet zusammen mit den Vorzeichenlinien 19, 22

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gebraische Summlerungsschaltung in dem Rechner r, _s um das Kompensationsprodukt zu addieren oder

och erläutert wird. Das heißt, daß die in die -r-chaJtunf-: 30 eingegebenen Zahlen über die Stellung

j-tst':] Iv ^ des Schneidwerkzeuges korrigiert wer-' "·ufrt^V,■■ - 1 tn p^?li;1.ven oder Im negativen Sinne

de) KoinoenBationBrechenelnrichtung 3? werden regefcen,, die einen Registerepeicher für die rjeji 'Wprte h.'it* Die erete Dimension eines

BAD ORIGiNAL

neu abgelesenen Blocks, die entsprechend der Durchmesserdifferenz des Schneidwerkzeuges korrigiert wurde, wird mit der nächst-vorhergehenden entsprechenden Dimension verglichen. Zum Beispiel wird die neu gelesene und korrigierte Dimension für die X-Achse mit der zuvor gelesenen und korrigierten Dimension für die X-Achse verglichen. Diese beiden X-Achsen Dimensionen haben die beschriebenen Kompensationskreise für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges durchlaufen und sind damit für den tatsächlich verwandten Durchmesser korrigiert· In den Richtungen der drei Achsen wird eine Gruppe von Differenz·ignalen erzeugt. Falls Differenzen bestehen, wird auch ein binäres Zahlenwort gebildet. Diese Differenz-Zahlenworte werden geprüft, um ihre Richtungen auf den betreffenden Bewegungsachsen in Bezug auf die vorhergehenden Punkte festzustellen. Ein Vorzeichen, Minus oder Plus, wird jedem Wort in Übereinstimmung mit seiner Richtung in Richtung auf oder weg vom Ursprung der Achsen zugeordnet. Die Differenzworte werden dann nacheinander aus der Differenzblldungssohaltung 30 in die nächste Schaltungseinheit 33 eingegeben. Auch dl· neu abgelesene Dimension, die entsprechend der Schneidwerkzeugkompensation korrigiert 1st, wird in der Differenzblldungsschaltung 30 gespeichert und als vorhergehender Punkt benutzt, wenn der nähst· Informationsblock vom Streifen 18 abgelesen wird.

Die drei Kompensationsfaktoren 20, 23, 26 und ihre miteinander verf&chtenen Dimensionen 21, 24, 27 werden nacheinander von de« Streifen 18 abgelesen und für Jede Steuerdimension wird eine Different gebildet, wie dies beschrieben wurde. Jede von diesen drei Differenzen wird einer geeigneten Registerschaltung in der nächsten Schaltung» einheit 33 zugeführt, die die Differenzen zuerst In der Form speichert, wie sie aus der Differenzbildungssehaltung 30 auttreten, und dann, wenn si· alle ausgegeben worden sind, wandelt die Schal·· tong 53 die drei Differenzen gleichzeitig in eine normalisierte Font am und sie werden dann sämtlich zwecks folgender Verwendung gespei« ei»i»fe* Die Normalisierung der Differenzzahlen unterdrückt die voran* ^Ätmiftii "Nullen" in den Bits mit der höchsten Wertigkeit, bit die ;_;,"^r i-Λ d ^:''&bl an ihrer Bitsteile mit der höchsten Wertigkeit eine" . ^:- -νά. 1-i.jiär« Zahlen werden In ihrer üblichen Form betraoh^et, ■'■■ ^: '-'<.-; κ^! Uh ■'</■ und "1" Symbole haben. Diese Normallsle-

BAD

rung ist in Wirklichkeit eine gleichzeitige und sukzessive Multiplikation der Differenzzahlen mit ihrer Wurzel 2 bis die "0" mit der höchsten Wertigkeit in dem größten Differenzzahlenwort verschwindet. Die Normalisierung der Differenzzahlen ändert ihren Modul Der Modul einer Zahl ist die Zahl der endlichen Zustände, die die wertigen Bits des binären Zahlenwortes darstellen können. Die nachlaufenden Nullen, ä. h. diejenigen in den Stellen mit der geringsten Wertigkeit vor der Normalisierung, werden nicht als wertig angesehen

Die normalisierten Differenzzahlen werden dann gleichzeitig auf die nächsten Schalfcungsblöcke 3¹*, 35 bzw. 36 übertragen, die für jede Differenzdimension gleichzeitig eine Interpolation ausführen. Bei der Durchführung der Interpolation addiert jede Schaltung 34, 35 bzw. 36 die betreffende normalisierte Differenzzahl so häufig, wie die Modulzahl angibt. Während dieser ©"iterativen Additionen übersteigt die Summe den Modul und die überschüssigen Bitsignale ire ten als Übertrag» oder Überflußsignale auf, die einer entsprechenden Sammlerschaltung 37» 38, 39 zugeführt werden, wo sie algebraisch mit dr vorhergehenden Ansammlung zusammengefaßt werden. Sie erzeugen daher kontinuierlich eine dynamische Zahl, die in absoluten Werten gemessen von dem Punkt ausgeht, der vorher von dem Streifen iC abgelesen wurde und entsprechend der Schöneidwerkzeugkompensation korrigiert ist, bis zu dem nächstfolgendem Punkt, d. h., von dem einem zu dem anderen der beiden Punkte, von denen das Differenss&hlenwort in der Differenzbildungsaehaltungseinheit 33 erhalten wurde Die betreffenden Vorzeichensignale aus der Differenebildungesohaltung 30 werden den Sammlerschaltungen 37, 38, 39 zugeleitet, ua diese Schaltungen so zu stellen, daß sie die Überträge tu der vorhtrgthenden Ansammlung addieren oder von dieser subtrahieren in Übereinstimmung mit der Richtung der Differenz, über der die Interpolation stattfindet. ο

« Bestimmte Ziffern der angesammelten Zahlen, die in den Sammlern £ 37, 38, 39 in binärer Form gespeichert sind, werden periodisch und ^ zyklisch einer Vervielfacherschaltung ko zugeführt, die diese ab gegriffenen Abschnitte mit einem festen Paktor multipliziert, um

den abgegriffenen Abschnitt des gesammelten (Jliedee über einem festen Bftreioh mit dem Modul der ftüekkopplungsvorrichtungen «yklUc zu η;;· ·!:.; '-U> Zahl der ημ,λ r.der Λαν Zlffamstellen der Sammler ν

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38, 39, die abzugreifen ist, ist fest und der Wert der abgegriffenen Ansammlung wiederhat sich daher periodisch. Zum Beispiel können die Sammler nur an ihren zehn Bits mit der geringsten Wertigkeit abgefragt werden und in einem binären System bedeutet dies, daß die abgegriffene Zahl über je 1024 Überträge periodisch ist. Falls jedes Bit mit 0,0002 Zoll pro Bit bemessen wird, liegt die entsprechende Bewegung eines Schlittens bei 0,2048 Zoll. Bausteine für die Peinsteuerung in dem Analogsystem lassen sich sehr zweckmäßig zur Verwendung in einem System erhalten, das über 0,200 Zoll periodisch ist. Deshalb wird in der Vervielfacherschaltung 40 ein fester Vervielfacherwert von 1,024 verwandt, der die abgegriffenen zehn Bits über 0,200 Zoll periodisch macht.

Der Ausgang der Vervielfacherschaltung 40 1st an einen Digital-Analogwandler 4l angeschlossen, der die binäre Information in ein analoges Spannungssignal umwandelt, welches einem Wechselspannungsträger aufgedrückt wird. Dieses Signal wird dann weiter geleitet und erregt die Statorwicklungen in einer Gruppe von Positionsanalogeinheiten 42, 43, 44 von Resolver-Bauart,der Servokrelse der drei Achsen. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Analogeinheiten Sy steme mit mehreren Geschwindigkeiten sind, die eine eindeutige Steuerung über dem vollen Bereich der Bewegungen der betreffenden Schlitten zulassen. Das System 1st für eine kontinuierliche oder lonturensteuerung gedacht und die Nacheilung der augenblicklichen Sehllttenstellung hinter dem Eingangskommandosignal ist normaler weise viel geringer als der zyklische Abschnitt des feinsten oder genauesten analogen Stellungsignales. Im Normale etrieb wird daher

nach der Ausrichtung nur der Peinbereichsabschnitt; ■'< erwandt und in

Gcm speziellen Fall ist dies der Resolver mit άακ· 0,200 Zoll Be-■s> ^c* IL, auf äen o'^eu Bezug genommen wurde. Jeder i,-·;* Ausganges ammler ' "Γ'ΙΗ jdh einen absoluten Wert über dem να 1¹Icn 'Bereich bei, der i_t r- '5^si.f'Jite!iiier Welse an die Analogeinheiten h? . ^!t? und 44 an- - '-Ii -'-Ij- ist«

Eit'tG fl2^!uppe von Prüf- und Gleichrichterschait^niit ■■:■ ^;;π, Ί6 und 47 ±r;% "j<:-VFcaehen und Jede von diesen ist an den Au&^amr, der entapre-G^'iir"-*'·;. Analoff· ;ΐ· ι/': Ii ^2_t ^3 und HH an pe sch los β er;, Diese Prtlfschal-

- 11 - BAD ORIGINAL

tungen werdenperiodisch und zyklisch in zeitlicher Verbindung mit dem Anschluß der Ausgangssammler 37, 38 und 39 an die Vervielfacherschaltung 40 betrieben, um das Wechselspannungssignal von den Analogeinheiten 42, 43 und 44 Qleichspannungs-Halteschaltungen 48, 49 und 50 zuzuleiten. Die Halteschaltungen 48, 49 und 50 speichern die geprüften und gleichgerichteten Spannungen von einer Prüfperiode bis zur nächsten. Jede Halteschaltung 48, 49 und 50 leitet das gespeicherte Spannungssignal einem Kraftverstärker 51, 52 bzw. 53 zu, und diese Verstärker liefern die Eingangserregersignale für Motore 54, 55 und 56. Die Motore 54, 55 und 56 können z. B. hydraulische Motore sein. Es leuchtet ein, daß die Motore in Figur 1 konventlonel-' Ie elektro-hydraulische übertrager einschließen, die einen solchen Betrieb der Motore bewirken, daß die entsprechenden Schlitten 15, und 17 angetrieben werden, an die sie mechanisch angeschlossen sind. Die Motore 54, 55 und 56 sind mechanisch auch an die Stellungs-Analog einheiten 42, 43 und 44 angeschlossen, um die betreffenden Servoschleifen zu schließen und die verstärkten Signale werden von den Verstärkern 51, 52, 53 den Motoren 54, 55 und 56 In solcher Weise zugeleitet, daß die Analogeinheiten 42, 43, 44 in einer Richtung angetrieben werden, die zu einer Reduzierung der in den Halteschaltungen 48, 49, 50 gespeicherten FehlersigidLe führt.

Die Betriebsgeschwindigkeit der Motore 54, 55 und 56 hängt von der Amplitude des Fehlersignalee ab, wenn dieses der betreffenden Haltesohaltung 48, 49, 50 zugeführt wird. Diese Amplitude ist der Änderung der Dimension in dem entsprechenden SammjJler 37, 38, 39 unmittelbar proportional, an den sie In dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Prüfperioden angeschlossen ist. Diese Änderung in dem Dimensionswort ist ihrerseits der Geschwindigkeit der Ansammlung der ο Übertrageignale unmittelbar proportional oder genauer proportional ° su der Iterativen Additionsgeschwindigkeit, mit der die Interpolate tortn 34, 35, 36 betrieben wurden. Durch die Regelung der Interpolate tiontgesohwindlgkeit kann damit die Geschwindigkeit der Bewegung der Il . Schlitten 15, 16, 17 und die entsprechende Geschwindigkeit der Er-Jj? leufung der betreffenden Bahn 1» Raum gesteuert werden.

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' Wie oben erwähnt wurde, können die Informationsblocke auf dem Streib 79/2 -32 -.

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fen 18 eine programmierte Vorschubgeschwindigkeit enthalten. Diese Größe der Vorschubgeschwindigkeit wird in der Leseschaltung in eine binäre Zahl umgewandelt, die einer Steuerschaltung 57 für die programmierte Vorschubgeschwindigkeit zugeleitet wird, und diese Schaltung erzeugt eine Folge von Signalen, die der programmierten Vorschubgeschwindigkeit direkt proportional sind. Mit der Schaltung 57 wird auch Vorsorge für eine Übersteuerungs-Regelung der Vorschubgeschwindigkeit getroffen, die die programmierte Vorschubgeschwindigkeit proportional herabsetzt. Die Vorschubgeschwindigkeitssteuerung 1st die tatsächliche oder resultierende Bewegung des Punkted durch den Raum und deshalb ist eine Rechenschaltung 58 vorgesehen, in der eine Folge von Torimpulsen erzeugt wird, deren Frequenz in Übereinstimmung mit dem reziproken Wert einer Annäherung der Vektorsumme der Wegstreckenlängen der betreffenden Koordinatenrichtungen veränderlich ist, über denen die Interpolationvausgeführt wird. Das heißt, die Impulsfolge von der Schaltung 58 1st der Quadratwurzel der Summe der quadrierten Längen unmittelbar proportional, die von den getrennten Differenzzahlen dargestellt werden. Es sei daran erinnert, daß diese Differenzzahlen erzeugt werden, nachdem die Schneid Werkzeugkompensation durch Korrektur der Eingangspositionsdaten durchgeführt ist. Da sie von korrigierten Daten erzeugt werden, gibt die Vorschubgeschwindigkeit ein Bild der Wegstreckenlänge nach der Kompensation. Deshalb wird kein Fehler in die Vorschubgeschwindigkeitssteuerung eingeführt als Resultat einer Differenz zwischen der wirklichen Länge der Wegstreckt und der programmierten Bahn Infolge dtr Korrektur dtr Schntldwerkituggröftt. Die beiden Folgtn der Torisjpulat το» dtn Schaltungen 57 und 58 werden tiner Interpolation·- ! antritbssohaltung 59 «ugtltittt, aus dtr diskrete Inpuliblöokt mit ' tintr Witdtrholungsgtschwindigkeit austreten, dit tint Funktion dtr btidtn Tori«pulsfolgtn lit. Jeder diskrete Block dtr Interpolatorantritbsiepulst trstugt in Jede» dtr Interpolators 3*, 35 und 3f

• tint !triennialge Addition. ι*

Om llooksohaltbild von Figur 1 tnthält auch einen Sttutrosiillator fmä «int Zyklufsttutnehaltung 60, duroh dit dit Bltatntt duroh 4it M §ts*tt Sttwtranordnung gttritktn und in rlohtiger itit11ohr Bti|i· _. bung lutinandt* gehalttn wtrdtn* DIt Zeitschaltung sttit sieh aus f|/f -15-

dem Oszillator, zwei ringförmigen Schaltregistern und einer Dekodiermatrix zusammen. Die Dekodiermatrix kombiniert die Ausgangswerte der vorgegebenen Stufen der zyklisch arbeitenden Schaltregister zusammen, um Torsteuersignale zu erzeugen, um in der Steuerung verschiedene Prüfungen zu bewirken, so daß die richtige zeitliche Abhängigkeit beibehalten wird.

Die erfindungsgemäße Kompensation für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges läßt sich am besten unter Bezug auf Figur 3 erklären, die eine schematische Darstellung der Kompensation für zwei Achsen zeigt. Die programmierte Bahn für den Mittelpunkt eines Schneidwerkzeuges mit vorgegebenen Durchmesser wird als die ausgezogene Linie dargestellt, welche die Punkte Dl, D2 und D3 verbindet. Dies sind die Punkte, die durch die Daten für die beiden Achsen festgelegt werden, z. B. mit Bezug auf die Richtungen der X- und der Y-Achse. Die für den Mittelpunkt eines Schneidwerkzeuges gewünschte Bahn, dessen Durchmesser über dem vorgegebenen Wert liegt, wird als gestrichelte Linie gezeigt, die die Punkte Dl', D2^Y und D3¹ verbindet. Dies sind die Punkte, für die X- und Y-Achsendaten erzeugt werden müssen, um die Beschreibung der korrigierten Bahn zu erzeu gen. Der Betrag der Versetzung des Schneidwerkzeuges wird durch die senkrechten Linien Nl und N2 gezeigt, die zwischen der programmier ten Bahn und der gewünschten Bahn verlaufen. In der Figur liegt das Werkstück innerhalb der Kurve der programmierten Bewegungsbahn, d. h. auf der Seit· der Bahn Dl, D2, D3 gegenüber der ntuen Bahn Dl', D2' und D3*. Et hat sieh herausgestellt, da* dl· geraden Linien, die die Punkte Dl, D2, D3 mit den neuen Punkten Dl¹, D2', D3' verbinden, den ■wi·chen den normalen eingeschlossenen Winkel in iwei Teile unterteilen, d. h. den Winkel s, $, iwisehen Nl und N2, die _o von jeden programmierten Punkt Dl-, D2, D3 su den gewünschten Bahng segMenten auf beiden Selten der neuen Punkte Di», D2» und D3¹ teree laufen# Diel wird in den Diagramm an der Stelle Da geneigt, wo öle ee gerade Linie V von den Punkt D2 durch den gewünschten Punkt Dt¹ ^ verläuft und den Winkel iwlsohen den Normalen Nl und N2 unterteilt. ei

eo Diese Unterteilung gilt In jeden Fall, gleichgültig ob für eint : innenliegend· Kurve oder «Ine aufenliegende Kurve, wobei dl· Kurven

IDÖÖUSJ

if

durch die Punkte der geraden Streckensegmente bestimmt werden, die sich an die glatte Kurve annähern. Jeder Informationsblock auf dem Streifen 18 in einem Zweiacheen-System enthält ein Adressensymbol P¹, dem eine vierstellige Zahl im BCD Kode folgt, und ein Symbol Q¹,-dem eine vierstellige dezimale Zahl folgt. Diese Zahlen enthalten die entsprechenden Koordiantenlängen der aufgelösten Vektorkomponenten P¹' und Q'· in Figur 3 für den Vektor-Bisektor V. Dies 1st die gleiche Lochstreifeninformation, wie sie unter Bezug auf Figur 2 der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, aber in der Ewei-Achsensteuerung werden die Z-Achsen Information 27, die Adressenlinie R* und der Korrekturfaktor 26 weggelassen. Der Vektor-Bisektor V wird nach zwei Gesichtspunkten festgelegt. Erstens wird sein Winkel durch die Lage des Punktes D2 und die Richtung der !formalen Nl, N2 festgelegt, die sich aus der programmierten Bahn Dl, D2 D3 berechnen lassen. Zweitens ist die Länge des Vektors-Bisektors V bestimmt als der Abstand zwischen D2 und einer Bahn, die parallel zu und in einem Einheitsabstand U von dem programmierten Bahnabschnitt D2-D3 liegt. Auch dies ist zu berechnen. Die gleiche Länge würde sich für den Vektor-Bisektor V ergeben, falls das Diagramm mit Bezug auf den programmierten Bahnabschnitt D1-D2 gefertigt worden wäre. Die Länge des Vektors-Bisektors V ist immer größer als eine Einheit. In dem Zweiacheen-Koordinatensystem kann die Länge des Vektors-Bisektors V durch die Koordinatendimensionen der Linien P" und Q", In Figur 3, festgelegt werden. Wenn diese mit dem skalarem Wert der Normalen N2 multipliziert werden, erhält man die Konricturdimensionen X_rt und Y_n, mit denen die Vektorlänge der geraden Linie zwischen dem programmierten Punkt D2 und dem neuen Punkt D2¹ bestimmt wird. Unter Bildung der Koordinatendimensionen des Punktes D2' können diese Dimensionslängen dann unmittelbar den Ko_o ordinattndimensionen des Punktes D2 tugeettet werden. Die Koordi- ° natendinen·ionen der Linien BP¹¹ und Q¹* la·βen sich ohne weitere· au·'dem Vektor-Bisektor V ableiten, während der Lochetrtiftnvorbeoo reitung. Die· wird im allgemeinen mit Rechenmaschinen erledigt* Di· ^ se Maschinen haben, nachdem sie die Punkt· Dl, D2 und D3 auf tintr ^m vorgegebenen Bahn berechnet haben, sämtliche Information, &Ü *M& ep Auflösen der D ine ne ionen P" und Q" erfordern oh let. Bet

Lochetrtifenvorbtreitung ist keine besondere Information·* C 79/2 - If -

BAD Oftiis.,./.

lieh und das übliche Programm kann damit zum Erzeugen der Werte von P·¹ und Q¹· für den Lochstreifen 18 verwandt werden. Dies gilt auch in einem Dreiachsen-System, bei dem die Rechenmaschine die Kontur des Werkstückes kennt und daher bei der folgenden Verarbeitung auch verwendet werden kann, um den Wert der Zahl zu berechnen, die der Adressenlinie R¹ folgt. Der skalare Paktor, der durch die Normale N2 dargestellt wird, ist der Betrag der Kompensation für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges und dieser wird von der Maschinenbedienung geliefert, wenn sie den Betrag eintastet, um den das zu verwendende Schneidwerkzeug von der Größe des normalen Schneidwerkzeuges abweicht, für das der Lochstreifen 18 vorbereitet wurde.

Die von der Kontur des Werkstückes wegstrebende Richtung wird positive Richtung genannt und eine Korrektur für ein Schneidwerkzeug mit Übermaß wird als positive Korrektur bezeichnet. Auf diese Weise wird die Richtung des Vektors-Bisektors V festgelegt und durch die Schaltung in der Maschinensteuerung wird eine neue Bahn auf der korrekten Seite der programmierten Bahn berechnet.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Koordinaten (X-, Y-) der Punkte Dl-, D2-, D3- usw. aus den folgenden Gleichungen berechnet werden:

X' = X + N2P^lf
Y¹ = Y + N2Q",

wobei (X, Y) die Koordinaten der Punkte Dl, D2, D3 und so weiter sind.

Da die Rechenmaschine, die die Werte der Korrekturen P¹' und Q¹· _o in der früheren Verarbeitungsroutine erzeugt, kennt die Werkstück- ° kontur, wenn diese Korrekturen bestimmt werden. Ein Korrekturfaktor

to *

oo für eine dritte Achse kann ebenso einfach für ein Dreiachsen-Steu-

m erprogramm gebildet werden, so daß dieses System für ein Dreiacb,- ^ sen-Schneidwerkzeugkompensationssystem gleichermaßen kompatibel o> wird. Dem Kompensation faktor für die dritte Achse oder Z-Achse . co könnte eine Buchstabenadresse vorangehen, wie in dem Beispiel von Figur 2, R». Ebenso würde das vieretelllge Zahlenwort 26 im BCD

C 79/2 - 16 -\

Kode folgen, wie in dem Fall der X- und Y-Achsenkorrekturfaktoren 20, 23 und mit den Adreseen P¹ und Q^f identifiziert werden. Die vierstellige Korrektionszahl wird hier nur zur Erläuterung verwandt, wobei man erkennt, daß dies willkürlich geschieht und der Steuerung einige Beschränkungen zufügt. Zum Beispiel, die Maximallänge des Vektors-Bisektors V, die durch die vierstelligen Koordinatendimensionen bestimmt werden kann, die den Adressen P¹, Q¹ und R¹ in einem Steuersystem mit drei Achsen folgt, beschränkt die Schärfe einer Ecke, die bei Schneidwerkzeugkompensation routinemäßig zustandegebracht werden kann.

Das den Informationsfluß zeigende Blockschaltbild für den Rechenabschnitt der Steueranordnung aus Figur 1 wird in Figur 4 in größerem Detail gezeigt. Die Schalter 61 für die Kompensation des Schneidwerkzeugdurchmessers umfassen eine Gruppe von handbetätigten Schaltern, auf denen dezimale Stellen für einen Bereich von Unterschieden in der Schneidwerkzeuggröße vermerkt sind. Die Schalter liefern Ausgangssignale auf die parallelen Verbindungsleitungen 62, die die Schaltereinstellungen in BCD Information umwandeln. Die Ausgangssignale stehen in einer Beziehung zu der radialen Größe, da die tatsächliche Bahn um einen Betrag verschoben ist, die gleich der radialen Differenz ist. Diese Schalter sind in der Schaltungseinheit 31 von Figur 1 enthalten. Jeder Schalter arbeitet dann als Wandler vom Dezimalsystem in das BCD System und jeder Schalter er zeugt eine Ausgangsinformation, die in der gleichen Form wie die Informationslinien auf dem Lochstreifen 18 auftreten. Eine Schalterabfrageschaltung 63, die auch in der Schaltungseinheit 31 von Figur 1 enthalten 1st, wird betätigt, um die Information über die Kompen sation des Schneidwerkzeugdurchmessers nacheinander auf eine Eingangsleitung 64 zu geben, die zu einer Torschaltung 65 führt. Das ο Tor 65 wird geöffnet, um die Leitung 64 an eine Leitung 66 anau-[JJ schließen, wenn Ab frage impulse an die Abfrageschaltung 63 gegeben *f werden. Die Schaltung 63 wird mit Abfragesteuerirapulsen erregt, die "**· über eine Leitung 67 von der zyklischen Steuerschaltung 60 zugeführt Φ werden und während der gleichen Zeit wird über eine Leitung 68 ein Steuersignal an da» Tor 65 angelegt. Dae Tor 65 arbeitet auch wÄhrtnd

&lm® Locnatrelfenableeesyklue und legt das Aus gang» signal der Lm-79/2 _ _ir

einrichtung 29a an eine Signalleitung 69 an, die es der Wandlereingangsleitung 66 zuführt. Gleichzeitig trennt das Tor 65 die Leitung 64 von der Leitung 66. Der Kode-Wandler 29b wandelt die BCD Information, die er über das Kabel 65 empfängt, in eine reine binäre Form um, die über eine Leitung 70 weitergegeben wird, das Bit mit der geringsten Wertigkeit zuerst.

Die Ausgangsleitung 70 ist an drei Torschaltungen 72, 73, 74 angeschlossen. Zu bestimmten Zeitpunkten während der Lochstreifenablesung und der Berechnung der Schneidwerkzeugkompensation wird jede Torschaltung durch ein Steuersignal auf einer der Leitungen 78, 82, ' 91 von der Zyklussteuerschaltung 60 geöffnet, um das binäre Zahlenwort von der Wandlerschaltung 29b einer geeigneten Schaltung zuzuführen. Das Tor 73 wird durch ein Steuersignal auf einer Eingangssteuerleitung 78 von der Zyklussteuereinheit 60 zu dem Zeitintervall geöffnet, während dem die binäre Zahl auf der Leitung 70 aus der Dimension über die Versetzung abgewandelt wird, die an den Schaltern 61 erzeugt wird. Die binäre Zahl wird durch das Tor auf eine Leitung 79 gegeben, die zu einem Register 80 führt, in dem der Schneidwerkzeugkompensationswert gespeichert ist. Die numerischen Werte 20, 23, 26 von dem Band 18 werden jeweils in einem Register 81 gespeichert, nachdem sie gelesen und umgewandelt wurden. Immer dann also, wenn einer dieser Werte aus dem Wandler 29b auf die Leitung 70 gegeben wird, wird das Tor 72 durch ein Steuersignal auf der Leitung 82 geöffnet und das binäre Signal von der Leitung 70 wird auf eine Eingangsleitung 83 gegeben, die es in das Register 81 eingibt. Der Inhalt der beiden Register 81 und 80 wird gleichzeitig • in einen Vervielfacher 84 über Leitungen 85, 86 gegeben, durch die Verbindung der Folgen der Verschiebeimpulse, die stufenweise auf die Registererregerleitungen 87, 88 gegeben werden. Diese Impulse wer-Q den auch an der Zyklussteuerschaltung 60 gebildet. Der Vervielfacher 84 erzeugt ein Produkt, von dem jeder der Werte von 20, 23 oder 26 co in dem Register 81 gespeichert wird und die in dem Register 80 gaspeicherten Radiuswerte. Dieses Produkt wird über eine Leitung 89 ^ auf ein Register 90 gegeben, wo te gespeichert wird, bis seine be- <» treffende Achsendlraension X, Y oder Z von dem Wandler 29b auf die Leitung 70 gegeben wird. Jedes Produkt in dem Register 90 besieht sich auf eine besondere Aohse und die nächste Dimension von dem Sane C 79/2 - 18 -

18 bezieht sich auf die gleiche Achse infolge der verknüpften Aufzeichnung, wie dies mit Bezug auf Figur 2 beschrieben wurde. Das Tor 7k wird dann durch ein Steuersignal auf der Leitung 91 geöffnet und das nächste Dimensionswort wird serienmäßig auf eine Leitung. 92 gegeben als eins der beiden Eingangs signale für eine serienmäßige Additions- oder Subtraktionsschaltung 93. Da jedes Produkt in dem Register 90 erhalten wird unmittelbar bevor die betreffende Dimension 21; 2k oder 27, mit dem es zusammengesetzt wird, abgelesen wird, können die programmierten Bahnzahlen unmittelbar aus dem Konvertor 29b ausgegeben werden ohne Zwischenspeicherung und unmittelbar mit dem Produkt zusammengefaßt werden. Die Additions-Subtraktionsschältung 93 wird so eingestellt, daß sie das Produkt in dem Register 90 entweder zu der binären Zahl addiert oder davon abzieht, welches binäre Wort in Abhängigkeit von der Signalhöhe auf einer Steuerleitung 9k durch das Tor 7k durchhieltet wird. Diese Steuerleitung 9k ist die Ausgangsleitung, die von einer Exklusive-Oder-Schaltung 96 ausgeht. Die Schaltung 96 erzeugt ein Signal immer dann, wenn sich ihre beiden Eingangsleitungen 97, 98 auf dem gleichen Signalpegel befinden, d. h., wenn beide entweder positive Zahlen oder beide negative Zahlen in der Schaltung 6l und der Leseeinrichtung 29a dann anzeigen, wenn einer der Kompensationsfaktoren, die den Adressenlinien P¹, Q-¹, R¹ folgen, gelesen wird. Falls die Leitungen 97, 98 entgegengesetzte Vorzeichen haben, d. h. sich auf verschiedenen Potentialen befinden, liegt auf der Leitung 9k ein solches Signal, daß die Schaltung 93 das in dem Register 90 enthaltene Produkt von' den Zahlen subtrahiert, die durch das Tor 7k durchlaufen. Die Summe oder die Differenz aus der Schaltung 93 wird serienmäßig auf eine Ausgangsleitung 95 ausgegeben, die die Zahl in die Differenzbildungsschaltung 30 eingibt. Diese Schaltung und die folgenden wirken wie vorher beschrieben und erzeugen kontinuierlich Punkte, die auf einer geraden Linie zwischen zwei Endpunkten'

co liegen. In diesem Fall sind die Endpunkte jedoch durch die Kompen- ^ sationsschaltung für den Durchmesser des Schneidwerkzeuges so abge- [ ^ ändert worden, daß sie auf einer Bahn liegen, die von der program- ^; -* mlerten und auf dem Streifen 18 gespeicherten Bahn um eine Strecke

cn entfernt ist, die gleich der Differenz des Schneidwerkzeugradlue ^m ist, der dem Versetzungemaß entspricht, welches in die Schalter fi

- i eingegeben worden ist. ;

C 79/2 - iti«; - J

Diese gleiche Schneidwerkzeug-Versetzung-Kompensation kann zur Korrektur von Schneidwerkzeugauslenkungen während eines Schnittes verwendet werden, so daß ein Werkstück mit genauen Maßen entsteht. Falls eine Schneidwerkzeugauslenkung im Sinne einer Beanspruchung des Schneidwerkzeuges festgestellt und ein proportionales Signal erzeugt wird, kann dieses Signal statt der Information von den Schaltern 61 über die Differenz der Schneidwerkzeuggröße angelegt werden. Das Ergebnis dieser Versetzungsberechnungen, die dieses Ersatzsignal verwenden, ist eine Bahn, die so korrigiert ist, daß sie die Auslenkung des Schneidwerkzeuges kompensiert. Diese Messungen der Auslenkung könnten mit einem Dehnungsmesser und einem Komutator gemacht werden und die Größe des Dehnungssignales würde der Dimensionsgröße analog sein, die durch die Signalausgabe von den Schaltern 6l dargestellt wird. Das heißt, daß das beschriebene Prinzip des Systems im weiteren Sinne eine Versetzungskorrektur sowohl für die Größe des Schneidwerkzeuges wie auch für Auslenkungen des Schneidwerkzeuges liefert.

Patentansprüche;

00 9 8 387 1668

Claims

Dr. Ing. E. BERKENFEID, Patentanwalt, KO INT V n\v e rl fraUsV taue 31

Anlag· Aktenzeichen

zur Eingabe vom _{11φ Januar 19}6γ u. ^Name <··^Anm· The Cincinnati Milling

Machine Co., 4701 Marburg Avenue, Cincinnati 9, State of Ohio, USA

Patentansprüche

1) Λ Werkzeugmaschine mit einem automatischen Steuersystem zum Verschieben des Schneidwerkzeuges auf einer Bahn, die durch eine Reihe von Punkten verläuft, die durch die Koordinatendimensionen vorgegeben werden, die als digitale Information auf einem Programmierglied gespeichert sind, auf dem weiter ein Kompensationsfaktor für jede Koordinate jedes Punktes gespeichert ist und Adressensymbole für die Koordinaten und die Kompensationsfaktoren, wobei das Glied ein Schneidwerkzeug mit einem vorgegebenen Durchmesser vorschreibt,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem eine Leseeinrichtung (29a)umfaßt, die in Abhängigkeit von Daten, die von dem Programmierglied (L8) geliefert werden, Signale erzeugt, die kennzeichnend für die Koordinaten, Kompensationsfaktoren und Adressens jnbole sind, die auf dem Programmierglied (18)gespeichert sind; ein Wähler (31) zum Erzeugen eines Signales, das kennzeichnend ist für eine Zahl, die abhängt von der Differenz in den Durchmessern zwischen dem Schneidwerkzeug, wie es von der Aufzeichnung (18) vorgeschrieben wird und des verwendeten Schneidwerkzeuges; und eine Rechenmaschine (32), die Signale empfängt von dem Wähler (31) und einer Leseeinrichtung (29a) und die Ausgabesignale erzeugt, die ο kennzeichnend sind für die algebraische Summe jeder Koordinate mit JS dem Produkt der Zahl, die durch das Wählersignal und die betreffen- £J den Kompensationsfaktoren dargestellt wird, so daß die Ausgangssig- ^ nale die Koordinaten der Punkte auf einer Bahn darstellen, auf der cn das zu verwendende Schneidwerkzeug bewegt werden muß, um die Di f- ^ ferenz im Durchmesser zu kompensieren; und eine Antriebsanordnung einschließlich eine» Interpolators (3*», 35, 36), der die Auegangi-

C 7Q/2 - 1 -

signale empfängt und das Schneidwerkzeug über eine Bahn bewegt, die durch eine Folge von dicht benachbarten Punkten auf vorgegebenen Segmenten der Bahn festgelegt wird, die Endpunkte aufweist, die von den AusgangsSignalen dargestellt werden.

2) Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wähler (31) einen Schalter enthält zur Zuordnung eines Vorzeichens zu der Zahl, die durch das Wählersignal dargestellt wird, in Abhängigkeit davon, ob der Durchmesser des zu verwendenden Werkzeuges größer oder kleiner als der Durchmesser des Werkzeuges gewählt

ι wird, welches von dem Programmierglied (18) vorgeschrieben wird,, um der Leseeinrichtung zugeführt zu werden.

3) Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wähler (31) so ist, daß die Zahl, die durch das dadurch erzeugte Signal dargestellt wird, gleich der Differenz in den Durchmessern zwischen den beiden Schneidwerkzeugen ist, von denen das eine von dem Programmierglied vorgeschrieben und das andere tatsächlich verwendet wird.

4) Programmierglied für ein Steuersystem für eine Werkzeugmaschine, die das Schneidwerkzeug auf einer Bahn bewegt, die durch eine Folge von Punkten festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinaten (21, 24, 27) dieser Punkte als digitale Information in dem Glied (18) gespeichert sind, ein Kompensationsfaktor (20, 23, 26) für jede Koordinate jedes Punktes vorgesehen ist, die Kompensationsfaktoren so gewählt sind, daß sie bei Multiplikation mit der gleichen Zahl Produkte ergeben, die bei algebraischer Addition mit den betreffenden Koordinaten die Koordinaten einer Folge von Punkten bilden, die eine Bahn festlegen, die parallel zu aber in einem Ab-

° stand von der Bahn liegt, die durch die in dem Glied gespeicherten *° Koordiajnten bestimmt wird, und Adressensymbole OP¹, X'j Q·, Y¹;

OO \t

ω R», Z¹) für die Koordinaten und die Kompensationsfaktoren vorgesehen

^. sind.

°> 5) Programmierglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

jeder Kompens at ions faktor (20, 23, 26) gleich der Komponente P", Q^1f ist, die parallel zu der betreffenden Koordinatenachse eines C 79/2 - 2 -

Vektors V liegt, der sich von dem Punkt (Dp) zu dem Schnittpunkt von zwei geraden Linien erstreckt, die parallel zu nnd in einem Einheitsabstand (U) von geraden linien liegen, die den Punkt (D_ ) mit benachbarten Punkten (Dl, D,) verbinden, von denen die Koordinaten in dem Glied (18) gespeichert sind.

6) Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, in Kombination mit einem Programmierglied nach Anspruch 4, das so eingestellt ist, das es von der Leseeinrichtung gelesen wird.

7) Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, in Kombination mit einem Programmierglied nach Anspruch 5, das so eingestellt ist, das es von der Leseeinrichtung gelesen wird.

00 983 8/1βββ

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