DE19506204A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von n Achsen einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von n Achsen einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, sowie eine derartige Vorrichtung.

Bei Werkzeugschleifmaschinen, durch die zur Herstellung eines Werkzeugs in ein Werkstück definierte Konturen eingebracht werden sollen, tritt das Problem auf, daß eine das Werkstück zum Bearbeitungswerkzeug der Schleifmaschine hin führende Vorschubbewegung in einer X-Richtung mit einer Drehbewegung des Werkstücks um eine A-Achse koordiniert werden muß. Bei als Handmaschinen ausgebildeten Schleifmaschinen wird dies dadurch realisiert, daß eine mechanische Zwangskopplung zwischen der X- und der A-Achse vorgesehen ist. Es wäre prinzipiell auch denkbar, daß diese beiden Bewegungen unabhängig voneinander vom Bedienungspersonal manuell gesteuert werden, das heißt, daß das Bedienungspersonal gleichzeitig über zwei separate Regler die Verschiebebewegung in X-Richtung und die Drehung um die A-Achse, also eine zweidimensionale Bewegung, kontrollieren könnte. Eine derartige manuelle Steuerung der beiden Achsen der Schleifmaschine würde es zwar ermöglichen - wenn auch mit großen Schwierigkeiten - in Abhängigkeit von der Geschicklichkeit und Erfahrung des Bedienungspersonals beliebige Bahnzusammenhänge zu realisieren. Der hierbei auftretende Nachteil würde jedoch in der sehr niedrigen Bearbeitungsgeschwindigkeit liegen, welche zwar für die Herstellung von an und für sich teuren Einzelwerkzeugen akzeptabel, jedoch für deren Serienfertigung aufgrund der hierfür benötigten langen Zeitdauer unwirtschaftlich wäre.

Desweiteren ist es bekannt, die Steuerung der beiden Achsen der Werkzeug-Schleifmaschine über eine CNC-Steuerung durchzuführen, indem in eine entsprechende CNC- Steuervorrichtung die erforderliche Anzahl von Stützpunkten der vom Bearbeitungswerkzeug zu durchlaufenden Äquidistantenbahn eingegeben wird. Mittels eines Interpolators werden - ausgehend von vorgegebenen geometrischen (z. B. die zu erzielende Kontur) und technologischen (z. B. die Verfahrgeschwindigkeit) Informationen - für jedes Paar von Stützpunkten ein Satz von Zielpunkten errechnet, wobei jeder Zielpunkt den Endpunkt der im nächsten Regelungsintervall vorzunehmenden Bewegung repräsentiert. Der betreffende Zielpunkt wird dann mit der vorgegebenen Verfahrgeschwindigkeit angefahren. Eine derartige Vorgangsweise besitzt den Nachteil, daß hierzu - insbesondere bei komplexeren Konturen - eine komplizierte und daher zeitaufwendige Programmierung der CNC-Steuerung erforderlich ist, welche für die Herstellung von Einzelwerkzeugen zu aufwendig und daher unwirtschaftlich ist. Außerdem erlaubt es der vollautomatische Ablauf der bekannten CNC-Steuerungen dem Bedienungspersonal nicht während des Bearbeitungsablaufes, eventuell korrigierend auf die Bearbeitungsgeschwindigkeit einzugreifen.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles sieht eine bekannte Werkzeugschleifmaschine der Anmelderin vor, die Funktionsweise der Handmaschine und einer CNC-gesteuerten Schleifmaschine zu kombinieren und verwendet hierzu eine Steuerung, bei der die Distanz der Achsbewegung in der X-Achsrichtung über ein elektronisches Handrad vom Bedienungspersonal manuell gesteuert werden kann, wobei die Verfahrgeschwindigkeit wiederum fest vorgegeben ist. Die Drehbewegung der A-Achse wird über eine Folgesteuerung mit der Verschiebebewegung der X-Achse verknüpft, so daß zum Beispiel zur Herstellung eines spiralgenuteten Werkzeugs zuerst der Bahnzusammenhang zwischen der Vorschubbewegung der X-Achse und der Drehbewegung der A- Achse einprogrammiert wird. Danach wird die Achsbewegung des Werkstücks in Richtung der X-Achse relativ zum Bearbeitungswerkzeug der Schleifmaschine vom Bedienungspersonal über das elektronische Handrad gesteuert. Die Folgesteuerung errechnet aus der aktuellen X-Position, die Drehbewegung der A-Achse, die erforderlich ist, um die gewünschte Spiralbahn des Bearbeitungswerkzeugs auf dem Werkstück zu realisieren. Eine derartige Verfahrensweise erlaubt zwar, daß das Bedienungspersonal in gewissen Grenzen Einfluß auf den Schleifvorgang nehmen kann. Sie kann jedoch u. a. nicht das Auftreten von die Qualität des zu erzeugenden Werkzeugs beeinflussenden, steuerungs- und systembedingten Schleppfehlern verhindern.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß zumindest eine extern beeinflußbare Steuerung eines zweidimensionalen Bahnzusammenhangs mittels eines einzigen Bedienungsorgans ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß der von den n Achsen zu realisierende Bahnzusammenhang in Form einer Bahnfunktion gespeichert ist, die als Funktion eines maximal (n-1)- dimensionalen Bahnparameters festgelegt ist, daß mit der Steuereinrichtung maximal (n-1) extern betätigbare Steuerorgane steuerungsfunktionell verbunden sind, deren Ausgangssignale der Steuereinrichtung zugeführt werden, daß die Steuereinrichtung die Ausgangssignale der maximal (n-1) Steuerorgane als externe Vorgabe des maximal (n-1)- dimensionalen Bahnparameters interpretiert, aus der gespeicherten Bahnfunktion die zu dem extern vorgegebenen Bahnparameter korrelierten Achsparameter der n Achsen bestimmt, und die zu den derart bestimmten Achsparametern korrelierten Stellsignale für die Stelleinrichtungen der n Achsen erzeugt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Art und Weise eine extern beeinflußbare Steuerung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschine, realisiert, die in vorteilhafter Weise es dem Bedienungspersonal u. a. ermöglicht, durch entsprechende Steuerungsbewegungen an einem einzigen Steuerungsorgan in einen durch eine einparametrige Bahnfunktion vorgegebenen zweidimensionalen Bahnzusammenhang modifizierend einzugreifen. In erfinderischer Art und Weise werden somit durch ein einziges Steuerungsorgan gleichzeitig ein zweidimensionaler Bahnzusammenhang der X- und der A-Achse einer Werkzeugschleifmaschine gesteuert, wobei betont werden muß, daß diese zweidimensionale Verfahrbewegung nicht eine Punkt- zu-Punkt-Bewegung von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt ohne definierten Bahnzusammenhang darstellt, sondern vielmehr in vorteilhafter Art und Weise eine exakte Bewegung entlang einer definierten Bahnkurve repräsentiert. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen-Steuerungverfahren in besonders einfacher Art und Weise möglich, auch bei komplizierten Bahnzusammenhängen eine exakte Steuerungsmöglichkeit für das Bedienungspersonal zu realisieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Werkzeug­ schleifmaschine, und

Fig. 2 ein schematisches Flußdiagramm der Steuerung der Werkzeugschleifmaschine.

Die in Fig. 1 dargestellte Werkzeugschleifmaschine 1 zur Bearbeitung eines Werkstücks 2 weist einen Maschinenständer 10 auf, der vorzugsweise im Grundriß T-förmig ausgebildet ist und sich aus einem T-Querschenkel 10a und einem T-Mittelschenkel 10b zusammensetzt. Auf dem T-Querschenkel 10a ist ein Schleifspindelführungsbett 11 angeordnet, auf dem eine Spindeleinheit 12 verschiebbar ist. Auf dem T-Mittelschenkel 10b ist ein Werkstückspindelführungsbett 21 angeordnet, auf dem eine Werkstückspindeleinheit 22 verschiebbar ist.

Die Schleifspindeleinheit 12 umfaßt eine Grundplatte 13, auf der eine Schwenkscheibe 14 schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkplatte 14 trägt eine fest mit ihr verbundene vertikale Säule 15. Diese weist einen Vertikalschlitten 16 auf, der mittels eines Einstellorgans 17 höhenverstellbar ist. An dem Vertikalschlitten 16 ist eine von einem Antriebsmotor 18 angetriebene Schleifspindel 19 mit einem Bearbeitungswerkzeug 20 schwenkbar gelagert.

Die Werkstückspindeleinheit 22 umfaßt eine Grundplatte 23, die auf dem Werkstückspindelführungsbett 21 verschiebbar geführt ist. Auf der Grundplatte 23 ist eine Schwenkplatte 24 angeordnet, die einen Schlitten 25 trägt, der in einer X- Richtung verschiebbar ist. Auf dem Schlitten 25 ist über eine Drehplatte 26 ein Führungsbett 27 angeordnet, auf dem über einen weiteren Schlitten 27a und eine weitere Verschiebe- und/oder Dreheinheit 27b ein Werkstückspindelgehäuse 28 einer Werkstückspindel 29 verschiebbar ist, wobei die das Werkstück 2 aufnehmende Werkstückspindel 29 um eine Achse A von einer Antriebseinrichtung 30 drehbar ist.

Die Werkzeugschleifmaschine 1 weist desweiteren ein schwenkbar ausgebildetes Steuerpult 31 auf, auf dem neben einer Anzeigeeinheit 32 und Tastaturblöcken 33 ein elektronisches Handrad 40 angeordnet ist, welches als Steuerorgan einer in Fig. 1 nicht dargestellten Steuereinrichtung zur Steuerung der Verschiebbewegung des Schlittens 25 in X-Richtung und der Drehbewegung der Werkstückspindel 29 um die A-Achse dient.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Steuerung der Werkzeugmaschine 1 erfolgt nun wie nachstehend für den einfachsten Fall der simultanen Steuerung zweier Achsen X und A über ein einziges elektronisches Handrad 40 beschrieben:
Die vom Bedienungspersonal durch ein Drehen des Bedienungsorgans 41 des elektronischen Handrads 40 vorgenommene Steuerbewegung wird über einen mit dem Bedienungsorgan 41 drehfest verbundenen Drehgeber 42 des elektronischen Handrads 40 in ein den jeweiligen Drehwinkel charakterisierendes Ausgangssignal H umgesetzt, das kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten zu einem Eingang 52 einer Steuereinheit 51 der Steuereinrichtung 50 geleitet wird.

Das Ausgangssignal H des elektronischen Handrads 40 wird einer Bewertungseinheit 53 zugeführt, die aus dem Ausgangssignal H einen Bahnparameter S berechnet, der einen definierten Punkt auf einer in einer Auswerteeinheit 56 (s. u.) der Steuereinrichtung 50 gespeicherten Bahnkurve 57a, 57b, die den von den beiden Achsen X und A zu durchlaufenden Bahnzusammenhang charakterisiert, repräsentiert. Aus der zeitlichen Änderung des Ausgangssignals H bzw. des damit korrelierten Bahnparameters S wird von der Bewertungseinheit 53 ein weiterer Parameter S′ berechnet, der eine definierte Bahngeschwindigkeit auf der Bahnkurve 57a, 57b repräsentiert: Der Bahnparameter S charakterisiert somit den vom Bedienungspersonal vorgegebenen aktuellen Endpunkt der vorzunehmenden Verschiebebewegung des Schlittens 25 in Richtung der X-Achse bzw. der vornehmenden Drehbewegung der Werkstückspindel 29 um die A-Achse. Die zeitliche Ableitung des Bahnparameters S, also die Bahnparametergeschwindigkeit S′, charakterisiert die vom Bedienungspersonal vorgegebene, die aktuelle Verschiebe- bzw. Drehgeschwindigkeit enthaltene Bahngeschwindigkeit, mit der der durch den Parameter S festgelegte Bahnpunkt auf der vorgegebenen Bahnkurve 57a, 57b von der aktuellen Ist-Position des Schlittens 25 und der Werkstückspindel 29 aus angefahren werden soll.

Das am Ausgang 53′ der Bewertungseinheit 53 auftretende, die Parameter S und/oder S′ repräsentierende Signal wird zu einem Eingang 54′ einer optimal vorsehbaren Filter- und/oder Begrenzereinheit 54 geleitet. Diese Filter- und/oder Begrenzereinheit 54 dient zur Anpassung der vom elektronischen Handrad 40 vorgegebenen Regelparameter S, S′ an die maschinen- oder werkstückseitig vorgegebenen Parameter, insbesondere an die Parameter der der Steuereinrichtung 50 nachgeschalteten Stelleinrichtungen 60a, 60b, welche die Verschiebbewegung des Schlittens 25 in der Richtung der X-Achse bzw. die Drehbewegung der Spindel 29 um die A-Achse bewirken. Dieser Anpassungsvorgang an die geometrischen und/oder technologischen Informationen des Bearbeitungsvorgangs soll nachfolgend schematisch beispielhafterweise an Hand des Falles erläutert werden, der auftritt, wenn das elektronische Handrad 40 sehr rasch um einen großen Drehwinkel gedreht wird: Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß eine derartige Regelungsvorgabe durch das Bedienungspersonal zu einem durch den Bahnparameter S charakterisierten Bahnpunkt führt, welcher relativ weit vom Startpunkt, also von der aktuellen Ist- Position, entfernt ist. Die rasche Drehung des elektronischen Handrads 40 bewirkt andererseits auch eine große Änderung des Parameters S innerhalb einer kurzen Zeitspanne und somit eine hohe Bahnparametergeschwindigkeit S′ als Regelungsvorgabe.

Um nun zu gewährleisten, daß der durch das elektronische Handrad 40 vorgegebene S- bzw. S′-Parameter nicht außerhalb des werkstück- und/oder maschinenseitig vorgegebenen Verschiebe- bzw. Drehbereichs liegt, und/oder daß eine Geschwindigkeit S′ vorgegeben wird, die über der Maximalgeschwindigkeit Smax liegt, die von den zur Erziehung einer zweidimensionalen Bahnkurve zusammenwirkenden Stelleinrichtungen 60a und 60b erzielbar ist, ist nun vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Filter- und/oder Begrenzereinheit 54 zumindest den vom Bedienungspersonal vorgegebenen Wert für den Bahnparameter S daraufhin überprüft, ob er innerhalb der durch die beiden Grenzwerte Smin und Smax der vorgegebenen Bandbreite liegt. In entsprechender Art und Weise wird durch die Filter- und/oder Begrenzereinheit 54 optional überprüft, ob die vom elektronischen Handrad 40 vorgegebene Geschwindigkeit S′ innerhalb des durch die beiden Geschwindigkeitsgrenzwerte S′min und S′max festgelegten Intervalls liegt. Desweiteren ist vorzugsweise noch vorgesehen, daß in der Filter- und/oder Begrenzereinheit 54 überprüft wird, ob die durch den zeitlichen Verlauf der Drehbewegung des elektronischen Handrads 40 vorgegebene Änderung der Geschwindigkeit S′, also die entsprechende Beschleunigung B, innerhalb werksstück und/oder maschinenseitig vorgegebener, definierter Grenzwerte Bmin und Bmax liegt. Als weiteres Filterungs- bzw. Begrenzungskriterium kann noch vorgesehen sein, daß die Filter- und/oder Begrenzereinheit 54 die zeitliche Änderung der vom Bedienungspersonal über das elektronische Handrad 40 vorgegebenen Beschleunigungswerte B, also der Ruck B′, erfaßt und daraufhin überprüft wird, ob er innerhalb vorgegebener Grenzwerte B′min und B′max liegt.

Treffen die in die Regelung miteinbezogenen der vorstehend genannten Kriterien zu, so wird das am Eingang 54′ anliegende Ausgangssignal der Bewertungseinheiten 53 im wesentlichen unverändert über den Ausgang 55 zu der Auswerkeinheit 56 geleitet.

Wird jedoch einer der vorstehend genannten in die Regelung miteinbezogenen Grenzwerte unter- oder überschritten, so wird eine Filter- und/oder Begrenzungsfunktion durchgeführt, welche gewährleistet, daß die an die Stelleinrichtungen 60a bzw. 60b abgegebene Steueranweisung XS bzw. XA innerhalb der Systemparameter, insbesondere der Dynamikparameter der Stelleinrichtungen 60a, 60b, liegt. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise gewährleistet, daß der zu durchlaufende Bahnzusammenhang mit hinreichend hoher Präzision eingehalten wird. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, daß eine Vorwärtsintegration der Größen B′, B, S′ und S erfolgt, wo jeweils die vorgegebenen Werkstück- und/oder Maschinenparameter als Randbedingungen in die Integration eingehen. Vorzugsweise erfolgt die von den Filter- und Begrenzereinheiten 54 ausgeführte Filter- und/oder Begrenzerfunktion dabei derart, daß die Verschiebe- bzw. Drehbewegung des Schlittens 25 bzw. der Spindel 29 mit der X- bzw. A-Komponente der XS′ bzw. AS′ der Bahngeschwindigkeit S′ möglichst nahe an den Vorgaben bleibt, die das Bedienungspersonal über das elektronische Handrad 40 vorgibt, daß also diese Bewegungen mit vorzugsweise hoher Bahngeschwindigkeit zeitoptimal ausgeführt und derart ein störender Schleppfehler, insbesondere ein störendes Nachlaufen der Achsbewegungen hinter den Handradbewegungen vermieden wird. Ggf. kann zu einer weiteren Verbesserung der Anpassung an die Bedienervorgaben vorgesehen sein, daß das am Ausgang 55′ auftretende Signal zum Eingang 54′ zurückgeleitet und derart eine rekursive Filterung und/oder Begrenzung realisiert wird.

Die in entsprechender Weise zur Anpassung der vom elektronischen Handrad 40 vorgegebenen Dynamik an die Werkstück- und/oder Maschinenparameter gefilterten und ggf. begrenzten Funktionswerte des Bahnparameters S und/oder der Bahngeschindigkeit S′ werden zu einem Eingang 56 einer Auswerteeinheit 56 geleitet, in der - wie in Fig. 2 durch die beiden Bahndiagramme 57a, 57b schematisch angedeutet ist - die Bahnfunktion, welche den vom Werkstück 2 zu durchlaufenden Bahnzusammenhang repräsentiert, als Funktion des Bahnparameters S (vorzugsweise achsenweise) abgespeichert ist.

Aus diesem in der Auswerteeinheit 56 abgespeicherten Bahnzusammenhang wird für den übergebenen Wert des Bahnparameters S der dazugehörige Wert XB für die X-Achse und AB für die A-Achse berechnet, die dann als neue Sollwerte XS, AS für die Verschiebung des Schlittens 25 bzw. der Spindel 29 mit der X- bzw. A-Komponente XS′ bzw. AS′ der Bahngeschwindigkeit S′ in Richtung der X- bzw. A-Achse an die beiden Stelleinrichtungen 60a, 60b weitergegeben werden, die ihrerseits den in Fig. 2 nur schematisch dargestellten Schlitten 25 bzw. die Spindel 29 antreiben.

Das elektronische Handrad 40 dient beim beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht nur zur Beeinflussung der Achsbewegungen in der X- und um die A-Achse durch das Bedienungspersonal. Vielmehr kann das elektronische Handrad 40 als multifunktionales Steuerorgan ausgebildet sein, durch dessen Betätigung statische oder dynamische Randbedingungen des Steuerungsablaufs eingegeben oder verändert werden können.

Ein Vorteil dieser Funktionsweise besteht zum Beispiel darin, daß hierdurch in besonders einfacher Art und Weise für jede Achse X, A die Endpunkte der Verschiebe- bzw. Drehbewegung dem jeweiligen Einsatzzweck entsprechend eingegeben werden können. Als praktische Anwendung hierbei soll nur das Setzen und Aufheben der Schleiflänge angeführt werden. Diese Möglichkeit der zweckorientierten Veränderung der Endpunkte des Schleifbereichs der einzelnen Achsen besitzt den Vorteil, daß die Werkzeugschleifmaschine hierdurch besonders flexibel und ohne größere Umrüstarbeiten für unterschiedlichste Werkstücke einsetzbar ist.

Es ist aber in vorteilhafter Art und Weise auch während des Bearbeitungsvorganges ein Zustellen der Achsen, also eine dynamische Nullpunktverschiebung möglich.

Es aber selbstverständlich auch möglich, daß der beschriebenen Steuerung diese Information nicht über das elektronische Handrad 40, sondern über am Bedienungspult 30 vorgesehene Funktionstasten 33 zugeführt wird.

Die beschriebene Steuerung erlaubt nicht nur einen in besonders vorteilhafter Art und Weise vom Bedienungspersonal modifizierbaren Ablauf des Bearbeitungsvorgangs. Vielmehr ist es auch durch die beschriebene Steuerungseinrichtung 50 möglich, ein simultanes Teach-in-Verfahren für zwei (allgemein: n) Achsen zur Festlegung von Stützpunkten für einen CNC-Ablauf durchzuführen. Hierbei wird vom Bedienungspersonal durch eine entsprechende Drehung des als externes Steuerungsorgan für die Steuereinrichtung 50 fungierenden elektronischen Handrads 40 ein durch einen bestimmten Bahnparameter S charakterisierter Punkt auf der Bahnkurve angefahren, wobei betont werden muß, daß diese Bewegung auf der Bahnkurve verläuft, also keine Punkt-zu- punkt-Bewegung zwischen zwei vorgegebenen Punkten mit undefinierten Bahnzusammenhang darstellt. Die Steuereinrichtung 50 speichert die aus der Drehung des elektronischen Handrads 40 resultierenden Parameter S und/oder S′ für jedes Teach-in-Intervall, so daß nach der Durchführung dieses Einlernprozesses ein den entsprechenden Werkstück- oder Maschinenparametern angepaßter Funktionsablauf automatisch durchgeführt werden kann.

In der obigen Beschreibung des Verfahrens der Vorrichtung wurde vom einfachsten Fall von nur zwei Achsen ausgegangen, die simultan durch ein einziges elektronisches Handrad 40 gesteuert werden sollen. Es ist dem Fachmann aber aus obiger Beschreibung leicht ersichtlich, daß dieses beschriebene Verfahren unter Einsatz einer entsprechend modifizierten Vorrichtung auch für mehr als zwei Achsen durchführbar ist, wobei Verfahrbewertung der n Achsen entweder durch ein einziges elektronisches Handrad 40 oder von bis zu maximal (n-1) Steuerorganen beeinflußt werden können.

Abschließend ist noch aufzuführen, daß zur Eingabe der die Bahnfunktion festlegenden Stützpunkte ein Meßtaster verwendet werden kann. Hierbei wird eine Bewegung in der X-Achse durchgeführt, wobei das Inkrement in der X-Achse als erste Koordinate eines einen Stützpunkt festlegenden zweidimensionalen Koordinatenpaares abgespeichert wird. Die zweite Koordinat ergibt sich aus der Stellung der A-Achse und dem Wert, um den der Meßfühler korrigiert werden muß, um seine Abweichung von einem vorgegebenen Wert möglichst minimal zu halten. Diese Vorgehensweise wird für eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von ausgewählten Punkten entlang des auszutastenden Bahnzusammenhangs durchgeführt, wodurch eine entsprechende Anzahl von Stützpunkten gewonnen wird, die mit der gewünschten Präzision den zu realisierenden Bahnzusammenhang repräsentieren. Auf diese Art und Weise ist es besonders einfach möglich, eine den Bahnzusammenhang charakterisierende Bahnfunktion in der Steuereinrichtung 50 abzuspeichern.

Claims (26)

1. Verfahren zur Steuerung von n Achsen einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine, bei dem ein Bahnzusammenhang der n Achsen (X, A) in einer Steuereinrichtung (50) gespeichert wird, und bei dem die Steuereinrichtung (50) Stellsignale (XS, AS) erzeugt, die Stelleinrichtungen (60a, 60b) zugeführt werden, durch die die n Achsen (X, A) verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der von den n Achsen (X, A) zu realisierende Bahnzusammenhang in Form einer Bahnfunktion (57a, 57b) in der Steuereinrichtung (50) gespeichert ist, die als Funktion eines maximal (n-1)-dimensionalen Bahnparameters (S) festgelegt ist, daß mit der Steuerungseinrichtung (50) maximal (n-1) extern betätigbare Steuerorgane (40) steuerungsfunktionell verbunden sind, deren Ausgangssignale (H) der Steuereinrichtung (50) zugeführt werden, daß die Steuereinrichtung die Ausgangssignale (H) der maximal (n-1) Steuerorgane (40) als externe Vorgabe des maximal (n-1)-dimensionalen Bahnparameters (S) interpretiert, aus der gespeicherten Bahnfunktion (57, 57b) die zu dem extern vorgegebenen Bahnparameter (S) korrelierten Achsparameter (XB, AB) bestimmt, und die zu diesen Achsparametern (XB; AB) korrelierte Stellsignale (XS, AS) für die Stelleinrichtungen (60a, 60b) der n Achsen erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein eindimensionaler Bahnparameter (S) zur Festlegung der Bahnfunktion (57a, 57b) der n Achsen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (H) der extern betätigbaren Steuerorgane (40) einer Bewertungseinheit (53) zugeführt werden, und daß die Bewertungseinheit (53) aus dem Ausgangssignal (H) des oder der extern betätigbaren Steuerorgane (40) den Bahnparameter (S) bestimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungseinheit (53) aus der zeitlichen Änderung des Ausgangssignales (H) des oder der Steuerorgane (40) eine Bahnparametergeschwindigkeit (S′) berechnen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (S, S′) der Bewertungseinheit (53) einer Auswerteeinheit (56) zugeführt werden, in der die Bahnfunktion abgespeichert ist, und daß die Auswerteeinheit (56) die zu dem übergebenen Bahnparameter (S) korrelierten Achswerte (XB, AB) berechnet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Bewertungseinheit (53) einer zwischen dieser (53) und der Auswerteeinheit (56) angeordneten Filter- und/oder Begrenzereinheit (54) zugeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter- und/oder Begrenzereinheit (54) den von den maximal (n-1) extern betätigbaren Steuerorganen (40) der Steuerungseinrichtung (50) vorgegebenen Bahnparameter (S) zumindest dahingehend überprüft, ob der extern vorgegebene Bahnparameter (S) innerhalb von werkstück­ und/oder maschinenseitig vorgegebenen statischen und/oder dynamischen Grenzwerten für diesen Bahnparameter (S) liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter- und/oder Begrenzereinheit (54) den extern vorgegebenen Bahnparameter (S) zumindest dahingehend überprüft, ob die eine Bahnparametergeschwindigkeit (S′) repräsentierende zeitliche Ableitung innerhalb von werkstück- und/oder maschinenseitig vorgegebenen statischen und/oder dynamischen Grenzwerten liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter- und/oder Begrenzereinheit (54) die aus dem extern vorgegebenen Bahnparameter (S) abgeleitete Bahnparametergeschwindigkeit (S′) zumindest dahingehend überprüft, ob die eine Bahnparameterbeschleunigung (B) repräsentierende zeitliche Änderung der Bahnparametergeschwindigkeit (S′) innerhalb von werkstück- und/oder maschinenseitig vorgegebener statischer und/oder dynamischer Grenzwerten liegt.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter- und/oder Begrenzereinheit (54) die zeitliche Änderung der Bahnparameterbeschleunigung (B) zumindest dahingehend überprüft, ob ihre einen Ruck repräsentierende zeitliche Ableitung innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einer außerhalb der maschinen- oder werkstückseitig vorgegebenen statischen und/oder dynamischen Grenzwerte liegende Kenngröße des externen Regelungsprozesses eine Filterung und/oder Begrenzung des extern vorgegebenen Bahnparameters (S) und/oder einer von diesem (S) abgeleiteten Kenngröße des externen Regelungsprozesses durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang (55) der Filter­ und/oder Begrenzereinheit (54) auftretende Signal (S, S′) zu einem Eingang (54′) dieser Filter- und/oder Begrenzereinheit (54) durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Betätigung von maximal (n-1) Steuerungsorgane (40) der Steuerungseinrichtung (50) ein teach-in-Verfahren für n Achsen (X, A) durchführbar ist.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Steuerungsorgan (40) als multifunktionales Steuerungsorgan ausgebildet ist.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerungsorgan ein elektronisches Handrad (40) verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgeber (42) zur Umsetzung der Ausgangssignale (H) des elektronischen Handrads (40) verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung eines Betätigungselements (41) des elektronischen Handrads (40) durch einen Drehgeber (42) in das Ausgangssignal (H) umgesetzt wird.

18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens ein Steuerungsorgan (40) ein Setzen und/oder Aufheben der Schleiflänge durchführbar ist.

19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens ein Steuerungsorgan (40) ein Zustellen mindestens einer Achse (X, A) während des Bearbeitungsvorgangs durchführbar ist.

20. Vorrichtung zur Steuerung von n Achsen einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50) eine Steuerungseinheit (51) aufweist, mit der maximal (n-1) extern betätigbare Steuerungsorgane (40) steuerungsfunktionell verbunden sind, die ein Ausgangssignal (H) erzeugen, daß das Ausgangssignal (H) des oder der extern betätigbaren Steuerungsorgane (40) mindestens einer Bewertungseinheit (54) zuleitbar ist, die aus dem Ausgangssignal (H) den maximal (n-1)-dimensionalen Bahnparameter (S) und/oder die eine Bahnparametergeschwindigkeit (S′) repräsentierende zeitliche Änderung des Bahnparameters (S) ableitet, und daß der mindestens einen Bewertungseinheit (54) eine Auswerteeinheit (56) nachgeschaltet ist, in der die nach dem Bahnparameter (S) parameterisierte Bahnfunktion (57a, 57b) abspeicherbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerungseinheit (51) ein einziges Steuerungsorgan (40) steuerungsfunktionell verbunden ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Steuerungsorgan als elektronisches Handrad (40) ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der mindestens einen Bewertungseinheit (54) und der Auswerteeinheit (56) eine Filter- und/oder Begrenzereinheit (56) geschaltet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Betätigung von maximal (n- 1) Steuerungsorganen (40) der Steuerungseinrichtung (50) ein teach-in-Verfahren für n Achsen durchführbar ist.

25. Werkzeugmaschine gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 20 bis 24.

26. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschine (1) eine Werkzeugschleifmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks (2) ist.