DE1954845B2

DE1954845B2 - Vorrichtung zur optimalen anpassung einer numerisch gesteuerten werkzeugmaschine an den bearbeitungsvorgang eines werkstueckes

Info

Publication number: DE1954845B2
Application number: DE19691954845
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr.-Ing 4800 Bielefeld; Plaßmeier Walter 4935 Hiddesen Ledergerber
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1969-10-31
Filing date: 1969-10-31
Publication date: 1977-12-29
Also published as: AT308492B; FR2031285A5; SE363594B; CH511672A; GB1304021A; US3715938A; DE1954845A1

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen nachfolgenden Schnittvorgang Befehle ausgebbar sind, durch die beim vorangegangenen Sdinittvorgang fertig bearbeitete Endzonen vom Überfahren ausschließbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Befehle ausgebbar sind, durch die nach erfolgter Fertigbearbeitung einer sich an den Startpunkt des Drehmeißels anschließenden Zone _u) der Startpunkt entsprechend der nachfolgenden Bearbeitung selbsttätig verlegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß für einen nschfo^enden Schnittvorgang Befehle ausgebbar sind, durch die beim _h5 vorangegangenen Schnittvorgang fertig bearbeitete Zwischenzonen beim nachfolgenden Schnittvorgang im Eilgang überfahrbar sind.

50

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptvorschubrichtung nach dem aus den Meßsignalen von der Steuerung errechneten

Differentialquotienten --— umschaltbar ist.
d.v

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zustellen in Richtung zunehmender Spantiefe das Verhältnis zwischen der der Spantiefvergrößerung zugeordneten Vorschubgeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit in Hauptbearbeitungsrichtung als Grenzwert so gewählt wird, daß beim Zustellen des Drehmeißels dessen Nebenschneide die bearbeitete Werkstückoberfläche nicht berührt

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine Drehmaschine mit zwei Kreuzschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspindel und einem der beiden Kreuzschlitten Meßeinrichtungen für die Zerspanungsleistung zugeordnet sind, deren Meßwerte in der Steuerung voneinander subtrahierbar sind, wobei der Differenzwert als Vergleichsgröße für die adaptive Regelung der Bewegungen des zweiten Kreuzschlittens benutzbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine Drehmaschine mit mindestens zwei Kreuzschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kreuzschlitten eine Meßeinrichtung für die Zerspanungsleistung zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Meßeinrichtungen für die Ermittlung der Zerspannungsleistung an der Drehspindel, an dem Drehmeißel und/oder an dem Werkzeugträger angeordnet und die Meßwerte vom Programm über Hilfsbefehle abruf- und kombinierbar sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optimalen Anpassung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine an den Bearbeitungsvorgang eines Werkstückes der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Eine Vorrichtung dieser Art, die Gegenstand des älteren Patentes 18 03 742 ist, wurde insbesondere für Werkzeugmaschinen mit nur einer Hauptvorschubrichtung des Werkzeuges, wie Fräsmaschinen, entwickelt und ist für die Werkstückbearbeitung auf Maschinen mit zwei Hauptvorschubrichtungen des Werkzeuges, wie Drehmaschinen, weniger geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine optimale Anpassung an den Bearbeitungsvorgang auf einer Drehmaschine ermöglicht ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zunächst den Vorteil, daß für die bei der Drehbearbeitung vorhandenen zwei Hauptvorschubrichtungen (längs und plan) die numerische Steuerung sowohl im Hinblick auf die Vorschubregelung als auch im Hinblick auf die Schnittiefenregelung voll beibehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil der beanspruchten Ausführung besteht darin, daß durch die Vorrichtung die Verfahrwege des

Drehmeißels ohne einen Zerspanungsvorgang, d. h. ohne mit dem Werkstück im Eingriff zu sein, minimal gehalten werden, insbesondere wenn in mehreren aufeinanderfolgenden Schinen abgespant wird. Ferner wird auch bei einem Plan- oder Radialschlag des Werkstückes eine Überlastung oder gar eine Zerstörung des Werkzeuges sicher vermieden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

In der nachfolgenden Beschreibung werden anhand der Zeichnung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbare Bearbeitungsvorgänge beispielsweise beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und 2 das Anschneiden eines Werkstückes für die Planbearbeitung mit anschließender Außen-Längsbearbeitung,

Fig. la das Vorschubverhalten beim Anschneiden des Werkstückes nach F i g. 1 in Längsrichtung,

Fig. Ib den Meißelweg beim Anschneiden und Plandrehen des Werkstückes nach F i g. 1,

Fig. 2a das Vorschubverhalten beim Anschneiden des Werkstückes nach F i g. 2 in Planrichtung,

Fig.3 die Phase einer Planbearbeitung, bei welcher der Drehmeißel nach außen aus dem Werkstück austritt,

F i g. 3a den Drehmomentenverlauf unter Berücksichtigung der Vorschub- und Spantiefenänderung in Abhängigkeit vom Radius,

F i g. 4 das Anschneiden eines Werkstückes für die Planbearbeitung mit anschließender Innenbearbeitung,

Fig.4a das Vorschubverhalten beim Anschneiden des Werkstückes nach F i g. 4 in Längsrichtung,

F i g. 5 die Phase einer Planbearbeitung, bei welcher der Drehmeißel nach innen aus dem Werkstück austritt,

F i g. 5a den Drehmomentenverlauf ohne Berücksichtigung von Vorschub- und Spantiefenänderung,

F i g. 6 bis 8 Drehteile mit unterschiedlichen Aufmaßen,

F i g. 6a bis 8a das Vorschubverhalten des Werkzeuges beim Drehen in Längsrichtung,

F i g. 6b bis 8b das Vorschubverhalten des Werkzeuges beim Drehen in Planrichtung.

In der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungbedeutet:

die Spantiefe,

die ermittelte Spantiefe nach dem Anschneiden,

die Spantiefe nach der Reduzierung, den Vorschub je Werkstückumdrehung, die Koordinate der Planachse, die Koordinate der Längsachse, die Koordinate der Planachse in Richtung zum Werkstück,

die Koordinate der Planachse in Richtung vom Werkstück,

die Koordinate der Längsachse in Richtung zum Werkstück,

die Koordinate der Längsachse in Richtung vom Werkstück,

die minimal zulässige, vorprogrammierte Vorschubgeschwindigkeit in Werkstücklängsrichtung,

die maximal zulässige, vorprogrammierte Vorschubgeschwindigkeit in Werkstücklängsrichtung,

10 ι -V mm
ι X nui\

AMd "dl"

4 j

die minimal zulässige vorprogrammierte Vorschubgeschwindigkeit in Planrichtung zum Werkstück,

die maximal zulässige, vorprogrammierte Vorschubgeschwindigkeit in Planrichtung zum Werkstück,

die minimal zulässige, vorprogrammierte Vorschubgeschwindigkeit in Planrichtung vom Werkstück,

die maximal zulässige, vorprogrammierte Vorschubgeschwindigkeit in Planrichtung vom Werkstück,

das maximal zulässige, vorprogrammierte Drehmoment an der Drehspindel,
den Werkstückradius,

den Werkstückradius, bezogen auf die Lage der Meißelspitze, bei dem bei Außenbearbeitung die Bearbeitungsrichtung von plan auf längs umgeschaltet wird,
den Werkstückradius, bezogen auf die Lage der Meißelspitze, bei dem bei Innenbearbeitung die Bearbeitungsrichtung von plan auf längs umgeschaltet wird,

den Differentialkoeffizienten des Drehmomentes, abgeleitet nach der Zeit,
den Differentialkoeffizienten des Weges χ

nach der Zeit = Geschwindigkeit in Richtung

der x-Koordinate,

die Schnittleistung,

die Hauptschnittkraft,

konstant,

die Winkelgeschwindigkeit.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur optimalen Anpassung einer numerisch gesteuerten Drehmaschine an den Bearbeitungsvorgang eines Werkstückes weist mindestens eine Drehmomenten-Meßeinrichtung und eine numerische Steuerung auf, in die die gewünschte Fertigteilkontur eingelesen, darir gespeichert und während des Bearbeitungsablaufs die jeweils erreichte Werkstückkontur mit der gespeicherten Fertigteilkontur verglichen wird. Erst beim Erreichen der Fertigkontur plus einem wählbaren Ai'fmaO für das Schlichten, sofern eine Schlichtbearbeitung erforderlich ist, wird die Bearbeitung der Fertigkontui freigegeben.

Gemäß Fig. 1 und 2 für die Außenbearbeitung unc gemäß Fig. 4 für die Innenbearbeitung wird da; Werkzeug, ausgehend von einer Startposition 28, die zui Vermeidung von Luftschnitten in einer Achse in Höh< der Fertigkontur des Werkstückes 30 liegen muß, in Eilvorschub in Richtung auf das Werkstück 3( verfahren. In beiden Bearbeitungsfällen wird davor ausgegangen, daß das Werkzeug in der x-Achse dies« Position erreicht hat und in Richtung -zbis zum Punk im Eilvorschub verfahren wird, in welchem da Werkzeug 26 das eingespannte Werkstück 30 anschnei det. Bei weiterem Eindringen des Werkzeuges 26 in da Werkstück 30 steigt das Drehmoment an. Nacl Erreichen eines bestimmten Drehmomentes wird de Vorschub — z-Richtung abgeschaltet, bis bei de geringstmöglichen erzielbaren Drehzahl wenigstens eii Werkstückumlauf erreicht ist. Diese Zeit wird benutzi

um ein Freischneiden des Drehmeißels für den Fall zu erreichen, daß die Stirnfläche des Werkstückes nicht absolut plan ist.

Bei der Außenbearbeitung eines Werkstückes wird der Vorschub in — z-Richtung nach dem Freischneiden des Drehmeißels mit einem gegenüber dem programmierten maximal zulässigen Vorschubwert verringerten Wert fortgesetzt, wobei gleichzeitig das Drehmoment zunimmt. Hierbei muß ein Drehmeißel 26 verwendet werden, der beim Eintauchen in die Werkstückplanfläche nur eine Schneide 261 zum Eingriff kommen läßt. Diese Schneide 261 liegt gemäß F i g. 1 auf der der positiven Radiusrichtung zugekehrten Seite. Beim Erreichen der programmierten maximal zulässigen Drehmomentes wird der Vorschub -z-Richtung im Punkt 31 gestoppt und der Vorschub in +^-Richtung, d. h. in Richtung des zunehmenden Werkstückradius mit einem Vorschubwert eingeschaltet, dessen programmierter Wert maximal + x'_mas sein darf. Mit zunehmendem Radius wächst bei der Planbearbeitung, gleiche Schnittverhältnisse vorausgesetzt, das Drehmoment proportional. Ebenso nimmt die Schnittgeschwindigkeit proportional zu, sofern eine Drehzahlregelung nicht berücksichtigt wird. Für den Fall, daß keine Drehzahlregelung berücksichtigt wird, darf bei maximalem Drehdurchmesser die maximal zulässige Schnittgeschwindigkeit nicht überschritten werden, d.h., daß dann bei jedem kleineren Radius beim Plandrehen nicht mit optimaler Schnittgeschwindigkeit gearbeitet wird. Wird, ausgehend von dem beschriebenen Umschaltpunkt 31, zum Plandrehen ohne Drehzahlregelung gefahren und beim Plandrehen mit zunehmendem Radius und der damit verbundenen Reduzierung des Vorschubes der programmierte minimal zulässige Vorschubwert x'_mm beispielsweise im Punkt 32 erreicht, dann wird der Vorschub in + z-Richlung mit seinem minimal zulässigen Wert +z'„ zugeschaltet, wobei zum Erreichen des vollen Drehmomentes gleichzeitig der Vorschub in + x-Richtung wieder zunimmt (vgl. Fig. 1 und la). Hierbei reduziert sich somit die Schnittiefe. Erreicht beispielsweise im Punkt 33 der Vorschub in +x-Richtung den vom Programm festgelegten Wert +x'max, dann wird der in +z-Richtung zugeschaltete Vorschub z'_mm stillgesetzt und bei der weiteren Bearbeitung in +x-Richtung der Vorschub so reduziert, daß das zur Regelung festgelegte zulässige Drehmoment mit zunehmenden Radius nicht überschritten wird. Nach Erreichen von r⁺ bei z'=0 im Punkt 34 (vgl. F i g. 3 und 3a) nimmt das Drehmoment

bei zunehmendem Planvorschub ab, d. h.

liehen. Aus der Gleichung

N = Pn ■ r ■ ω

r ■ ω

κι

dMd
d.x

wird

-,η

negativ, womit ein Meßsignal vorhanden ist, das die Umsteuerung der Hauptvorschubrichtung von + χ nach — zbewirkt. Dieses Meßsignal wird auch dann wirksam, wenn das Rohteil so kegelförmig ist, daß das Anschneiden des Werkstückes auf der Kegelfläche erfolgt.

In diesem Fall wird nach dem Anschneiden und Wechseln der Vorschubrichtung beim Erreichen von Mdmi das gemessene Drehmoment wieder abnehmen, womit das Umschalten der Hauptvorschubrichtung, wie beschrieben, eingeleitet wird.

Wird, ausgehend von dem beschriebenen Umschaltpunkt 29, vom Eintauchen des Drehmeißels in das Werkstück beim Plandrehen mit Drehzahlregelung gefahren, dann wird in diesem Punkt zunächst die Schnittgeschwindigkeit auf den vorgeschriebenen Wert gebracht, d. h., die Drehzahl wird entsprechend angegeergibt sich, daß mit zunehmendem r die Winkelgeschwindigkeit ω und auch der Vorschub s proportional verkleinert werden müssen, wenn die Schnittgeschwindigkeit und das Drehmoment konstant bleiben sollen. Als Meßgröße für die Drehzahlregelung wird die Änderung der Schlittenlage in der x-Koordinate benutzt. Da sich nach obiger Gleichung bei konstantem Drehmoment mit zunehmendem Radius der Vorschub bei irregulärem Zerspanungsablauf nicht linear ändert, kann die Zunahme des Radius als Vergleichsgröße herangezogen werden, um aus dem Verhältnis der

Zunahme von —dividiert durch —ß- ein Maß für den di df

regulären Ablauf der Bearbeitung der Planfläche zu erhalten.

Für den Fall, daß die vorgeschriebene Bearbeitung dies zuläßt, kann der Bearbeitungsprozeß bei reduzierter Spantiefe, wie bereits beschrieben, fortgesetzt werden.

Die Umsteuerung der Hauptvorschubrichtung von + χ nach — ζ wird beim Erreichen von r± zunächst, wie bereits beschrieben, vorgenommen. Wird bei fortschreitender Bearbeitung aufgrund der Rohteilkontur, z. B. eines Kegels, und der vorgegebenen Fertigkontur, z. B. eines Zylinders, vom Werkzeug eine Zone angeschnitten, bei der das Drehmoment zunimmt, so erfolgt eine Reduzierung des Vorschubes in z-Richtung. Diese Reduzierung ist zulässig bis zu einem vorprogrammierten Wert z'min. Wird bei dieser Bearbeitung der vorgegebene Wert z'_mm erreicht, dann erfolgt eine kontinuierliche Reduzierung der Schnittiefe bei gleichzeitiger Vergrößerung des Vorschubes z".

Für den Fall, daß die Drehzahlregelung nicht mit in die adaptive Regelung einbezogen ist, verläuft der Zerspanungsprozeß in -z-Richtung in der gleichen Weise, wie vorher beschrieben. Die Schnittgeschwindigkeit wird dann je nach der Werkstückkontur zu- oder abnehmen. Der programmierte Wert N muß das Schnittgeschwindigkeitsverhalten über den gesamten Bearbeitungsbereich am Werkstück berücksichtigen. Wird beim Längsdrehen eine Zone erreicht, bei der durch die Abnahme der Schnittiefe der Vorschub so weit ansteigt, daß der Grenzwert + z'_max erreicht wird und somit eine Zustellung in + x-Richtung erfolgt, so darf die Zustellung in Richtung +x nur mit dem vorprogrammierten Verhältnis von x' zu z' erfolgen. Dies ist notwendig, um zu verhindern, daß die Nebenschneide 262 des Meißels 26 bei der Tiefenzustellung in Richtung zunehmender Schnittiefe das Werkstück berührt.

Für die Innenbearbeitung ist folgender Bearbeitungsablauf vorgesehen:

Gemäß Fig.4 und 4a erfolgt das Anschneiden mit dem Innendrehwerkzeug 38 im Punkt 36, bis der Drehmeißel sich, wie beschrieben, freigeschnitten hat.

Nach dem Freischneiden des Drehmeißels 38 wird der Vorschub in -z-Richtung mit -z'mm eingeleitet und bleibt so lange anstehen, bis das für die Innenbearbeitung und für das betreffende Werkzeug zulässige Drehmoment Mdj_nncn erreicht ist. Beim Erreichen dieses Wertes im Punkt 37 wird -z' Null gesetzt und die Vorschubbewegung in - x-Richtung eingeleitet. Für den Fall, daß keine Drehzahlregelung vorgesehen ist, wie dies eine geringe Durchmesseränderung bei der Innenbearbeitung zuläßt, wird der in -A-Richtung

eingeleitete Vorschub einem vorprogrammierten Wert

— x' entsprechen. Das an der Drehspindel gemessene Drehmoment nimmt nach der Gleichung Md = χ ■ c mit abnehmendem Radius ab, bis die Hauptschneide 381 des Meißels 38 im Punkt 39 den Radius r⁺ + erreicht (vgl. s F i g. 5 und 5a). An diesem Punkt ändert sich der Differentialkoeffizient von der Gleichung für Md überproportional. Über die Steuerung kann diese Änderung ausgewertet werden. Mit diesem Signal wird die Hauptvorschubrichtung von -xauf -zumgeschal- in tet. Der Betrag für den Differentialkoeffizienten wird sowohl in seiner Höhe als auch in seiner Empfindlichkeit programmierbar vorgegeben. In — z-Richtung wird mit

— 2'_max die Bearbeitung fortgesetzt. Erreicht beim Längsdrehen JWcW_n, beispielsweise hervorgerufen durch eine nicht zylindrische Rohteilkontur in der Bohrung, den maximal zulässigen Wert, so wird — z' verkleinert. Diese Vorschubreduzierung ist bei Md_1n nun «/begrenzt durch z'„„„.

Wird bei - z'_mm das Md,_n„_cn ,«/ erreicht, dann wird die Spantiefe verringert, indem — x„„„ eingeleitet wird. Damit vergrößert sich - z' bis z'_max erreicht wird und

— x'min wieder abgeschaltet werden kann. Wenn Mdinncn = 0 wird, d. h. der Meißel außer Eingriff kommt, ist die Innenbearbeitung eines Schnittvorganges beendet. Der Meißel wird wieder auf seine Ausgangsposition gefahren, und der nächste Schnitt kann, wie beschrieben, erfolgen.

Steigt während der Hauptvorschubrichtung das Drehmoment über den zulässigen Wert an, so ist ein unzulässiger Meißelverschleiß oder auch ein Bruch des Meißels aufgetreten, und die Maschine schaltet ab.

Ist bei der Innenbearbeitung kein durchgehender Schnitt erforderlich, dann erkennt die Steuerung die Endkontur in Höhe von z. Der Meißel wird in Richtung r>

— x aus dem Schnitt gezogen und in die Ausgangsposition gebracht. Der nächste Schnitt erfolgt hiernach, wie bereits beschrieben.

Wird, ausgehend vom Umschaltpunkt 37, vom Eintauchen des Drehmeißels in das Werkstück beim Plandrehen mit Drehzahlregelung gefahren, dann wird in diesem Punkt zunächst die Schnittgeschwindigkeit auf den vorgeschriebenen Wert gebracht, d. h., die Drehzahl wird entsprechend angeglichen. Aus der Gleichung t >

N = Pn ■ r ■ ω = a ■ s ■ r ■ ω ■ k

ergibt sich, daß mit zunehmendem r die Winkelgeschwindigkeit ω und auch der Vorschub 5 proportional verkleinert werden müssen, wenn die Schnitlgeschwin- >o digkeit und das Drehmoment konstant sein sollen. Als Meßgröße für die Drehzahlregelung wird die Änderung der Schlittcnlagc in der A-Koordinatc benutzt. Da sich nach obiger Gleichung bei konstantem Drehmoment mit zunehmendem Radius der Vorschub bei irregulärem V₁ Zerspaniingsablauf nicht linear ändert, kann die Zunahme des Radius als Vcrglcichgröße herangezogen werden, um aus dem Verhältnis der Zunahme von ^(1x dividiert durch ~- ein Maß für den regulären Ablauf df ilf (,(1

der Bearbeitung der Planfläche zu erhalten.

Für den !'all, daß die vorgeschriebene Bearbeitung dies zuläßt, könnte der Bcarbcitungsprozcß bei reduzierter Spantiefe, wie bereits beschrieben, fortgesetzt werden. ιιί

Bei dem Bearbeitungsheispiel nach Fig. b —bb wird der Ablauf des Bcarbcitungsvorgnngs so gewühlt, daß während fines jeden Schnittvorgiingcs (I und II) vorher bereits fertige oder fertig bearbeitete Zwischenzonen frei im Eilgang überfahren werden und danach das Werkzeug 26 wieder in Eingriff gebracht wird.

Bei dem Beispiel nach F i g. 7 — 7b wird der Ablauf des Bearbeitungsvorgangs so gewählt, daß die während des Schnittes 1 fertig bearbeitete Endzone während der weiteren Bearbeitung nicht mehr überfahren wird.

Gemäß Fig. 8 —8b wird nach dem Schnitt 1 der Startpunkt für den weiteren Schnitt Il jeweils an den Beginn der noch nicht fertig bearbeiteten Zone selbsttätig verlegt.

Ausgehend von den beschriebenen Abläufen, wird die Programmierung so vorgeschrieber., daß unter einem bestimmten Hilfsbefehl der Ablauf für die Außenbearbeitung und unter einem anderen Hilfsbefehl der Ablauf für die lnnenberarbeitung erfolgt. Durch diese Zuordnung können beide Abläufe frei wählbar sein. Bei den Bearbeitungsabläufen sind spezifische maximal zulässige Drehmomente, maximale und minimale Vorschubwerte, Drehzahlen und/oder der Bereich der Drehzahlregelung bei der gewünschten Schnittgeschwindigkeit erforderlich. Diesen Größen sind Hilfsbefehle zugeordnet, so daß sie frei wählbar abgerufen werden können.

Bei Schruppbearbeitung mit adaptiver Regelung und anschließender Schlichtbearbeitung werden in gleicher Weise über Hilfsbefehle die je nach Bearbeitungsvorgang erforderlichen Werte für Md,_n:n, χ',,,.,ν, x'min· z'm.n, z'mm· Drehzahl und der Bereich der Drehzahlregelung abgerufen.

Je nach Werkzeugauswahl sind über Hilfsbefehle oder Werkzeugbefehle unterschiedliche zulässige Werte für Drehmoment, .υ',,,.α. z'_may, x'min, z'mm. Bereich der Drehzahlregelung, Drehzahlen und zulässiges Verhältnis von a/s so zugeordnet, daß sie vom Programm frei wählbar abgerufen werden.

Für die Meßgrößenerfassung werden außer einer Drehmomentmeßeinrichiung an der Drehspindcl gccig nete Meßeinrichtungen, wie beispielsweise Dehnmeßstreifen oder Quarzgeber, an den Werkzeugen oder Werkzeugträgern vorgesehen. Diesen Meßeinrichtungen sind ebenfalls Hilfsbefehle zugeordnet, so daß über diese Hilfsbefehle eine frei wählbare Umschaltung der gewünschten Meßstelle möglich ist.

Bei Drehmaschinen mit zwei Kreuzschlitten werden jedem Achsenpaar Meßstellen zugeordnet oder einem Achsenpaar die Mcßstclle an der Drehspindel und dem zweiten Achsenpaar eine Meßstelle an den einzelnen Werkzeugen oder Werkzeugträgern. Von dem Signal der Mcßstellc an der Drehspindcl wird hierbei das Signal der Meßstelle der Werkzeugträger subtrahiert der Differenzwert stellt somit die Vergleichsgröße ζ ι dem zulässigen Drehmoment dar. Auf diese Weise wire eine simultane adaptive Regelung für eine vicrachsig« Drehmaschine erreicht.

Alle aufgeführten Hilfsbefehle sind vom Programn und von Hand zu löschen. Ein Ausblenden einzelne Werte oder eines kompletten Ablaufes wird auf dicsi Weise erreich!.

Wie bereits beschrieben, sind alle Regelgrößen ii einem bestimmten Bereich frei wählbar. Für jetl' Regelgröße sind in der Steuerung mehrere Grenzwert festgelegt. Auf diese Weise wird für unterschiedlich Werkstoffe, unterschiedliche Werkstückformen, vei schicdenc Werkzeuge, bei Innen-, Außen-, Schrupp- im Schlichtbearbeitung ein optimaler Benrheilungsvot gang erreicht.

Bei ungünstigen Zcrspiiniingshcdingungen, wie iiiic bei Bearbeitung von melirk:inlii>cn oder ähnliche

Werkstückformen, können fremderregle Rauerschwingungen auftreten. Diese Schwingungen werden in bekannter Weise mit einem geeigneten Schwingungsaufnehmer gemessen. Der Steuerung ist ein Grenzwert für die Ratlerfrequenz vorgegeben. Bei Erreichen dieses Grenzwertes werden die Schnittwerte verändert, oder die Maschine wird stillgesetzt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur optimalen Anpassung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine an den ■-> Bearbeitungsvorgang eines Werkstückes, bei der die gewünschte Fertigteilkontur in die numerische Steuerung eingegeben, darin gespeichert und während des Bearbeitungsablaufes die jeweils erreichte Werkstückkontur mit der gespeicherten Fertigteil- ι ο kontur verglichen wird, wobei das Werkzeug durch einen von der numerischen Steuerung ausgebbaren Befehl bis zum Eingriff mit dem Werkstück im Eilgang verfahrbar, die Vorschubgescliwindigkeit als Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und ι > Werkstück in Abhängigkeit von der am Werkstück aufgebrachten Zerspanungsleistung regelbar ist und beim Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Zerspanungsleistung Befehle zur Abweichung von der programmierten Kontur in Richtung abnehmender Bearbeitungstiefe ausgebbar sind, während beim Unterschreiten eines darüberliegenden Wertes wieder Befehle zum Fahren in Richtung zunehmender Bearbeitungstiefe abgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Anpassung an den >·> Bearbeitungsvorgang auf eine Drehmaschine

a) das Anfahren des Werkstückes im Eilgang in Längsrichtung, d. h. in Axialrichtung des Werkstückes, erfolgt,

b) die Bewegung des das Werkzeug bildenden ^J(l Drehmeißels nach erfolgtem Anschneiden des Werkstückes während mindestens eines Werkstückumlaufes stillsetzbar ist,

c) nach diesem Freischneiden des Drehmeißels dessen Vorschubbewegung mit einem gegen- ^J) über dem programmierten maximal zulässigen Vorschubwert verringerten Wert fortsetzbar ist,

d) beim Errtichen der maximal zulässigen Zerspanungsleistung die Vorschubrichtung zusammen ^4(l mit der Vorschub- und Schnittiefenregelung von längs auf plan umschaltbar und die Bearbeitung in Planrichtung so lange beibehaltbar ist, bis die Drehmeißelschneide nicht mehr voll im Eingriff steht und demzufolge die ^4> Zerspanungsleistung sich zu verringern beginnt,

e) bei sich änderndem Radius und sich verringernder bzw. überproportional verringernder Zerspanungsleistung die Vorschubrichtung von plan auf längs umschaltbar ist.