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Numerische Steuerung für Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine numerische Steuerung für Werkzeugmaschinen, mit einem Handeingabegerät
und einem Lesegerät für in einem Datenspeicher gespeicherte Daten zur wahlweisen
Eingabe der Arbeitsinformationen von Hand oder automatisch.
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Vor der Aufnahme der serienmässigen Produktion von Werkstücken wird
oder werden im allgemeinen von Jedem Werkstück ein Exemplar (Einzelstück) oder einige
wenige gleichartige Exemplare (Null-Serie) zu Versuchszwecken, wie Dauerversuche,
Beanspruchungsproben, Oberflächenbearbeitung od.dgl., in der Werkstatt oder im Labor
benötigt.
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Zur Herstellung dieser Einzelstücke oder Null-Serien werden die Arbeitsinformationen
(Schalt und Weginformatlonen) für die Werkzeugmaschine von Hand @lngegeben2
während für die anschliessende serienmässige Produktion die Eingabe in die Werkzeugmaschine
automatisch erfolgt, d.h. die Informationen werden in Form eines Arbeitsprogrammes
in einen Datenspeicher, beispielsweise einen Lochstreifen, eingeschrieben und bei
Bedarf automatisch wieder entnommen Eine derartige Anwendung einer ombinftion von
Handeingabe und automatischer Eingabe, d.h. Handeingabe bei kleinen Serien und Aufstellung
eines vollständigen Programms bei grossen Serien, erweist sich als wenig vorteilhaft.
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Der Nachteil bei der Herstellung mehrerer gleichartiger Werkstücke
von Hand besteht darin, dass nach der Herstellung eines Werkstückes für Jedes weitere
die Arbeitsinformationen erneut eingegeben werden müssen, beispielsweise bei der
Herstellung von n gleichartigen Werkstücken n-mal, ein Verfahren, das zeitraubend
ist.
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Beim Ubergang zur automatischen Eingabe der Arbeitsinformationen erweist
es sich als nachteilig, dass ein Arbeitsprogramm abstrakt erstellt werden muss,
was selbst bei Verzicht auf eine optimale Verknüpfung der Arbeitsinformationen,
d.h. ohne Berücksichtigung des kürzesten, während aller einzelner Arbeits-Vorgänge
zurückzulegenden Arbeitsweges der Maschinenschlitten ebenfalls zeitraubend ist.
Ausserdem erfordert die abstrakte Erstellung eines Programmes einen speziell ausgebildeten
Programmierer. Da derartige Fachkräfte teuer sind, werden die Gesamtkosten, insbesondere
bei geringen Werkstückzahlen, unnötigerweise erhöht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile in
ihrer Gesamtheit zu beseitigen, d.hs die Reproduktion eines Werkstückes sowohl bei
der Herstellung von kleinen als auch grossen Serien zu vereinfachen bzw. zu beschleunigen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Handeingabegerät
mit einem Datenschreibgerät so koppelbar ist, dass bei Eingabe von Hand die Arbeitsinformationen
gleichzeitig in den Datenspeicher einsohreibbar. sind.
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Eine derartige Lösung erlaubt es, ohne Mehrfacheingabe der Ar beitsinformationen
von Hand und ohne die abstrakte Erstellung eines Arbeitsprogramms, d.h. Hinzuziehung
eines speziell ausgebildeten Programmierers, beliebig geartete Einzelwerstücke schnell
und einfach unter ständiger Kontrolle der einzelnen Arbeitsschritte mit der Möglichkeit
einer sofortigen Korrektur
sowohl in kleinen als auch in grossen
Serien zu reproduzieren und sich dazu einer angelernten Arbeitskraft zu bedienen.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Handeingabegerät mit dem Maschinenschlitten
bzw. dem Datenspeicher so zu koppeln, dass sämtliche Adresseninformationen automatisch,
beispielsweise mittels einer elektronischen Schaltungsanordnung, zuführbar sind.
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Weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figur
erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
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Die Figur zeigt das Blockschaltbild der erfindungsgemässen Steuerung
mit Lochstreifen als Datenspeicher.
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In der Figur ist das Handeingabegerät 1 zur Umwandlung der von Hand
einzugebenden Arbeitsinformationen in elektrische Signale mit einem Tastenfeld 2
aus einzelnen Drucktasten 3 zum Eintasten der Arbeitsinformationen und einer mit
den Drucktasten 3 elektrisch gekoppelten Leuchtanzeige 4 zur dekadischen Anzeige
eines Satzes der eingetasteten Weginformationen versehen. Die von Hand eingegebenen
Weginformationen sind über die elektrischen Verbindungen 5 und 6 den dem Maschinenschlitten
7 für die x-Koordinate bzw. dem Maschinenschlitten 8 für die y-Koordinate zugeordneten
Vergleichsgeräten 9 bzw. 10 für die Soll- und Ist-Werte der Schlittenstellungen
zuführbar. Die dargestellten Maschinenschlitten 7 und 8 bedeuten dabei eine Zusammenfassung
aller beteiligten mechanischen Bauelemente, wie Maschinenschlitten einschliesslich
Führungsbahn, Vorschubspindel, Mutter, u.dgl.. Die Antriebe für die Maschinenschlittenbewegung
sowie die linear oder drehend arbeitenden Wegmessysteme sind gesondert eingezeichnet
und für den Maschinenschlitten 7 mit 11 bzw.
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12, für den Maschinenschlitten 8 mit 13 bzw. 14 bezeichnet.
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Neben dem Handeingabegerät 1 kann das Lesegerät 15 für Lochstreifen
huber die Verbindungen 16 und 17 mit den Vergleichsgeräten 9 bzw. 10 elektrisch
gekoppelt und damit die im Lochstreifen 18 gespeicherten Informationen automatisch
dem-Lochstreifen 18 entnommen und an die Vergleichsgeräte 9 und 10 weitergereicht
werden. Die Schaltinformationen werden wahlweise Je nach Eingabeart über die Verbindungen
19 bzw. 20 dem den Schlitten 7 und 8 zugeordneten Schaltwerk 21'zur Verarbeitung
zugeführt. Die Stanzvorrichtung 22 als Datenschreibgerät zum Einstanzen der Arbeitsinformationen
in den Lochstreifen 18 ist mit dem Handeingabegerät 1 so gekoppelt, dass bei der
Eingabe der Informationen von Hand in die Vergleichsgeräte 9 und 10 ein gleichzeitiges
Einstanzen der Informationen in den Lochstreifen 18 erfolgt.
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Zur wahlweisen Summen- oder Differenzbildung einzelner oder mehrerer
Weginformationen ist ausserdem ein vom Handeingabegerät 1 bedienbares Rechenwerk
23 vorhanden, wobei dem Handeingabegerät 1 Schaltmittel zugeordnet sind, die bei
Zwischenrechnungen die Informationseingabe in die Werkzeugmaschine und in das Datenschreibgerät
22 unterbrechen. Der Drucker 24 dient zum Aufzeichnen sämtlicher Sätze der von Hand
eingegebenen Weginformationen und der vom Rechenwerk 23 ausgeworfenen Zwiscllenergebnisse,
wobei die Aufzeichnung durch Ausdrucken eines Druckstreifens 25 geschieht.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemässen Steuerung ergibt sich wie
folgt: Zur Herstellung eines Werkstückes werden die Arbeitsinformationai jeweils
eines Arbeitsschrittes (Satzes) mittels der Drucktasten 3 in das Handeingabegerät
1 eingetastet. Die Adresseninformationen werden automatisch mittels einer im Handeingabegerät
1 eingebauten elektronischen Se.haltung-erzeugt und dem Schaltwerk 21 zugeführt.
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Die eingetasteten Arbeitsinformationen sowie die automatisch erzeugten
Adresseninformationen werden gleichzeitig der Stanzvorrichtung 22 zugeführt, die
sämtliche Informationen satzweise im Lochstreifen 18 ausstanzt.
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Durch die gleichzeitig mit dem Eintasten erfolgende Speicherung der
Arbeitsinformationen im Lochstreifen 18 ist es möglich, nach der Bearbeitung eines
Einzelwerkstückes beliebig viele weitere Werkstücke der gleichen Art hersustellen.
Dazu muss nur der Lochstreifen 18 in das Lese- und Steuergerät 15 eingegeben werden,
worauf die weitere Herstellung automatisch erfolgt Zur unmittelbaren visuellen Kontrolle
der eingetasteten Weginformationen dient die Leuchtanzeige 4. Sie besteht aus einzelnen
nebeneinander angeordneten Anzeigelampen, die in ihrer Gesamtheit Jeweils immer
die Weginformationen eines vollständigen Satzes in dekadischen Ziffern anzeigen.
Die einzelnen Lampen sind mit den Tasten 3 des Tastenfeldes 2 elektrisch so gekoppet,
dass die Anzeige einer Ziffer unmittelbar beim Drücken einer Taste erfolgt.
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Die Anzeige erlischt automatisch am Ende eines ausgeführten Arbeitsschrittes,
beispielsweise über ein Rückmeldesignal. Die Zuordnung einer derartigen Leuchtanzeige
4 ist sinnvoll, da einmal Jeder Arbeitsschritt unmittelbar visuell kontrolliert,
zum anderen,ohne laufend den Arbeitsvorgang an der Werkzeugmaschine überwachen zu
müssen, am Erlöschen der Leuchtanzeige 4 der Zeitpunkt der Eingabe der nächstfolgenden
Sätze erkannt werden kann, was besonders bei einer Fernsteuerung der Maschine vorteilhaft
ist.
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Der über das Rechenwerk 23 mit dem Handeingabegerät 1 gekoppelte Drucker
24 druckt bei der Eingabe von Hand die Weginformationen unmittelbar getrennt nach
den Koordinaten auf dem Druckstreifen 25 aus. Dies hat den Vorteil, dass die eingetasteten
Weginformationen
auch nach dem Erlöschen der Leuchtanzeige 4 noch
greifbar, d.h. nachträglich kontrollierbar, sind. Mittels des Rechenwerkes 23 lassen
sich Zwischenrechnungen, wie die Summen- oder Differenzbildung einzelner oder mehrerer
Weginformationen,durchführen . Dabei kann einmal durch eine automatische Aufsummierung
aller der Werkzeugmaschine und dem Datenschreibgerät 22 zugeführten Weginformationen,
d.h. sämtlicher von den Schlitten 7 und 8 durchlaufener Wegstrecken, jederzeit der
augenblickliche Standort der Schlitten 7 und 8 festgestellt werden. Ergibt beispielsweise
die Summe aller durchlaufener Wegstrecken den Wert Null, so bedeutet dies, dass
der Schlitten 7 oder 8 wieder den Ausgangspunkt erreicht hat.
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Zum anderen kann das Rechenwerk 23 auch automatisch die Differenz
zweier nacheinander von Hand eingegebener Weginformationen bilden und das Ergebnis
unmittelbar der Werkzeugmaschine und dem Datenschreibgerät 22 zuführen, was dann
besonders Vorteil hat ist, wenn sich, wie es im allgemeinen der Fall ist, in einer
Werkstattzeichnung die Massangaben zwischen den einzelnen Bearbeitungsstellen nicht
unmittelbar aneinanderreihen, sondern auf den Ursprung eines Koordinatensystems
beziehen.
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Steuerungen der beschriebenen Art haben den Vorteil, dass mit einem
einzelnen Handeingabegerät und zugehörigem Datenschreibgerät auf den verschiedensten
Maschinen Einzelerkstücke durch Handeingabe hergestiSt und die Informationen so
gespeichert wer den können, dass mit ihnen nach Belieben auf Jeder mit nur einem
Lesegerät ausgerüsteten Maschine entsprechend gearbeitet werden kann. Eine derartige
Zuordnung der Steuerungen hat also den Vorteil, dass teuere Handeingabegeräte und
Datenschreibgeräte, z.B. Lochstreifenstanzer, eingespart werden.