DE2044444A1

DE2044444A1 - Verfahren zur Regelung der Vorschubgeschindigkeit von Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2044444A1
Application number: DE19702044444
Authority: DE
Inventors: Günter DipL-Ing. 1000 Berlin. P Pritschow
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1972-03-09
Also published as: DE2044444B2

Description

Verfahren zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen.
Unter dem Namen "Adaptive Control" sind für Werkzeugmaschinen Anordnungen bekannt, dis es erlauben, die technologischen Größen z. B. dos Zerspannungsprozesses aufgrund von Neßwerten wie Drehmoment, Schnittkraft und Antriebsleistung selbsttätig durch entsprechende Regelkreise einstellen zu lassen.
Es ist bereits ein Verfahren zur selbsttätigen Vorschubsteuerung von Werkzeugmaschinen bekannt, bei dem ein Eilvorschub bis zul Bin griff des Werkzeuges mit den Werkstück vorgesehen ist, und die Umschaltung auf den Arbeitsvorschub erst dann vorgenonmen wird, wenn eine von der Verformungsleistung abhängige Größe einen unteren Schnellwert überschreitet. (DOS 1 602 973) Bei der Drehbearbeitung wird es vorwiegend beim ersten Überdrehen von Gußstiicken aufgrund von harten Stellen oder hentrizitäten zu starken Schwankungen der Schnittkraft kommen. Regelkreise, die die Vorschubgeschwindigkeit mit Hilfe von Meßgrößen des Zerspannungsprozessez einstellen, müssen kleine Einstellzeiten besitzen, wenn ein Fahren in Schnellgang bei Luftachnitten möglich sein soll und beim Eingriff des Werkzeuges in den Bchnitt die Vorschubgeschwindigkeit auf die maximal sulässige reduziert werden muß. Eine sofortige Reaktion der Vorschubantrisbe ist jedoch unerwünscht, wenn aufgrund der Werkstückgeometrie der Meißel während einer Umdrshung aus dem Schnitt gerät. Die Vorschubgeschwindigkeit wür de auf Schnellganggeschwindigkeit gestsigert werden, so daß es wegen eines überhöhten Vorschubs zum Werkzeugbruch kommen kann, wenn des Werkzeug wider zum Eingriff kommt.
Ein schnell reagierender Vorschubgeschmindigkeitsregelkreis 1st beim Einfahran des Werkzeuges in den Schnitt unumgänglich.
Die kurzen Regelzeiten werden jedoct nur beim Zurücknehmen der Vorschubgeschwindigkeit benötigt, eine folgende Zustellung kann sehr langsa@ erfolgen. In der im folgenden beschriebenen Anordnung wird von dieser Möglichkeit Gebrauch gemacht. Die Vorgabe für den Verschubgeschwindigkeitaregelkreis erfolgt in Abhängigkeit von den Meßwerten, die während der vorhargehenden Umdrehung erfaßt worden sind. nach jeder Umdrehung der Spindol wird der obere Grenswert der Vorschubgeschwindigkeit so vorgegeben, wie er für die letzte Umörehung aufgrund des gemessemen Spitzenwertes der Regelgröße optimal gewesen wäre. Darunter soll ventanden werden, daß eine wesentliche Überschreitung der Führungsgröße auch chne Regelkreis nicht möglich ist. Der Regelkris ist erweitert worden zu einem vermaschten Regalkreis mit Hilfsstellgröße.
Die Aufgabe bestent daher darin, eine Regelung der Verschubgeschwindigkeit zu schaffen, bei der ein optimales Verhältais zwischen er Vorschubgeschwindigkeit bei luftschnitten und der Vorschnbgeschwindigkeit beim Eingriff des Werkzeuges in den Schnit ereicht wird.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorschubgeschwindigkeit durch einen schnell reagierenden Regler beeinflußt wird und daß zusätzlich eine Hilfsstellgröße, die aus den gemeasenen arbeitsablaufebhängigen Größen des vorhergehenden Teilarbeitsganges gewonnen wird: eine maximale Vorzchubgeschwindigkeit vorgibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Zeichnung näher beschrieben.
Wird die Vorschubgeschwindigkeit mit Hilfe einer Regelgröße, in diesem Beispiel die des Drchmoments, geregelt, so wird statt einer Soll-Vorschubgeschuindigkeit eine m@kimale Verschubgeschwindigkeit über den D/A-Wandler 1 vorgegeben. Diese wird, medifiziert über eine Zusatzschaltung mit den Funkten 3 bis 11, dem Komparater 2 zugeführt, der einen Vorgleich mit der geometrischen Regelabweichung vornimmt, um den Interpelator zu steuern. Das Ansteuerungssignal für den Interpolator durch den Komparator 2 wird in einem UND-Glied 12 mit einer zusätzlichen UND-Bedingung verkuüpft, die nur dann eine Bahnberechnung durch den Interpolator freigibt, wenn das Ist-Drehmoment kleiner als das Soll-Drehmoment ist. Die Vorschubgeschwindigkeit wird also durch einon Soll-Istwert-Vergleich des Drehmoments geregelt.
die vorgabe der maximalen Vorachubgeschwindigkeit wird über eine Schaltung dem Komparator 2 zugeführty, die Werkzeugbruch bei Unstetigkeiten der Schnittkraft als Folge von zu hohen Vorschüben verhindern soll. Die Spannung des D/A-Wandlere 1 wird kurzfristig nach jeder Umdrchung über einen Spindelkontakt 4 an den Kondensator 5 geführt, dessen Aufladung durch eine Diode 8 und einen Verstärker 7 begrenzt wird. Die Spanung des Kondesators wird über einen Verstärker 6 hochohmig abgenommen und einem Spannungsteiler 10 zugeführt, dessen Teilverhältnis vom Ist-Soll-Verhältnis des Drehmoments abhängig ist.
Diese Einstellung kann z.B. durch einen D/A-Wandler vorgenommen werden, der nach dem Doppelintegrationsverfahren abeitet und eine Quotientenbildung erlaubt. Ist das Soll-Drehmoment gleich dem Ist-Drehmoment, so soll die Teilspannung gleich der an dem Teiler liegenden Spannung und somit gleich der Ausgangsspannung des Verstärkers 6 sein. Das Drehmomentenverhältnis wird während einer Umdrehung ständig gemessen und der Teiler danach eingestellt, unter der nebenbedingung, daß der gemessene Spitzenwert im Teiler solange gehalten wird, bis eine Löschung nach edem Synchronisierimpuls des Spindelkontaktes 4 erfolgt.
Die Spannung am Kondomator 5 wird nun übor die Diode 8 durch einen Vergleich des Verstärkers 7 mit einer der Vorschubgeschwindigkeit proportionalen Tachospannung 11 und der Teilerspannung 10 begrenzt. Wird die Tachospannung kleiner als die Teilerspannung, so wird der Kondensator solange entladen, bis die Differonzspannung em Eingang des Verstärkers 7 zu Null wird. Dieser Vorgang ist für zwei Fälle von Bedeutung: Ist-Drehmoment ist gleich Soll-Drehmoment: Der Teilerabgriff 10 führt die Ausgangsspannung da Verstürkors 6. Die Kondensatorspannung wird auf die Tachospannung 11 entladen und über eine Diode 9 dem Komparator 2 zur Vorschubgeschwindigkeitsbegrenzung zugeführt. Es wird also dafür gesorgt, daß die aufgrund der Drehmomentenregelung eingestellte niedrigste Vorschubgeschwindigkeit bis zur Lösung des Zustandes nach den Synchronisierimpuls gehallen wird, auch wenn das Ist-Drehmoment zu Null werden sollte während eines Luftschnittes.
Spindelkontakt 4 schließt; Der Spindelikontakt schließt kurzzeitig nach jeder Umdrehung. Dabei kann der Kondensator 5 auf die der programmierten maximalen Vor.
schubgeschwindigkeit proportionale Spannung aufgeladen werden.
Die Erhöhung der Kondensatorspannung wird jedoch durch die Wir kung der Verstärker 6 und 7, durch das Toillerverhältnis und die Tachospannung bestimmt. Der Teiler enthält dabei den Speitzenwert des Drehmomentenverhältnisses MD 1st/Msoll' so daß nur eine prozentuale Erhöhung der Vorgabe möglich wird. Wurde bei der vorhergehenden Umdrehung der Sollwert des Drehmements erricht, 80 ist keine Erhöhung möglich, d.h< die Vorschubgeschwindigkeit kann während der nächsten Umdrehung nicht erhöht werden.
Hinter dem D/A-Wandler ist ein Teiler 3 angeordnet, der über eine Diode 9 einen Vorschubgeschwindigkeitsgrundwert an den Komparator legt, damit die Regelung einsetzen kann 4 Bsschreibungsseiten 1 Blatt Zeichnungen mit 1 Fig.
2 P a t e n t a n s p r ü c h e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen, dadurch gekennseichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit durch einen schnell reagierenden Regler beeinflußt wird und daß zusätzlich eine Hilfsstellgröße, die aus den Gemessenen arbeitsablaufabhängligen Größen des vorhergehenden Teilarbeitsganges gewonnen wird, eine maximale Vorschubgeschwindigkeit vorgibt.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speichorwerk zur Aufnahine der arbeiteablaufabhängigen Größen und eine Rechenschaltung zur Bestimmung der Maximal-Vorschubgeschwindigkeit sowie eine Synchronisierungssinrichtung gerneinsam wirken.

L e e r s e i t e