DE2060227C3 - Numerische Steuerung für spanabhebende Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkstück - Google Patents
Numerische Steuerung für spanabhebende Werkzeugmaschinen mit rotierendem WerkstückInfo
- Publication number
- DE2060227C3 DE2060227C3 DE2060227A DE2060227A DE2060227C3 DE 2060227 C3 DE2060227 C3 DE 2060227C3 DE 2060227 A DE2060227 A DE 2060227A DE 2060227 A DE2060227 A DE 2060227A DE 2060227 C3 DE2060227 C3 DE 2060227C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- speed
- workpiece
- pulse
- digital
- pulse generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34041—Dda
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43141—Surface, path, tangential speed
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45141—Turret lathe
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30084—Milling with regulation of operation by templet, card, or other replaceable information supply
- Y10T409/300896—Milling with regulation of operation by templet, card, or other replaceable information supply with sensing of numerical information and regulation without mechanical connection between sensing means and regulated means [i.e., numerical control]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung für
spanabhebende Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkstück mit einer ersten Antriebsvorrichtung zur
Steuerung der Verschiebung eines Schneidwerkzeugs in Richtung einer Verschiebungsachse und einer zweiten
Antriebsvorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung um die zur Verschiebungsachse senkrechte Drehachse
des Werkstücks und mit einer digitalen Regeleinrichtung zur Verstellung der Oberflächengeschwindigkeit,
mit der ein Span vom rotierenden Werkstück durch Verschieben des Schneidwerkzeugs abgehoben wird,
der der Istwert der Spindeldrehzahl zugeführt ist, wobei ein Taktoszillator die Synchronisierung der Bewegungen
durchführt
In der Siemens-Zeitschrift 45, 1969, H. 12, S. 949 bis
ist eine derartige Steuerung beschrieben. Sie bewirkt eine Konstantregelung der Zerspanungsleistung.
Sodann ist aus der Zeitschrift ETZ-B 21,1969, H. 12, S. 276 bis 285, eine numerische Steuerung bekannt
bei der Vorschubregelkreise der numerischen Steuerung unterlagert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine iimerische Steuerung der gattungsgemäßen Art
anzugeben, bei der die Drehzahl des Werkstücks so geändert wird, daß die Werkzeuggeschwindigkeit auf
der Werkstückoberfläche und mithin die Spanabhebungsgeschwindigkeit
unabhängig vom Werkstückdurchmesser einen günstigen Wert beibehält
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Soll-Oberflächengeschwindigkeit e.nem ersten
Impulsgeber zugeführt ist, an dessen anderen Eingang die Taktimpulsfolge aus dem Taktoszillator anliegt und
der eine erste Impulsfolge abgibt, bei der jeder Impuls
ein Oberflächenverschiebungsinkrement darstellt und deren Impulsfolgefrequenz proportional der gewünschten
Oberflächengeschwindigkeit ist und die einem Vergleichsglied zugeführt ist, an dessen zweiten
Eingang die Ausgangsimpulsfolge eines zweiten Impulsgebers ansteht, dem außerdem der Istwert der
Spindeldrehzahl und ein dem Werkstückradius entsprechender Wert zugeführt ist, wobei die Frequenz der
zweiten Impulsfolge dem Produkt des augenblicklichen Radius des rotierenden Werkstücks und der Drehzahl
des Werkstücks als Maß für den Istwert der Oberflächengeschwindigkeit proportional ist und der
Ausgang des Vergleichsgliedes mit dem Eingang der zweiten Antriebsvorrichtung zu deren Drehzahlregelung
verbunden ist
Aus Technische Rundschau Nr. 9 vom 1. März 1968, S. 4 bis 7, ist es zwar bekannt Messungen mit einem
Meßfühler direkt am Werkstück auszuführen. Dabei wird jedoch der Istwert für die numerische Steuerung
und nicht der Istwert des Werkstückradius erfaßt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden \m
folgenden anhand von Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen, näher beschrieben. Es
zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung der Werkzeugmaschine mit der zugehörigen numerischen Steuerung
in Form eines Blockschaltbildes,
Fig.2 das Symbol für einen als Multiplizierer dienenden Integrator, der in der Steuerung nach den
F i g. 1 und 3 verwendet wird, und
F i g. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines anderen
Ausführungsbeispiels der die Oberflächengeschwindigkeit konstant regelnden Einrichtung nach F i g. 1.
F i g. 1 zeigt eine Leitspindel-Drehbank 10, bei der das Werkstück 12 zwischen einem Spindelstock 14 und
einem Reitstock 16 eingespannt ist. Das Werkstück 12 wird von einem Spannfutter 18 gehalten, das durch eine
Antriebsvorrichtung in Form eines Arbeitsspindel-Antriebsmotors 20 mit dem Werkstück 12 gedreht wird.
Der Motor 22 ist an ein Schaltgetriebe 20 angeschlossen,
mit dessen Hilfe es möglich ist die Arbeitsspindeldrehzahl auf verschiedene Werte umzuschalten.
Das Werkstück 12 wird durch ein Schneidwerkzeug 24 bearbeitet. Das Werkzeug 24 ist in einem
Werkzeughalter 26 befestigt, der seinerseits auf einer Leitspindel 28 sitzt Die Leitspindel 28 wird durch eine
Antriebsvorrichtung in Form eines »X«-Achsen-Antriebsmotors 30 angetrieben. Wenn der Motor 30
eingeschaltet ist, wird das Werkzeug 24 in Richtung auf das Werkstück 12 bewegt
Das Werkzeug und der zugehörige Antrieb sitzen auf einer zweiten Leitspindel 32. Die Leitspindel 32 ist mit
dem »Y«-Achsen-Antriebsmotor 34 verbunden. Wenn der Motor 34 eingeschaltet ist, wird das Werkzeug 24
parallel zur Drehachse des Werkstücks 12 bewegt.
Die Steuerung nach F i g. 1 enthält eine Verzögerungsleitung 36 zur Speicherung von Operationssteuerdaten.
Die Verzögerungsleitung 36 erhält die Daten von einem Schreibverstärker 38 und gibt sie über einen
Leseverstärker 40 wieder ab. Der Ausgang des Leseverstärkers 40 ist mit einem Eingang eines
Rechenwerks 42 verbunden. Nach der Verarbeitung im Rechenwerk 42 werden die Daten wieder in die
Verzögerungsleitung 36 über den Schreibverstärker 38 zurückgeleitet Die Zusammenschaltung der Verzögerungsleitung
36, der Verstärker 38, 40 und des Rechenwerks 42 bildet daher einen Datenumlaufspeieher.
Die Steuerdaten werden durch eine Dateneingabevorrichtung eingegeben, die einen Bandleser 44 und das
Rechenwerk 42 aufweist Die Daten sind codiert und in einem Lochband (auch Lochstreifen genannt) oder
Magnetband gespeichert Die vom Leser 44 gelesenen Daten werden ins Rechenwerk 42 geleitet und in dem
Umlaufspeicher gespeichert
Die geregelte Achse der Werkzeugmaschine 10 muß entsprechend den vom Leser 44 eingegebenen Daten
bewegt werden. Das Rechenwerk 42 hat daher mehrere Ausgänge, über die Vorrichtungen zur Steuerung des
Betriebs der Werkzeugmaschine 10 Impulse oder andere Signale zugeführt werden. Zu diesen Vorrichtungen
gehört ein Bewegungsbefehlsgeber in Form eines »Xw-Achse-Servoantriebs 46 und ein Bewegungsbefehlsgeber
in Form eines »Ye-Achse-Servoantriebs 48, die Befehle aus dem Rechenwerk 42 erhalten und
jeweils die Drehung der Motoren 30 und 34 steuern.
Die Steuerung enthält auch einen Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler 49, der ein vom Rechenwerk 42 abgegebenes Arbeitsspindeldrehzahlsignal modifiziert und einem Arbeitsspindel-Servoantrieb 50 zur Regelung des Arbeitsspindelmotors 20 zuführt.
Die Steuerung enthält ferner einen digitalen Drehzahlgeber 68, der an der Welle des Arbeitsspindelmotors 20 angeschlossen ist und dem Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler 49 über eine Verbindung 68Λ digitale Signale zuführt Der Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler erhält ferner Taktsignale von einem System-Taktoszillator 41, der mit einer Frequenz von 5 Megahertz arbeitet und auch dem Rechenwerk 42 Taktsignale zuführt
Die Steuerung enthält auch einen Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler 49, der ein vom Rechenwerk 42 abgegebenes Arbeitsspindeldrehzahlsignal modifiziert und einem Arbeitsspindel-Servoantrieb 50 zur Regelung des Arbeitsspindelmotors 20 zuführt.
Die Steuerung enthält ferner einen digitalen Drehzahlgeber 68, der an der Welle des Arbeitsspindelmotors 20 angeschlossen ist und dem Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler 49 über eine Verbindung 68Λ digitale Signale zuführt Der Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler erhält ferner Taktsignale von einem System-Taktoszillator 41, der mit einer Frequenz von 5 Megahertz arbeitet und auch dem Rechenwerk 42 Taktsignale zuführt
Während des Betriebs der Werkzeugmaschine 10 werden der Werkzeughalter 26 und das Werkzeug 24 in
radialer Richtung nach innen in bezug auf das sich drehende Werkstück 12 bewegt, und zwar durch den
»X«-Achse-Servoantrieb 46 und den zugehörigen Leitspindel-Antriebsmotor 30. Der effektive Radius,
gemessen von der Drehachse des Werkstücks 12 bis zur
so Spitze des Werkzeugs 24, an der der Schneidvorgang
erfolgt, wird verringert, während sich das Werkzeug 24 weiter in das Werkstück hineinbewegt. Um die
Oberflächengeschwindigkeit des Werkstücks an der Spitze des Werkzeugs 24 konstant zu halten, muß die
Drehzahl des Werkstücks mit abnehmendem Schneidradius erhöht werden. Da das Werkzeug 24 durch den
»y«-Achse-Antriebsmotor 34 parallel zur Achse bewegt wird, können ferner größere Radiusteile geschnitten
werden. Dies erfordert eine Radiuszunahmeeinstellung, durch die die Drehzahl verringert wird, um die Zunahme
des Radius zu kompensieren. Diese Änderungen des Radius des Werkstücks 12 in Richtung von der
Drehachse zur Spitze des Werkzeugs 24 werden vom Regler 49 durch Abtasten der »xw-Achse-Servo-Korrektursignale
am Ausgang des Rechenwerks 42 auf den Verbindungen 42Λ und 425 festgestellt.
Eines der größeren Bauteile des Oberflächengeschwindigkeits-Konstantreglers
49 ist eine Integrations-
schaltung, die im Prinzip als Digital-Multiplizierer
verwendet wird. F i g. 2 stellt ein Symbol 51 dar, das für
die Integrationsschaltungen nach den F i g. 1 und 3 verwendet wird. Alle Integrationsschaltungen oder
digitalen Integratoren enthalten mindestens zwei 5 digitale Register, die als Integrandenregister und
Restregister bezeichnet werden. Während des Betriebs wird der Inhalt des Integrandenregisters wiederholt
zum Inhalt des Restregisters mit einer Geschwindigkeit oder Folgefrequenz addiert, die als Iterationsfolgefrequenz bezeichnet wird, wobei jede Addition bei Erhalt
eines Impulses am Iterationsfolgefrequenzeingang 52 nach Fig.2 ausgeführt wird. Jedesmal wenn bei dem
Restregister ein Überlauf auftritt, erscheint auf der AusgsngsleituRg 53 ein Ausgangsinipuls. Die Ausgangsimpulsfolge hat eine Frequenz, die der Iterationsimpulsfolgefrequenz am Eingang 52 proportional ist und das
Produkt des Integranden und der Iterationsfolgefrequenz darstellt Die im Integrandenregister zu
speichernden digitalen Daten können über einen EingangsanschluB 54 und ein Pufferregister 55, die einen
Teil des Integrators bildet, eingegeben werden.
Über zwei weitere Eingangsanschlüsse 56 und 57 des Integrators nach Fig.2 können Impulse eingegeben
werden, die jeweils die im Integrandenregister gespeicherte Zahl verringern oder erhöhen. Auf diese Weise
kann der Wert des Integranden während des Betriebs der Schaltung geändert werden, wenn das Produkt am
Ausgangsanschluß 53 geändert werden soll. Der Inhalt des Integrandenregisters kann zur Registrierung auf
einem Sichtindikator über einen schematisch dargestellten Anschluß 58 zugänglich sein.
Der Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler 49
vergleicht den Sollwert der Oberflächengeschwindigkeit des Werkstücks 12 mit dem Istwert der
Oberflächengeschwindigkeit und korrigiert den Betrieb des Arbeitsspindel-Servoantriebs derart, daß die Oberflächengeschwindigkeit den Sollwert beibehält Wenn
der Sollwert eingehalten wird, läßt sich folgende Gleichung aufstellen:
WQC=Xd ■ R · 2n,
wobei
wog der Sollwert der Oberflächengeschwindigkeit,
45
=
XB '
50
Bei der gerätetechnischen Verwirklichung dieser Gleichung in der Einrichtung nach F i g. 1 wird der
Sollwert der Oberflächengeschwindigkeit wog über
einen Anschluß 42C zugeführt und im Integrandenregister des Integrator-Multiplizierers 60 gespeichert
Dieser Oberflächengeschwindigkeitssollwert stellt einen bestimmten Oberflächenverschiebungsbetrag pro
Zeiteinheit dar. Der andere dem Multiplizderer-Integra- &o
tor 60 zugeführte Faktor ist ein Zeitfaktor, der aus dem
TaktosziHator 41 über einen Frequenzteiler 66 dem Iterationseingang des Integrators 60 zugeführt wird.
Das Ausgangssignal des Integrators 60, das das Produkt darstellt ist eine Impulsfolge, in der jeder Impuls ein
SoUinkrement einer linearen Verschiebung darstellt und dieses Ausgangssignal wird dem Iterationseingang
des Integrator-Multiplizierers 62 zugeführt Der Integrator-Multiplizierer 62 speichert den Ausdruck 1Ii π in
seinem Integrandenregister, und das Produkt-Ausgangssignal dieses Integrator-Multiplizierers wird
einem Fortschalt-Eingangsanschluß 78/4 eines Phasenänderungszählers 78 zugeführt Die andere Seite der
oben angegebenen Gleichung wird durch den digitalen Drehzahlgeber 68 erzeugt der dem Iterationseingang
des Integrator-Multiplizierers 60 eine den Istwert der Drehzahl darstellende Impulsfolge zuführt Die im
Integrandenregister des Integrator-Multiplizierers 64 gespeicherte Größe stellt den augenblicklichen Radius
R des Werkstücks dar. Infolgedessen bestehen die Produkt-Ausgangsimpulse am Anschluß 80/4 des Integrator-Multiplizierers 64 aus einer Folge von Impulsen,
die die mit dem Radius multiplizierte Verdrehung {oder Rotationsverschtebung) darstellen. Diese Impulse werden dem Fortschalt-Eingangsanschluß 80/4 eines Phasenändemngs-Zählers 80 zugeführt Die resultierenden
Phasen der Phasenänderungs-Zähler 78 und 80 werden in einem Phasenvergleicher 82 verglichen, und das
Vergleichsergebnis ist ein Signal, das dem Arbeitsspindel-Servoantrieb 50 über einen Digital/Analog-Umsetzer 84 zugeführt wird, um den Antrieb des Arbeitsspindel-Motors 22 so zu ändern, daß die Phasendifferenz
minimal wird. Die Grundfrequenz der Zähler 78 und 80 wird durch Signale des Taktoszillators 41 bestimmt
während die über die Anschlüsse 78Λ und 80/4 zugeführten Signale lediglich die Phase ändern. Der
Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregler nach F i g. 3 bewirkt daher eine genaue Konstanthaltung der
Oberflächengeschwindigkeit auf den Sollwert
Die zu Beginn in dem Integrator-Multiplizierer 64 gespeicherten Radiuswerte können aus dem Rechenwerk 42 (nach Fi g. 1) bestimmt werden. Wenn sich der
Radius ändert muß dieser Radiuswert jedoch ständig geändert werden, um die Regelgenauigkeit beizubehalten. Zu diesem Zweck werden inkrementelie
»XÄ-Achse-Verschiebungssollwertimpulse, die dem
»X«-Achse-Servoantrieb 46 aus dem Rechenwerk 42 nach F i g. 1 zugeführt werden, auch über Leitungen 42/4
und 42S zugeführt, die zu Integrandenänderungseingängen des Integrator-Multiplizierers 64 führen.
»Xtt-Achse-Werkzeugvorschubimpulse, die auf der
Leitung 42/? erscheinen, verringern daher den im Integrandenregister von 64 gespeicherten Wert des
Radius. Dies ist insofern richtig, als sich der Radius des Werkstücks 12 bei einer Vorschubbewegung des
Werkzeugs in Richtung auf die Drehachse des Werkstücks 12 ändert Wenn dagegen die »X«-Achse-Signale ein Zurückziehen des Werkzeugs verlangen,
dann korrigieren die über die Eingangsleitung 42A zugeführten Signalimpulse den im Integrator-Multiplizierer 64 gespeicherten Radiuswert nach oben. Auf
diese Weise wird der Augenblickswert des Radius ständig in Abhängigkeit von Bewegungen des Werkzeugs korrigiert
Im Bedarfsfälle kann die Oberflächengeschwindigkeits-Konstantregelschaltung 49 durch Verwendung nur
eines einzigen Phasenänderungs-Zäblers, z.B. des
Zählers 80, und Ersatz des Zählers 78 durch einen Frequenzteiler mit dem gleichen Grundfrequenz-Teilerfaktor wie der Phasenänderungs-Zähler 80, dessen
Phase jedoch nicht veränderbar ist, abgewandelt werden. Das. fiber die Verbindung bzw. den Anschluß
78/4 nach F i g. 1 geleitete Ausgangssignal wird dann einem Verzögerungsemgangsanschhiß des Phasenänderungs-Zählers 80 (bzw. phasenvariablen Zählers) zugeführt Die beiden Multiplizierer-Ausgangssignale wer-
den also dem Zähler 80 gegensinnig zugeführt und sind bestrebt, einander aufzuheben, um die Einrichtung im
Gleichschritt zu halten.
Bei einigen Werkzeugmaschinen hat der Arbeitsspindelantrieb, der den Motor 22 enthält, eine verhältnismäßig
große Zeitkonstante. Das heißt, Geschwindigkeitsänderungsbefehle werden nicht sofort ausgeführt, oder
anders ausgedrückt, eine Änderung des Geschwindigkeitssollwertes wirkt sich nicht sofort auf die Regelgröße,
also die Geschwindigkeit aus. Bei einer derartigen Regeleinrichtung können Stabilitätsprobleme auftreten,
d. h. der Regelkreis kann instabil werden und sich selbst zu Schwingungen anregen. Die Abwandlung nach
F i g. 3 dient zur Beseitigung dieser Schwierigkeit.
F i ε. 3 stellt eine Abwandlung des Reglers 49 dar, bei
dem das Drehzahlsignal nicht durch eine direkte Messung des Istwertes der Arbeitsspindeldrehzahl über
den digitalen Drehzahlgeber 68 gewonnen wird. Statt dessen sind Schaltungsanordnungen 100 und 102 zur
Synthese eines Arbeitsspindeldrehzahlwertes vorgesehen, der vorgegeben ist (als Sollwert), und dieser
Arbeitsspindeldrehzahlwert wird als Istwert für den Betrieb des Reglers verwendet. Der Regler nach F i g. 3
ist also weitgehend gleich dem Regler 49 nach Fig. 1, nur daß anstelle des digitalen Drehzahlgebers 68 die
Schaltungsanordnungen 100 und 102 verwendet werden.
Der Integrator 100 wird mit einer verhältnismäßig hohen Folgefrequenz durch das Ausgangssignal des
Frequenzteilers 66 iteriert. Das Integranderiregister des Integrators 100 wird zu Beginn auf null eingestellt. Der
Aufwärts-Integrandeneinstelleingang des Integrators 100 ist über eine exklusive ODER-Schaltung 102 mit
dem Ausgang des Integrators 62 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Abwärts-Eingang des Integrators
100 über die exklusive ODER-Schaltung 102 mit dem Ausgang des Integrators 64 verbunden. Die
ODER-Schaltung 102 enthält zwei Eingangs-Inverter 104, 106 (auch NICHT-Glieder genannt), zwei NAND-Glieder
108, 110 und zwei Ausgangs-Inverter 112, 114. Das Signal am Ausgangsanschluß A stellt eine logische
oder binäre »1« dar, wenn das logische oder binäre Signal am Eingangsanschluß A'eine »1« darstellt und
das logische oder binäre Signal am Eingangsanschluß B' eine »0« darstellt. Dagegen stellt das Signal am
Ausgangsanschluß B eine »1« dar, wenn das Signal am Eingangsanschluß B' eine »1« und das Signal am
Eingangsanschluß A 'eine »0« darstellt.
Der Zweck der exklusiven ODER-Schaltung 102 besteht darin, zu verhindern, daß am Aufwärts- und
Abwärts-Eingang des Integrators 100 gleichzeitig Impulse eintreffen.
-, Während des Betriebs wird der Integrand des
Integrators 100 jedesmal erhöht, wenn der Integrator 62 einen Ausgangsimpuls abgibt (sofern dieser Impuls nicht
wegen des gleichzeitigen Auftretens eines Impulses am Ausgang des Integrators 64 durch die exklusive
ίο ODER-Schaltung 102 gesperrt wird). Dagegen wird der
Integrand des Integrators 100 jedesmal verringert, wenn der Integrator 64 einen Ausgangsimpuls (bei
Abwesenheit eines Ausgangssignals von 62) abgibt.
Es sei angenommen, daß der Integrand des lntegra-
i) tors 100 zu Beginn null und der programmierte Sollwert
der Oberflächengeschwindigkeit bzw. Spanabhebungsgeschwindigkeit in den Integrator 60 eingegeben ist.
Unter diesen Umständen beginnt der Integrator 62 Impulse mit einer Folgefrequenz zu erzeugen, die dem
2(i Sollwert der Oberflächengeschwindigkeit proportional
ist. Bei jedem dieser Impulse wird die Phasenlage des Phasenänderungs-Zählers 78 vorverschoben, die Phasendifferenz
durch einen Vergleicher 82 ermittelt und die Drehzahl des Arbeitsspindel-Antriebsmotors 22
:> erhöht. Gleichzeitig werden die Ausgangsimpulse des
Integrators 62 dem Vorwärts-Eingang des Integrators 100 zugeführt, so daß die Zahl im Integranden-Register
erhöht wird, um die Arbeitsspindel-Drehzahlzunahme wiederzugeben. Wenn die Arbeitsspindeldrehzahl zu-
i» nimmt, beginnt der Integrator 100 jedoch mit der Erzeugung von Impulsen, weil die Zahl im Integrandenregister
ebenfalls zunimmt. Diese Impulse iterieren den Radius-Integrator 64, der dann mit der Erzeugung von
Impulsen zur Vorverschiebung der Phase des Phasenän-
r> derungs-Zählers 80 beginnt. Der Betrieb wird auf diese
Weise solange fortgesetzt, bis die im Integrandenregister des Integrators 100 gespeicherte Zahl dem Sollwert
der Arbeitsspindeldrehzahl proportional ist.
Ein weiterer Vorteil der Schaltung nach F i g. 3
4(i besteht darin, daß der Integrator 100 in seinem
Integrandenregister eine Zahl enthält, die der Arbeitsspindeldrehzahl proportional ist. Diese Zahl kann einer
Arbeitsspindeldrehzahl-Überwachungsschaltung 116 zugeführt werden, die den Istwert oder Augenblicks-
•r> wert der Drehzahl ständig anzeigt, so daß in
Abhängigkeit davon das Wechselgetriebe umgeschaltet werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Numerische Steuerung für spanabhebende Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkstück,
mit einer ersten Antriebsvorrichtung zur Steuerung der Verschiebung eines Schneidwerkzeugs in Richtung
einer Verschiebungsachse und einer zweiten Antriebsvorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung
um die zur Verschiebungsachse senkrechte Drehachse des Werkstücks und mit einer digitalen
Regeleinrichtung zur Verstellung der Oberflächengeschwindigkeit,
mit der ein Span vom rotierenden Werkstück durch Verschieben des Schneidwerkzeugs
abgehoben wird, der der Istwert der Spindeldrehzahl zugeführt ist, wobei ein Taktoszillator
die Synchronisierung der Bewegungen durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Soll-Oberflächengeschwindigkeit einem ersten Impulsgeber (60) zugeführt ist, an dessen anderen
Eingang die Taktimpulsfolge aus dem Taktoszillator (41) anliegt und der eine erste Impulsfolge abgibt, bei
der jeder Impuls ein Oberflächenverschiebungsinkrement darstellt und deren Impulsfolgefrequenz
proportional der gewünschten Oberflächengeschwindigkeit ist und die einem Vergleichsglied (78,
80,82) zugeführt ist, an dessen zweiten Eingang die Ausgangsimpulsfolge eines zweiten Impulsgebers
(64) ansteht, dem außerdem der Istwert der Spindeldrehzahl und ein dem Werkstückradius
entsprechender Wert zugeführt ist, wobei die Frequenz der zweiten Impulsfolge dem Produkt des
augenblicklichen Radius (R) des rotierenden Werkstücks und der Drehzahl des Werkstücks als Maß für
den Istwert der Oberflächengeschwindigkeit proportional ist und der Ausgang des Vergleichsgliedes
(78, 80, 82) mit dem Eingang der zweiten Antriebsvorrichtung (20) zu deren Drehzahlregelung
verbunden ist.
2. Steuerung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Dateneingabevorrichtung (42,44) den Sollwert der Geschwindigkeit und die Richtung
der Bewegung des Schneidwerkzeugs (24) anzeigt und daß der Dateneingabevorrichtung ein Bewegungsbefehlsgeber
(46) zur Aufnahme eines digitalen Signals nachgeschaltet ist, das der gewünschten
Bewegungsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs senkrecht zur Drehachse des Werkstücks (12)
proportional ist, wobei der Ausgang des Bewegungsbefehlsgebers (48) mit dem Eingang der ersten
Antriebsvorrichtung (30) zur Steuerung des Betriebs dieser ersten Antriebsvorrichtung verbunden ist.
3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Bewegungsbefehlsgebers
(46) mit dem zweiten Impulsgeber (64) (über Leitungen Λ2Α, 42B) derart verbunden ist, daß der
augenblickliche Radius des Werkstücks in Abhängigkeit vom Sollwert der Bewegung des Schneidwerkzeugs
(24) senkrecht zur Drehachse des Werkzeugs (12) ständig veränderbar ist.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber
einen digitalen Umsetzer (68) enthält, der an das rotierende Werkstück (12) angeschlossen ist.
5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied
einen ersten und einen zweiten digitalen Phasenänderungs-Zähler (78, 80) enthält, die jeweils an den
ersten und zweiten Impulsgeber und an den Taktoszillator (41) angeschlossen und derart betreibbar
sind, daß sie die Phase um einen vorbestimmten Betrag bei Erhalt eines Impulses vom jeweiligen
Impulsgeber verschieben.
6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied einen Phasenvergleicher
(82) enthält, der den beiden digitalen Phasenänderungs-Zählern (78,80) nachgeschaltet ist
und ein Ausgangssignal erzeugt, das der Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden
Zähler proportional ist
7. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgeber
einen ersten digitalen Integrator (60) mit einem Integrandenregister enthält und dieser digitale
Integrator der Dateneingabevorrichtung nachgeschaltet ist, so daß die Daten, die den Sollwert der
Oberflächengeschwindigkeit darstellen, in dem Integrandenregister gespeichert werden.
8. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Impulsgeber
einen digitalen Integrator (64) enthält, in dessen Integrandenregister der Augenblicksradius des rotierenden
Werkstücks gespeichert ist und dem das Ausgangssignal des Drehzahlgebers (68) als Iterationsfolgefrequenzsignal
zugeführt ist.
9. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber
einen digitalen Integrator (100), der über ein Schaltnetz (102) den beiden Impulsgebern nachgeschaltet
ist, so daß Ausgangsimpulse des ersten Impulsgebers (60) eine Änderung der im Integrandenregister
des digitalen Integrators (100) gespeicherten Zahl in der einen Richtung und Ausgangsimpulse
des zweiten Impulsgebers (64) eine Änderung der im Integrandenregister dieses digitalen Integrators
(100) gespeicherten Zahl in der anderen Richtung bewirken, enthält
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US88441769A | 1969-12-12 | 1969-12-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2060227A1 DE2060227A1 (de) | 1971-06-24 |
DE2060227B2 DE2060227B2 (de) | 1980-11-20 |
DE2060227C3 true DE2060227C3 (de) | 1981-08-27 |
Family
ID=25384583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2060227A Expired DE2060227C3 (de) | 1969-12-12 | 1970-12-08 | Numerische Steuerung für spanabhebende Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkstück |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3665170A (de) |
JP (1) | JPS4931508B1 (de) |
DE (1) | DE2060227C3 (de) |
FR (1) | FR2070834B1 (de) |
GB (1) | GB1318908A (de) |
SE (1) | SE360481B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE395844B (sv) * | 1975-06-17 | 1977-08-29 | Asea Ab | Anordning for styrning av periferihasighet vid roterande objekt |
US3976861A (en) * | 1975-06-27 | 1976-08-24 | General Electric Company | Apparatus for maintaining a constant surface speed of a rotating work piece being cut by a moving cutting tool |
GB2147123B (en) * | 1983-08-04 | 1987-06-03 | Canon Kk | Motor control device |
US4733043A (en) * | 1985-11-22 | 1988-03-22 | Colt Industries Inc. | Ram stabilizing circuit for electrical discharge machine |
GB9307475D0 (en) * | 1993-04-08 | 1993-06-02 | Langston The Corp | Automatic vartiable speed anvil system for rotary die-cut apparatus |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3174367A (en) * | 1962-07-31 | 1965-03-23 | Gen Electric | Control system |
-
1969
- 1969-12-12 US US884417A patent/US3665170A/en not_active Expired - Lifetime
-
1970
- 1970-10-28 GB GB5130770A patent/GB1318908A/en not_active Expired
- 1970-12-08 DE DE2060227A patent/DE2060227C3/de not_active Expired
- 1970-12-11 FR FR7044713A patent/FR2070834B1/fr not_active Expired
- 1970-12-11 SE SE16841/70A patent/SE360481B/xx unknown
- 1970-12-12 JP JP45111080A patent/JPS4931508B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3665170A (en) | 1972-05-23 |
DE2060227B2 (de) | 1980-11-20 |
FR2070834A1 (de) | 1971-09-17 |
GB1318908A (en) | 1973-05-31 |
JPS4931508B1 (de) | 1974-08-22 |
DE2060227A1 (de) | 1971-06-24 |
FR2070834B1 (de) | 1974-09-20 |
SE360481B (de) | 1973-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3785827T2 (de) | System zum regeln des zapfens. | |
DE3886138T2 (de) | Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine. | |
DE2724602C3 (de) | Einrichtung zur Gleichlaufregelung einer Zahnradbearbeitungsmaschine | |
DE3750020T2 (de) | Numerische Vorschubeinrichtung für eine Werkzeugmaschine. | |
DE1538522C3 (de) | Lageregelein richtung | |
DE2034374A1 (de) | Steuereinrichtung fur eine Werkzeug maschine | |
DE1788015B2 (de) | Positionierungseinrichtung für einen beweglichen Teil einer Arbeitsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine | |
DE2111635C2 (de) | Einrichtung zum Umsetzen der sich im Vergleich zu einer Bezugsphasenlage ändernden Phasenlage eines periodischen Eingangssignals in eine Folge von Impulsen | |
DE2138815A1 (de) | Numerische Werkzeugmaschinensteue rung | |
DE3425181A1 (de) | Werkzeugmaschinensteuerung | |
DE2944016A1 (de) | Funktionsdrehmelder fuer absolutstellungsmessung | |
DE3750428T2 (de) | Geschwindigkeitsregelanordnung. | |
DE69113249T2 (de) | Verfahren zur steuerung eines servomotors mit vorwärtskopplung. | |
DE2060227C3 (de) | Numerische Steuerung für spanabhebende Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkstück | |
DE3635621A1 (de) | Gewindeschneidesteuerverfahren | |
CH629989A5 (de) | Verfahren und einrichtung zur erzeugung einer zusatzdrehbewegung eines schraegverzahnten zahnrades in einer zahnrad-bearbeitungsmaschine. | |
DE2441100A1 (de) | Frequenzvervielfachungssystem mit digitalem differentialanalysator zur numerischen werkzeugmaschinensteuerung | |
EP0270837A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Lageregelung für motorisch bewegte Bauteile von NC- und CNC-Werkzeugmaschinen | |
DE2244941A1 (de) | Impulsinterpolationssystem | |
DE2430104C3 (de) | Numerisch arbeitende Programmsteuerung | |
DE69223236T2 (de) | Verfahren zur steuerung eines servomotors mit vorwärtskopplung | |
DE68924699T2 (de) | Verfahren zur steuerung eines servomotors. | |
DE2139053A1 (de) | Numerische Werkzeugmaschinensteue rung | |
DE2138814B2 (de) | Numerische Steuerung für Werkzeugmaschinen | |
DE3151579C2 (de) | Positionierverfahren für Maschinen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: SCHUELER, H., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 6000 FRANKFURT |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |