DE2111960B2

DE2111960B2 - Numerische Bahnsteuerung eines Schneidwerkzeuges mit Adaption

Info

Publication number: DE2111960B2
Application number: DE2111960A
Authority: DE
Inventors: Kengo Dipl.-Ing. Kawasaki Kobayashi (Japan)
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1970-03-24
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2111960C3; DE2111960A1; JPS5114745B1; US3746955A

Description

Die Erfindung geht aus von einer numerischen Bahnsteuerung eines Schneidwerkzeuges mit Adaption, bei der auf einem Lochstreifen Endmaße des Werkstücks und Repetierbelehle aufgezeichnet sind, der Lochstreifenleser über einen die Befehlsimpulse verteilenden Interpolator eine Antriebsvorrichtung mit Schrittmotoren steuert, die Repetierbelehle den Lochstreifen und das Werkzeug bis zum Erreichen der Endmaße repetieren und die Einstellung der Schnitttiefe durch Regelung des Drehmoments der Werkzeugspindel auf einen maximal zulässigen Wert unter Verwendung eines Vergleichers erfolgt, der bei zu großem Drehmoment einen Taktgeber zur Abgabe von Kompensationsinipulsen veranlaßt, die eine Verringerung der Schnittiefe bewirken und einen Zähler beaufschlagen, der die Anzahl der Impulse und damit die Abweichung des Werkzeuges vom jeweiligen Endmaß speichert und daraus mittels einer Steuerlogik die Schaltbefehle für den Programmablauf bildet. Eine numerische Bahnsteuerung dieser Art ist durch die »Siemens-Zeitschrift«, 43 (1969), Seiten 949 bis 955, bekannt. Die adaptive Steueranordnung ist dort jedoch nur schematisch dargestellt und in ihren wesentlichen Teilen beschrieben. Kann die vorgesehene

Materialahnahme nicht mit einem einzigen programmierten Arbeitsgang erfolgen, weil dadurch eine Überlastung aultreten würde, so wird zunächst die Arbeitsgeschwindigkeit reduziert. Reicht diese Maßnahme nicht aus, so wird auch die Schniitiefe verringert, und das Werkstück wird in mehreren Arbeitsgängen fertiggestellt, wie das auch für die vorliegende bahnsteuerung in Fi g. 7 gezeigt ist. Bei der bekannten Bahnsteuerung werden im Falle einer Schnittiefenverringerung dem antreibenden Schrittmotor von einem Taktgenerator zusätzliche Korrekturimpulse vorgegeben. Die Steuerlogik enthält einen Zähler, der die Anzahl der Impulse und damit die Abweichung des Werkzeuges von der programmierten Kontur speichert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Bahnsteueranordnung in allen Einzelheiten anzugeben, bei der zudem ohne Eingriff in die Arbeitsgeschwindigkeit im Falle einer Überlastung sofort dL Schnittiefe verringert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß bei einer auftretenden Überlastung sofort die Schnittiefe des Schneidwerkzeugs ohne Beeinflussung der Arbeitsgeschwindigkeit verringert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung wird der Zeitpunkt, zu dem der Inhalt des reversiblen Zählers zu Null wird, als Beendigung des einmaligen Bearbeitungsvorgangs mit Anpassung angesehen, und das Schneidwerkzeug wird bis zur Erzeugungeines Signals durch den Multivibrator und die Differenzierschaltung entsprechend dem verteilten Impuls bewegt und die Berührung des Schneidwerkzeugs mit der Schnittfläche wird beim Rücklauf vermieden. Jedesmal, wenn nach Ablauf der bestimmten Zeit ein Impuls von dem weiteren Taktgeber erzeugt wird, wird dieser Impuls zur Antriebsvorrichtung gegeben, so daß das Schneidwerkzeug dann in der + Z-Achsen-Richtung bewegt wird. Zugleich wird der Inhalt des Z-Zählers der Subtraktion von — I unterworfen, und der Nullzustand des Inhalts des Z-Zählers wird als Beendigung der Rückführung des Schneidwerkzeugs zu dem Ausgangspunkt in der Z-Achsen-Richtung angesehen. Jedesmal, wenn nach Beendigung der Rückführung des Schneidwerkzeuges zu dein Ausgangspunkt in der Z-Achsen-Richtung ein Impuls von dem weiteren Taktgeber erzeugt wird, wird dieser Impuls zur Antriebsvorrichtung gegeben, so daß das Schneidwerkzeug in der /Y-Achsen-Richtung bewegt wird. Zugleich wird der Inhalt des A'-Zählcrs der Subtraktion von — 1 unterworfen, und der Nullzustand des· Inhalts des -Y-Zählers wird als Beendigung der Rückführung des Schneidwerkzeugs angesehen. Das Schneidwerkzeug wird dann schnell zu dem Ausgangspunkt zurückgeführt. Die Beendigung aller Bearbeitungsvorgänge des Lochstreifens mit Anpassung bedeutet, daß während eines Bearbeitungsvorganges kein Kompensationsimpuls erzeugt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansieht des Teils, der die Drehmomentlast der Spindel ermittelt.

Fig. I A eine schematische Ansicht eines Detektors zum Feststellen des Schneidwiderstandes Q'. der an einem Schneidwerkzeug auftritt.

Fig. 2 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Drehzahl der Spindel und deren Drehmomentlast.

Fig. 3 eine Darstellung der Anordnung der Werkzeugspitze und der Spindelachse.

Fig. 4 eine Darstellung dei drei Bereiche der Drehmomenllast Q, die an d<ir Spindel auftritt.

Fig. 5 eine Darstellung der Lage des Werkstükkes W, des Werkzeuges T und den Koordinatenachsen X und Z,

Fig. 6 eine Darstellung der Programme auf einem Befehlsband,

Fig. 7 eine Darstellung der Wege, längs denen die Werr.zeugspitze bei den wiederholten Vorgängen bewegt wird,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Anordnung mit dem erfindungsgemäßen System,

Fig. 9 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung für die Bandrückspulung und die Werkzeugrückstellung und

Fig. K) ein Blockschaltbild zum Berechner: des zulassigen Schneidwiderstandes (/'.

In Fig. 1 ist DET der Detektor zum Ermitteln der Drehmomentlast Q. Es kann der Strom des Motors zum Antrieb der Spindel SP verwendet werden. Die Torsion der Spindel kann durch einen Dehnungsmesser bestimmt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Drehmomentlast q, die für die Spindel während des Schneidvorganges zulässig ist, durch die drei folgenden Elemente bestimmt ist:

1. Das Drehmoment, das der die Spindel antreibende Motor erzeugen kann. Dieses Drehmoment ist eine Funktion der Umdrehungen (pro Minute) der Spindel (/V). siehe Fig. 2.

2. Die Art des Werkzeugs ( Ti).

3. Der Abstand r von der Werkzeugspitze bis zur Achse der Spindel, siehe Fig. 3.

In folgender Weise kann <y ausgedrückt werden:

c, = f (N, Ti. r)

Der Abstand /· kann durch ein Potentiometer bestimmt werden, das mechanisch mit einem bewegbaren Maschinenteil gekuppelt ist, das zusammen mit der Bewegung der Maschine in der Richtung der X-Achse bewegt wird. Der Abstand r kann auch durch einen Zähler zum Speichern von Impulsen bestimmt werden, die von dem Motor der .V-Achse gegeben werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, wie in Fig. 4 gezeigt, der Bereich der Drehmomentlast Q in drei Bereiche L, H und Z) aufgeteilt. Der Bereich L bedeutet, daß die Drehmomentlast unter der zulässigen Drehmomentlast liegt. Der Bereich H bedeutet, daß die Drehmomentlast über der zulässigen Drehmomentlast liegt, daß das; Werkzeug aber noch nicht gebrochen ist. In diesem Bereich ist das Werkzeug jedoch nahe dem Punkt, bei dem es bricht oder bei dem die Sicherung des Antriebes durchbrennt. Die Drehmomentlast in dem Bereich D ist höher als die Drehmomentlast im Bereich H, und der Bereich D schließt einen Bereich ein, in dem das Werkzeug gebrochen ist oder die Sicherung durchgebrannt ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird des weiteren die Zahl der Umdrehungen der Spindel durch den Befehl konstant gehalten, der durch das Befehlsband eeeehen wird \ιηή Λρτ Rpira»

des Schneidens wird automatisch so eingestellt, daß die Drehmomentlast Q im wesentlichen gleich der zulässigen Dreinomcntlast q ist. Es ist also möglich, die Vorschubgeschwindigkeit /durch das Band zu befehlen und Einrichtungen zum automatischen Verringern der Drehmomentlast, bevor diese die zulässige Drehmomcntlast übersteigt, und andererseits zum automatischen Vergrößernder Drehmonientiast vorzusehen, wenn diese abfällt. Das Profil des vollständigen Werkstücks Wist so ausgebildet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und daraus ergibt sich, daß das Werkstück W, wenn das Werkzeug T in der — Z-Richtung bewegt wird (in der Richtung nach links längs der Spindel in Fig. 5), in der + A'-Richtung (Richtung nach oben orthogonal zur Richtung der Spindel in Fig. 5) aber nicht in der — A'-Richtung bewegt werden kann.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird ein Bcfehlsband in eine Zahl von Flächen TAi bis TAd unterteilt. Das Programm, um die Werkzeugspitzc zum Punkt A in Fig. 5 zu bringen, ist in der Fläche TA 1 gelocht. 7Vl2 ist eine Leerstelle von etwa 50 mm. Der Code ER zum Anhaltender Rückspülung des Bandes ist in 7/13 gelocht. Das Programm für den Weg vom Punkt A zum Punkt B ist in 7/44 gelocht. Der Befehl /V/20, der den Code CR der anpassungsfähigen Stcuerungsart und des Blockendes anzeigt, ist in TAS gelocht. Das Programm nach dem Punkt Ii ist in der Fläche TA6 gelocht. Wie sich aus Fig. (S ergibt, startet der Bandleser die Rückspülung durch das Rückspulstartsignal und wird durch die Lesung des Rückspulstoppcodes HR angehalten.

Fig. 7 zeigt die tatsächliche Bewegung der Werkzeugspitze entsprechend den Befehlen ANX, NiNZ. Λ/2Λ/3, /V3/V4 (bogenförmig), N<XN5. NSNd bei dem anpassungsfähigen Bahnsteuerungssystems nach der Erfindung. Die Vorgänge 1 bis 7 werden wiederholt. IW zeigt das anfängliche Profil des Werkstücks.

Bei dem System nach der Erfindung wird das Werkzeug auf folgende Art bewegt:

1. Das Werkzeug wird am Punkt A gestartet und rückt entsprechend dem Programm auf dem Band vor.

2. Dann wird begonnen, das Werkstück zu schneiden. Dabei wird die Bewegung in der + A'-Richtung überlappt. Falls der Bereich D erreicht ist, wird die Bewegung in der — Z-Richtung angehalten. Wen der Bereich // wieder erreicht wird, wird die Bewegung in der — Z-Riehtung wieder gestartet.

λ. Wenn die Drehmomenllast geringer als die zulässige Drehmomentlast wird, wird dem Befehl gefolgt, der durch das Band gegeben wird. Wenn jedoch das Werkzeug zuvor wegen Überlastung von dem gewünschten Weg entfernt wurde, der durch das Band befohlen wird (das Profil des \civollsiiindigten Werkstücks mit der Kurve von dem Punkl A zum Punkt B). wird der Bandbelchl /um Bewegen des Werkzeugs in der +■ A-Richiiiug vernachlässigt. Als Ergebnis wird das Werkzeug nur in der -/-Richtung bewegt.

4. VW¹IiIi der gewiinschle Weg. der durch das Band belohlen wird, erreicht ist. wird tlas Werkzeug e-ntspiechend dem Bandbelchl für eine bestimmte knuxlanlc Zeitperiode bewegt und kehrl dann in der I /-Richtung mil hoher Gesehwindigkeil /iii'iick. Wenn eine Stelle äquivalent zum Punkl -I aiii der /-Koordinate erreicht isl, wird die Meweuiinii des Wcik/cuus in der I /-Richtung angehalten und das Werkzeug wird in der — A'-Richtung mit hoher Geschwindigkeit bewegt, um den Punkt A zu erreichen.
5. Gleichzeitig mit dem Riieklaufvorgang wird das Band rückgespult, bis der ER-Codc erreicht ist. Zu dieser Zeit wird NC zurückgestellt, und es muß deshalb eine geeignete Einrichtung vorgesehen werden, damit die Hilfsfunktion der Maschinenseite nicht durch die Rückstellung von NC zurückgestellt wird.

n. Das Werkzeug wird wieder vom Punkt A gestartet und rückt entsprechend dem Programm auf dem Band vor, um das Werkstück zu schneiden, und dann wird derselbe Vorgang wie oben beschrieben wiederholt.

7. Soweit wie das Werkstück durch das Werkzeug bereits geschnitten worden ist, bewegt sich das Werkzeug längs des gewünschten Weges, der durch das Band befohlen wird, solange, wie die Drehmomentlast nicht die zulässige Drchmomentlast überschreitet. Schließlich wird der Punkt B erreicht.

S. Falls die Drehmonientiast nicht die zulässige Drehmomentlast übersteigt, d. h. das Werkzeug nicht von dem gewünschten Weg abgeht, der durch das Band zwischen den Punkten A und Ii befohlen wird, und dann der Befehl M20 gegeben wird, bedeutet dies, daß das gewünschte Profil erhalten worden ist. Dann gibt das Band kontinuierlich den nächsten Befehl, ohne rückgespult zu werden.

Fig. S ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. M ist eine Maschine und I¹D ist ein bekannter Interpolator. Jedesmal, wenn ein Impuls auf den Eingangsanschluß PDI gegeben wird. führt der Interpolator PD die arithmetische Operation der bezeichneten Impulsverteilung durch, und ein Befehlsimpuls wird von einem der Ausgangsanschlüsse + Z, —Ζ oder einem der Ausgangsanschlüsse + Λ', — X ausgesandt. Jeder dieser Impulse wird zu dem entsprechenden Eingangsanschluß +Z. — Z, -I- X oder — A' der Impulsmotorantricbseinheit PDU gegeben und jedesmal, wenn ein Impuls gegeben wird, wird der Impulsmotor der entsprechenden Achse um einen Schritt in positiver oder negativer Richtung gedreht. Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform der Erfindung laufen Impulse von einem Positionskodierer /¹C der mit der Spindel verbunden ist. über das »Und«-Tor Gl und das »Odcr«-Tor Oi und werden zu einem Eingangsanschluß /'/)/ des Interpolator PD gegeben. Das Werkzeug rückt vom Punkt A in Fig. 7 entsprechend dem durch das Belelilsband gleichfalls auf den Interpolator PD gegebenen Befehl vor und beginnt das Sehneiden des Werkstücks vorn Punkt Nl. Falls die Drehmomentlast (J die zulässige Drehmomentlast </ übersteigt, wird ein Kompensalionsimpuls, zu dem + A7'-Anschluß der Impulsmoloranlriehseinheit PDU gegeben, um das Werkzeug zu veranlassen, von dein Werkstück in dei I A-Richlung weg zu laufen. Die zulässige Drehmonientiast </ wird hierfür in einem Funktionsgeneralot 1-'(I aus der gemessenen Zahl der Umdrehungen /V, dem Radius / und der Art des Werkzeugs /V berechnet, und diese zulässige Drehmomentlast r/ wird mil dem Drehmoment O der Spindel in der Vergleichsschaltung COM verglichen. Falls die Drehmomentlast O die zulässige Drehmomentlast </ übersteigt, wird der Oszillator IO.S' mil variabler Frequenz ent-

sprechend der Differenz zwischen Q und q gesteuert. Wenn die Drehmomentlast Q sich im Bereich H befindet, wird der Kompensationsimpuls von dem Oszillator VOS mit variabler Frequenz zu dem Addiereingangsanschluß des reversiblen Zählers RC über das »Und«-Tor G2 gegeben und veranlaßt, daß der Inhalt des Zählers RC positiv wird, so daß das »Und«-Tor G3 geöffnet wird und der Kompensationsimpuls zu dem Anschluß + ΛΎ über das »Oder«-Tor Ol gegeben wird. Die Impulsverteilung nach den Befehlsdaten wird hinsichtlich des an dem Anschluß — Z auftretenden Steuerimpulses ohne Änderung verwendet, um das Werkzeug in der — Z-Richtung zu bewegen. Da der Inhalt des Zählers RC positiv ist, wird andererseits der an dem Anschluß + X auftretende Befehlsimpuls durch das »LJnd«-Tor G4 gehemmt und wird nicht zum Antrieb des Motors verwendet und wird zu dem Subtrahiereingangsanschluß des Zählers RC gegeben. Zu dieser Zeit wird jedesmal, wenn ein Impuls auf den Anschluß + X gegeben wird, ein Impuls zu dem Interpolator PD über das »Und«-Tor GS und das »Oder«-Tor Ol gegeben und eine zusätzliche arithmetische Operation der Impulsverteilung wird ausgeführt. Wenn das Drehmoment Q in den Bereich D eintritt, wird das Signal T), das die Ziffer »0« bezeichnet, falls Q sich im Bereich D befindet, und das die Ziffer »1« bezeichnet, falls sich Q nicht im Bereich D befindet, von der Vergleichsschaltung COM abgegeben und deshalb wird das »Und«-Tor Gl geschlossen, die Impulsverteilung durch den Interpolator PD angehalten und die Bewegung des Werkzeugs in der — Z-Richtung angehalten. Wenn das, Drehmoment Q in den Bereich H zurückgeht, wird dieselbe Bewegung wieder aufgenommen. Von dem — Z-Anschluß und dem + X- Anschluß des Interpolators PD ausgesandte Befehlsimpulse werden jeweils in dem Z-Zähler CZ und dem Af-Zähler CX gespeichert, so daß diese beiden Zähler jeweils die Komponente der Z-Achse und die Komponente der X- Achse des Abstandes von dem Punkt A zu dem Werkzeug in dem Moment darstellen, wenn der Inhalt des reversiblen Zählers RC Null wird.

Das Werkzeug wird in der — A"-Richtung entsprechend dem Befehl bewegt, und deshalb zeigt der Wechsel des Inhalts des reversiblen Zählers RC von positiv nach Null die Ankunft des Werkzeuges an einem Punkt auf dem durch das Band befohlenen Weg an, und daraufhin wird das Werkzeug zum Punkt A zurückgeführt. Durch Starten dieser Werkzeugrückführung nach einer konstanten Verzögerungszeit nach dem Wechsel des Inhalts des Zählers RC nach Null kann das Werkzeug längs eines Rückführweges 1' etwas außerhalb des ersten Weges 1 des Werkzeugs in Fig. 7 zurückgeführt werden, und somit kann das Schneiden des Werkstückes durch die Werkzeugspitze auf dem Weg der Werkzeugrückführung verhindert werden. Das Werkzeug wird zuerst in der + Z-Richtung und dann in der — A"-Richtung zurückgeführt. Das Werkzeug kann unter Verwendung des Inhalts des Z-Zählers CZ und des A"-Zählers CX zurückgeführt werden, wie dies im einzelnen unten beschrieben wird.

Fig. 9 zeigt eine Schaltungsanordnung für die Bandrückspulung und die Werkzeugrückführung. Der reversible Zähler RC der Fig. 9 ist identisch mit dem reversiblen Zähler RC der Fig. 8. Ein Ausgangssignal, das der logische Wert »1« wird, wenn der Inhalt des Zählers Null ist, und das der logische Wert »()« wird, wenn der Inhalt nicht Null ist, wird an dem Aus.¹ gangsanschluß Zero des reversiblen Zählers RC er» zeugt. Wenn ein Kompensationsimpuls ausgesandt wird und der Inhalt des Zählers RC auch einmal in einen Vorgang positiv wird, wird der Flip-Flop-Kreis F über den Inverter IN und das »Und«-Tor G91 eingestellt. Das von einem (nicht dargestellten) Taktgenerator kommende Taktsignal KS, das »1« in dem Prozeß wird, wird zu dem anderen Eingangsan-

K) schluß des »Und«-Tores G91 gegeben. G92 ist ein weiteres »Und«-Tor, wobei das Ausgangssignal KL der Differentialschaltung Dl, das an dem Ende dieses Vorgangs erzeugt worden ist, zu einem der beiden Eingangsanschlüsse des »Und«-Tores G92 gegeben wird. Wenn der Ausgang des »Und«-Tores G92 »1« ist, wird das Bandrückspulsignal RWS ausgesandt, und falls der Ausgang des »Und«-Tores G92 »0« ist, kann das Signal END, das das Ende des gesamten Vorgangs der anpassungsfähigen Regelung angibt, ausgesandt werden. Wenn der Inhalt des reversiblen Zählers RC von Positiv nach Null zurückläuft, d. h. das Werkzeug an dem durch das Band befohlenen Weg ankommt, wird ein monostabiler Multivibrator AM getriggert und erzeugt einen Impuls einer konstanten Impulsbreite, wobei die Abfallflanke dieses Impulses durch eine Differentialschaltung DI gehalten wird und einem Eingangsanschluß des »Und«-Tores G93 zugeführt wird. Wenn das Ausgangssignal des Flip-Flop-Kreises F zu dem Tor G92 gegeben wird, wird das die Werkzeugrückführung regelnde Signal CS von dem Ausgangsanschluß des Tors G93 nach einer konstanten Verzögerungszeit nach dem Wechsel des Inhaltes des Zählers RC von Positiv nach Null abgegeben. Dieses die Werkzeugrückführung steuernde Signal CS wird zu der Regelschaltung CD gegeben, um das Tor G94 zu öffnen, wenn der Inhalt des Z-Zählers CZ nicht Null ist, um einen schnellen Rückführimpuls von einem Taktgeber OSC zu dem Anschluß +ZT der lmpulsmotorantriebsvorrichtung zu geben. Jedesmal, wenn ein Impuls über dieses Tor G94 geht, wird 1 von dem Inhalt des Zählers CZ durch die Steuerschaltung CD abgezogen, und wenn der Inhalt des Zählers CZ Null wird, wird das Tor G94 geschlossen, wodurch die Werkzeugrückführung in der + Z-Richtung beendet wird. Dieselbe Regelung, wie oben beschrieben, wird im Zusammenhang mit dem A'-Zähler CX der Fig. 8 ausgeführt, und somit wird das Werkzeug zum Punkt A der Fig. 7 zurückgeführt. Andererseits bewirkt das Lesen des

so Rückspulstoppcodes ER der Fig. 6 durch den Leser, daß der Lochstreifen, der zurückgespult worden ist, anhält, und bewirkt auch, daß der Flip-Flop-Kreis F in Fig. 9 zurückgestellt wird. Wenn der Zähler RC während eines Bearbeitungsvorgangs niemals ins Positive gegangen ist, bedeutet dies, daß sich die Werkzeugspitze längs des durch den Lochstreifen befohlenen Weges bewegt hat. In diesem Falle kann das Signal END erhalten werden, und der Lochstreifen wird nicht zurückgespult und der nächste Befehl wird von

bo dem Lochstreifen abgegeben.

Voranstehend ist eine Regelung beschrieben worden, bei der die auf der Spindel auftretende Drchmomentlast ermittelt wird und die Schnitticfc so verringert wird, daß die ermittelte Drchmomcntlast unter dem zulässigen Wert gehalten wird.

Mit der Erfindung kann jedoch der un dem Schneidwerkzeug auftretende Schneidwiderstand auch bestimmt werden, ohne daß die voranstchend

erwähnte Drehmomentlast bestimmt wird.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Beziehung zwischen der Drehzahl der Spindel und deren Drehmoment.

Ein Detektor für den Schneidwiderstand wird an einem Werkzeughalter angebracht, in dem das Schneidwerkzeug gehalten wird. Dieser Detektor bestimmt den Schneidwiderstand Q', der an dem Schneidwerkzeug in Form einer Durchbiegung des Werkzeughalters auftritt.

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild zum Berechnen des zulässigen Wertes q' des Schneidwiderstandes aus den Daten s, i, mi und b, wobei sind

s Festigkeit des verwendeten Schneidwerkzeugs, ι Last des Spindelantriebsmotors,
mi Materialkonstante des Werkstücks und

b Vibration der Maschine.

Der Festigkeitswert jedes Schneidwerkzeugs ist durch dessen Form und Material gegeben und wird an einem besonderen Potentiometer eingestellt.

Die Last des Spindelantriebsmotors wird durch Überwachung des Motorstroms ermittelt. Wenn der Strom einen vorbestimmten Pegel übersteigt, wird der Motor gesteuert, um den zulässigen Schneidwiderstand zu verringern.

Die Vibration b der Maschine wird als Gleichspannung bestimmt. Wenn die Spannung einen vorbestimmten Pegel überschreitet, wird der zulässige Schneidwiderstand q' verringert.

Diese Materialkonstante wird durch das Material des zu schneidenden Werkstücks bestimmt und wird

ίο z. B. in dem Befehlsband als Hilfsbefehl gespeichert.

Diese Materialkonstante übersteigt den berechneten zulässigen Wert des Schneidwiderstands. Der zulässige Wert des Schneidwiderstandes kann 0 bis 100% der Materialkonstante des Werkstücks sein. In Fig. 10 zeigen Tl bis Γ8 Potentiometer, an denen die Festigkeitswerte des Schneidwerkzeugs eingestellt werden. 101 bis 104 sind Multiplizierer und 105 und 106 sind Dividierer. 108 und 109 sind Blockierschaltungen. Jede Blockierschaltung hält ihr Ausgangssignal fest, bis ein Eingangssignal einen vorbestimmten Pegel erreicht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Numerische Bahnsteuerung eines Schneidwerkzeuges mit Adaption, bei der auf einem Lochstreifen Endmaße des Werkstücks und Reptierbefehle aufgezeichnet sind, der Lochstreifenleser über einen die Befehlsimpulse verteilenden Interpolator eine Antriebsvorrichtung mit Schrittmotoren steuert, die Repetierbelehle den Lochstreifen und das Werkzeug bis zum Erreichen der Endmaße repetieren und die Einstellung der Schnittiefe durch Regelung des Drehmoments der Werkzeugspindel auf einen maximal zulässigen Wert unter Verwendung eines Vergleichen erfolgt, der bei zu großem Drehmoment einen Taktgeber zur Abgabe von Kompensationsimpulsen veranlaßt, die eine Verringerung der Schnittiefe bewirken und einen Zähler beaufschlagen, der die Anzahl der Impulse und damit die Abweichung des Werkzeuges vom jeweiligen Endmaß speichert und daraus mittels einer Steuerlogik die Schaltbefehle für den Programmablauf bildet, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) im reversiblen Zähler (RC) werden die der Differenz zwischen dem Ist-Drehmoment (Q) und dem maximal zulässigen Drehmoment (q) proportionalen Kompensationsimpulse addiert und die dem Vorschub entgegen der Schnittrichtung (+ A') zugeordneten Befehlsimpulse subtrahiert,

b) der Zähler (RC) gibt bei positivem Inhalt den Kompensationsimpulsen und bei Inhalt Null den dem Vorschub entgegen der Schnittrichtung (+X) zugeordneien Befehlsimpulsen durch Öffnen jweils eines UND-Gliedes (G3 bzw. G4) den Weg zu dem dem Vorschub entgegen der Schnittrichtung (+ X) zugeordneten Steuereingang ( t A') der Antriebsvorrichtung (PDU) frei,

c) der Zähler (RC) liefert ein digitales Ausgangssignal an eine Steuerschaltung zum Repetieren des Lochstreifens und des Werkzeuges, das »0« ist, wenn ein Kompcnsationssignal auftritt und der Inhalt des Zählers während des. ablaufenden Schnittvorganges einmal positiv ist,

d) die Steuerschaltung weist ein Kippglied (F) auf, das vom digitalen Signal des Zählers (ZiC) über einen Inverter (IN) eingestellt wird und dem ein durch ein am Ende des jeweiligen Schnittvorganges erzeugtes Signal (KL) geöffnetes UND-Glied (C92) nachgeordnet ist, dessen Ausgang, wenn er »1« ist, ein Bandriickspulsignal (RWS) liefert, und wenn er »0« ist, ein das Ende des gesamten Schnittvorganges anzeigendes Signal (END) liefert,

e) die Steuerschaltung weist ferner einen monostabilen Multivibrator (AM) auf, der vom digitalen Signal des Zählers (RC) getriggert wird, wenn der Inhalt des Zählers von Positiv auf Null zurückläuft, und einen Impuls von konstanter Impulsbreite erzeugt, dessen Abfallflanke durch eine dem Multivibrator (AM) nachgcordnete Differenzierschaltung (D/) differenziert wird, wobei der Differenzierimpuls, über ein vom Ausgangssignal des Kippgliedes (F) geöffnetes UND-Glied (6*93) geführt, ein Steuersignal ( CS) für die Werkzeugrückführung abgibt,

I) die Werkzeugrückführung (zum Punkt A) in Repetierrichtung ( + Z) und in Schnittrichtung (—.V) erfolgt durch die Steuerimpulse eines weiteren Taktgebers (OSC), die den der Richtung der Werkzeugrückführung zugeordneten Steuereingängen (+ Z, — X) der Antriebsvorrichtung (PDU) jeweils über ein durch eine Steuerschaltung (CD) geöffnetes UND-Glied (G94) zugeführt sind, wobei die Steuerschaltung (CD) einerseits durch das Signal (CS) für die Werkzeugrückführung, andererseits durch einen der betreffenden Rückführrichtung zugeordneten Zähler (CZ bzw. CA") und die am Ausgang des UND-Gliedes (C94) erscheinenden Impulse des Taktgebers (OSC) gesteuert ist, wobei das UND-Glied (G94) geöffnet ist, solange der Inhalt des Zählers (CZ bzw. CA') über die Steuerschaltung (CD) durch die Taktgeberimpulse bis auf Null zurückgestellt wird,

g) die Rückführung des Lochstreifens wird durch einen auf ihm aufgezeichneten Rüekspulbefehl (ER) angehalten.

2. Numerische Bahnsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (RC) bei positivem Inhalt die dem Vorschub entgegen der Schnittrichtung (+A") zugeordneten Befehlsimpulse über ein ODER-Glied (Öl) dem Eingang (PDX) des Interpolators (PD) zuführt.

3. Numerische Bahnsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (COM) ein digitales Ausgangssignal (D) an ein UND-Glied zwischen Leser und Interpolator (PD) liefert, das gesperrt wird, wenn bei einem durch eine Störung_bedingten hohen Drehmoment (Q) das Signal (D) »0« ist.