DE2052757A1

DE2052757A1 - Einrichtung zur selbsttätigen Aufteilung eines vorgegebenen Verfahrweges bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2052757A1
Application number: DE19702052757
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 8520 Erlangen; Schiewek Peter Dipl.-Ing. 8521 Eitersdorf; Kremper Dieter 8520 Erlangen. P Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-10-28
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1972-05-10
Also published as: GB1343999A; DE2052757C3; DE2052757B2; AT310529B; CH526809A; JPS5119112B1

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Aufteilung eines vorgegebenen Yerfahrweses bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Aufteilung eines vorgegebenen Verfahrweges bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei der ein von außen vorgegebener Normalschritt aufgrund technologischer Erfordernisse ein bestimmtes Maß nicht unterschreiten darf, insbesondere für Nibbelmaschinen.

Beim Einsatz einer numerischen Steuerung an Nibbelmaschinen, die zum Beispiel zum Ausstanzen von Schalttafeln benutzt|werden, wird der zu bearbeitende Wegabschnitt einer Kontur in einem Satz des Lochstreifens programmiert. Der gesamte Verfahrweg wird wiederum in gleiche Teile zerlegt; nach Abfahren jedes Sahrittes wird gestanzt.

Das zu verfahrende Teilstück, also die Schrittlänge, ergibt sich aus der programmierten Bahngeschwindigkeit des Werkzeuges, bzw. des Werkstückes und der Zeitdauer, während der Steuerpulse, von der Steuerung an den Antrieb der Werkzeugmaschine gelangen. Die Freigabe dieser Pulse, die normalerweise aus einem Interpolator stammen, wird in der Regel über einen elektronischen Endschalter bewirkt, der durch einen Funktionsgeber angesteuert wird, und den Interpolator solange freigibt, wie sich der Stößel der Maschine im Bereich der oberen Totpunktlage befindet.

Die Preigabezeit zusammen mit der programmierten Geschwindigkeit ergibt den zurückgelegten Weg von Hub zu Hub, also den Schritt der Maschine. Beim Nibbeln verschiedener Weglängen ist es unter der Voraunsetzung konstanter Schrittlänge nahezu

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unvermeidbar, daß am Ende eines jeden Interpolationsabschnittes ein Wegrest verbleibt, der unter Umständen ao klein sein kann, daß das Werkzeug beim Nibbeln zum vorhergehenden Stanzloch hin ausweicht und dadurch bricht.

Ein ähnliches Problem der Schnittaufteilung ergibt sich auch bei Hobelmaschinen, bei denen dafür gesorgt werden muß, daß der letzte zu hobelnde Span eine bestimmte Stärke nicht unterschreitet.

Bei Werkzeugmaschinen mit adaptiver Regelung kann das gleiche Problem ■ auftreten. Aus technologischen Gesichtspunkten (Schnittbedingungen) ist es z.B. bei Dreh- und Fräsmaschinen erforderlich, beim letzten Bearbeitungsdurchgang einen minimalen Span abzunehmen. . .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei Werkzeugmaschinen der vorstehend genannten Art die Schrittlänge derart zu variieren, daß vor allem der letzte Schritt ein durch die technologischen Erfordernisse gegebenes Maß ni^oht unterschreitet.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Vergleichsvorrichtung vorgesehen ist, durch deren Ausgangssignal der restliche VerfaLrweg in p-Schritte annähernd gleicher Länge unterteilbar ist, wenn der restliche Verfahrweg kleiner als p-Schritte des größeren Normalschrittes ist. Üblicherweise wird es hierbei ausreichen, diese Verkleinerung der Schritte auf die letzten vier oder fünf Schritte zu verteilen.

Schaltungstechnisch kann die Anordnung derart aufgebaut sein, daß der restliche Verfahrweg nach jedem Schritt aus einem Verfahrweg-Soll-Ist-Differenzzähler, dessen Nullsignal das Ende des Verfahrweges anzeigt, in ein Register übertragen wird, dessen Stand zusammen mit dem Stand eines Schrittlängenzählers am Vergleichsglied liegt. Die Übertragung des jeweils restlichen

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Verfahrweges in das Register unterbleibt dabei dann ab der Verringerung der Schrittlänge.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die Aufteilung des Weges und
Fig. 2 die dazugehörige Steuerung.

Fig. 1 zeigt die Strecke s, bei der die geringfügig veränderbare Normalschrittlänge ^ s von außen durch die Nibbelmaschine fest vorgegeben ist. Durch die in Fig. 2 näher erläuterte Schaltung sollen einige der letzten Schrittlängen so variiert werden, daß der letzte Schritt in X-Richtung einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird von einem im Hubweg der nicht gezeigten Maschine liegenden Endschalter 6 der Interpolator 1 freigegeben, der für jeden Schritt in X-Richtung eine bestimmte Zahl von Impulsen an einen elektrohydraulischen Schrittmotor 7 abgibt, welcher den Vorschub in X-Richtung bewirkt.

Gleichzeitig gelangen diese Pulse in einen digitalen Verfahrweg-Soll-Ist-Differenzzähler (Rückwärtszähler) 2, der zu Beginn des Verfahrweges auf die Gesamtlänge s voreingestellt wird. Nach Ende jeder Einzahlung wird der Stand (s- η .Δ β) dieses ^Zählers 2, wobei η die Zahl der bereits zurückgelegten Schritte ist, in ein Register 3 übernommen.

Gleichzeitig gelangen die Pulse des Interpolators 1 auch in einen Zähler 4_t der jeweils nur die Schrittlänge /\ s feststellt.

Der Stand des Registers 3 wird nach jedem Stanzhub in einem Vergleichsglied 5 mit der vorgegebenen Schrittlänge £ s verglichen. Ergibt sich gegen Ende des Verfahrweges, daß der Stand des Registers 3 (s - η . Z^s) kleiner ist als eine vorgegebene

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Zahl ρ mal dem Stand des Zählers 4 (dies kann durch Abgreifen der Signale an bestimmten Stufen im Register 3 bzw. Zähler 4 schaltungstechnisch verhältnismäßig einfach bewerkstelligt werden), so wird von der Vergleichseinrichtung 5 der Befehl zur Verringerung der Schrittlänge abgegeben. Hierzu wird durch den Schalter θ für den nächsten Schritt die übertragung des Standes des Zählers 2 in das Register 3 gesperrt. Bei nunmehr folgendem Schritt taktet der Interpolator 1 den Zähler 4 - und damit den Schrittmotor 7 - von Null beginnend solange, bis ρ χ der Stand des Zählers 4 größer ist als der konstant bleibende Rest-

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wert des Reigsters 3· Hierauf wird durch das Vergleichsglied 5 der Interpolator 1 gesperrt. Dieser Vorgang wird bis zum Bearbeitungsende fortgesetzt.

Hierdurch wird die gesamte verbleibende Reststrecke s - η * Δ s in p-.Teile unterteilt, pro Schritt wird bei diesem letzten Schritt eine LängeAs¹ = s - η . Λ s zurückgelegt.

Ist das Ergebnis nicht ganzzahlig, so hat dies nur den Effekt, daß der letzte Schritt, wenn im Zähler 2 der Wert Null erreicht ist, um einige Prozent kleiner als die vorausgegangenen Schritte ist, aber jedenfalls noch völlig innerhalb des tolerierbaren Bereiches liegt.

Ein einfaches Zahlenbeispiel möge dies verdeutlichen: Es sei angenommen, daß der NormalschrittA s = 40 Pulse = 4 mm betrage, die vorgegebene Schrittzahl ρ = 4 Bei und der restliche Bearbeitungsweg s - η .Λ s = 161 Pulsen entspräche. Der Vergleich ergibt, daß 161j> 4 . 40 ist; d.h. der Normalschritt kann noch ausgeführt werden. Der neue Stand des Registers 3 nach diesem Schritt beträgt nun 121 Pulse. Wird nun wiederum der Zähler 4 getaktet, so ergibt sich bei seinem Standes¹ = 31» daß 4 x 31 = 124j>121, der Stand des Registers 3, ist. Damit wird durch das Ausgangssignal des Vergleichsgliedes 5 der Interpolator 1 gesperrt. Dem neuen Schrittes· entsprechen also 31 Pulse. Der Schalter 8 wird geöffnet. Beim nächsten Schritt ergibt der Vergleich, daß beim Stand 31 des Zählers 4

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4 x 31>121 ist; damit beträgt die neue Schrittlänge Δs· ebenfalls 31; es folgt dann noch ein SchrittAs¹ mit 31 Pulsen und ein letzter Schritt mitAs· mit 28 Pulsen bis der Istwertzähler 2 das Nullsignal abgibt; damit ist der gesamte Verfahrweg zurückgelegt.

Durch die vorstehend beschriebene Schaltung wurde also der Rest von 121 Pulsen in etwa 4 gleiche Teile geteilt.

4 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

M .J Einrichtung zur selbsttätigen Aufteilung eines vorgegebenen Verfahrweges bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, bei der der von außen vorgegebene Normalachritt aufgrund technologischer Erfordernisse nur um ein bestimmtes Maß unterschritten werden darf, insbesondere für Nibbel- und Hobelmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichsvorrichtung (5) vorgesehen ist, durch deren Ausgangssignal der restliche Verfahrweg (s - x) in p-Schritte annähernd gleicher Länge (^s¹) unterteilbar ist, wenn der restliche Verfahrweg (s - x) kleiner als p-Schritte des größeren Normalschrittes (As) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung (5) dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn der restliche Verfahrweg (s - x) kleiner als 4 Normalschritte ist.

3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Verfahrweg nach jedem Schritt aus einem Verfahrweg-Soll-Ist-Differenzzähler (2), dessen Nullsignal das Ende des Verfahrweges anzeigt, in ein Register (3) übertragbar ist, dessen Stand zusammen mit dem Stand eines Schrittlängenzählers (4) am Vergleichsglied (5) liegt.

4· Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung in das Register (3) ab der Verringerung der Schrittlänge unterbleibt.

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