DE2139486A1

DE2139486A1 - Numerische Werkzeugmaschinensteuerung

Info

Publication number: DE2139486A1
Application number: DE19712139486
Authority: DE
Inventors: Hymie Detroit Mich. Cutler (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-08-07
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1972-03-09
Also published as: FR2102092B1; US3698268A; JPS5416072B1; FR2102092A1; CH541184A

Description

Numerische Werkzeuginaschinensteuerung

Die Erfindung betrifft eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung insbesondere eine Drehmaschinensteuerung mit Einrichtungen zur Ermittlung, daß die Drehmaschine einen unterbrochenen Schnitt ausführt sowie mit Einrichtungen zur Abgabe von vorprogrammierten Steuersignalen an die Drehmaschine zu diesem Zeitpunkt.

In den letzten Jahren fanden numerische Werkzeugmaschinensteuerungen zur Steuerung der Bewegungsbahn des Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück in Abhängigkeit von Eingabedaten weite Verbreitung, da sie gestatten, komplizierte Formen in wirksamer Weise mit minimalem Eingriff in den Betrieb auszubilden. Das Programm für eine ■ solche Anlage legt die Bahn fest, die das Schneidwerkzeug bei der Formgebung für das Werkstück verfolgen muß sowie die Bahnenj> ,die - zur Steuerung der Werkzeuggeschwiiidigkeit und der Spindeldrehzahl dienen. Diese programmierten Arbeitsgeschwindigkeiten gründen

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auf einer Anzahl von Annahmen bezüglich des Betriebs und der Funktion der Maschine, einschließlich der Annahme, daß das Schneidwerkzeug bei der Form des Rohlings dauernd mit dem Werkstück in Berührung steht. Im praktischen Betrieb kann das Programm auch für Werkstücke mit einer Form verwendet werden, bei welcher das Schneidwerkzeug das Werkstück zeitweilig nicht berührt. In diesen Fällen kann das spanabhebende Werkzeug gegenüber dem Werkstück mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten versetzt werden als sonst. Bei bestimmten früheren Anlagen waren Einrichtungen vorgesehen, die es gestatteten, den programmierten Vorschub in diesen Fällen von Hand zu übersteuern und damit die Vollendung des programmierten Arbeitsganges zu beschleunigen. In der US Patentanmeldung Ser. No. 23.698 "Numerische Anpassungssteuerung für eine Werkzeugmaschine" (Adaptive Numerical Control System for a Machine Tool) vom 30. März 1970 wird eine Anlage beschrieben, welche das Drehmoment und die Schwingung des Schneidwerkzeugs während des Arbeitsganges einer Maschine abtastet, um zu ermitteln, wann das Schneidwerkzeug nicht mit dem Werkstück in Berührung steht. Während dieser Zeiträume, die "Luftspaltzustand" genannt werden, schaltete die Anlage den Wert für den gesteuerten Vorschub auf einen vorgegebenen Pegel um, der dann den maximalen Vorschub anforderte, mit welchem das Schneidwerkzeug das Werkstück bearbeiten konnte, ohne das Schneidwerkzeug oder die Oberfläche des Werkstücks zu beschädigen.

Bei Dreharbeiten funktioniert diese Anlage nicht einwandfrei, und· die Berührung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück wird wiederholt unterbrochen, da z.B. der bearbeitete Rohling unrund sein kann oder die Werkstückform ösen, Naben, Keilnuten oder

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dergleichen aufweisen kann, die für eine Unterbrechung des Kontaktes sorgen. In solchen Fällen bewirkt eine Steuerung, die nur zwischen Dauerkontakt und Luftspaltbedingungen unterscheiden kann, einen schnellen Wechsel des Vorschubs zwischen den beiden programmierten Werten, wodurch sich ein unregelmäßiger Betrieb der gesteuerten Maschine ergibt.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine numerische Steuerung mit Einrichtungen geschaffen, mit welchen festgestellt werden kann, wann das Schneidwerkzeug der Maschine einen unterbrochenen Schneidgang ausführt sowie wann Luftspalt- und Dauerschnittbedingungen herrschen. Wenn festgestellt wird, daß die Maschine im unterbrochenen Schnitt arbeitet, so werden ihr vorprogrammierte Werte für die Spindeldrehzahl und den Vorschub eingegeben, die sich für den Unterbrechungsschnitt eignen und sich von den während der Luftspaltbedingung eingegebenen Werten unterscheiden.

Um den Zustand eines Unterbrechungsschnittes abzutasten, ist ein Register vorgesehen, welches die für jedes kleine Inkrement der Spindelrotation von einem Wandler erzeugten Impulse empfängt und zählt, wobei dieser Wandler mechanisch an die Spindel gekuppelt ist. Die abgetasteten Schneidbedingungen werden laufend überwacht, um festzustellen, wenn das Schneidwerkzeug mit deniWerkstück in Berührung kommt oder sich von ihm abhebt. Wenn einer dieser Zustände auftritt, dann wird der Zähler gelöscht. Wenn der Zähler gelöscht wird, ehe er eine Zahl erreicht, die anzeigt, daß die

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Spind©! seit der letzten Löschung eine volle Umdrehung vollzogen hat, dann wird ein Signal zur Anzeige des unterbrochenen Schneidgangs der Maschine erzeugt, und die entsprechenden Werte für die Spindeidfehzahl und den Vorschub werden der Anlage eingegeben. Wenn das Schneidwerkzeug auf eine Zahl gelangt, die anzeigt, daß seit der letzten Löschung mindestens eine volle Spindelumdrehung vollzogen wurde, und wenn ferner der Zustand abgetastet wird, daß das Werkzeug vom Werkstück abgehoben ist, dann wird ein Signal

zur Anzeige erzeugt, dass die Masdine im Luftspaltzustand fährt. Bei Abtastung des Zustandes, daß das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück in Berührung steht, und wenn die Zählung des Registers anzeigt, daß mindestens eine volle Spindelumdrehung vollzogen wurde, dann befindet sich die Maschine im Zustand des Dauerschnitts, und die entsprechenden programmierten Werte der Steuerungsparameter werden eingegeben.

Die Werte der Spindeldrehzahl und des Vorschubs für den Luftspaltzustand und den unterbrochenen Schnitt können entweder auf einem Lochstreifen programmiert oder von Hand in die Anlage eingegeben werden. Wenn sie auf dem Lochstreifen programmiert sind, so braucht im allgemeinen nur eine Gruppe von Werten für ein gesamtes Programm eingegeben zu werden. Die Vorschub- und Spinde1-drehzahlwerte für den Dauerschnitt können programmiert oder durch die in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung bekannte gemachten Anpassungssteuerung errechnet werden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Zustand der Berührung zwischen Werkzeug und Werkstück durch einen

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Fühler für die Werkzeugauflagelaraft oder einen Werkzeugkraftfühler gemessen, doch können auch andere geeignete Einrichtungen wie z.B. elektrische oder Schwingungsfühler eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 teils eine Schemazeichnung, teils ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen numerischen Steuerung für eine Drehmaschine,

Fig. 2 die schematischdDarstellung der Zustandswahlschaltung der Anlage der Fig. 1, die dem Zustand des Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück aufgrund von Regelungsdaten ermittelt, die vom Schneidgang zurückgeführt werden;

Fig. 3 die Schemazeichnung der logischen Befehlsschaltung im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, welche die entsprechenden Befehlssignale aufgrund der Steuersignale der Zustandswahlschaltung an den Spindeltrieb und den Vorschubinterpolator weiterleitet.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Form einer numerischen Steuerung für die Drehmaschine 10 dargestellt.

Obwohl die Erfindung unmittelbar bei Drehmaschinen eingesetzt werden kann, eignet sie sich auch für andere Arten von Werkzeug-

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maschinen, bei we lc heia unterbrochene Schnitte ausgeführt werden, das heißt bei welchen Zustände der unterbrochenen Berührung zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück auftreten.

Die Drehmaschine 10 enthält den über den mit Schaltgetriebe ausgestatteten Spindeltrieb 16 drehbar angetriebenen Werkstückspanner 12. Das durch den Werkstübkspanner 12 aufgenommene Werkstück 18 wird durch den Drehmeißel 20 bearbeitet, der verschiebbar in einem ersten Paar von Führungsbahnen 22 angeordnet ist, die senkrecht ^ zur Drehachse der Spindel 14 stehen und nachstehend als "X-Achse" bezeichnet sind, sowie zwei weiteren Führungsbahnen 24, die parallel zur Drehachse der Spindel liegen und nachstehend "Z-Achse" genannt werden. Der das Werkzeug 20 tragende Schlitten 26 wird in den Führungen 22 durch die Leitspindel 28 geführt, die durch den X-Achsenantrieb 30 gedreht wird. Die Führuijpn 22 wiederum sind auf dem Drehherz 32 gelagert, das in den Führungen 24 durch die Leitspindel 34 geführt wird, die wiederum durch den Z-Achsenantrieb 26 gedreht wird.

" Der Spindeltrieb 16, der Antrieb 30 für die X-Achse und der Antrieb 36 für die Z-Achse werden durch eine Steuerung betätigt, die in Abhängigkeit von numerischen Daten arbeitet, welche der Anlage von dem Lochstreifen 40 oder von der Handsteuerung 42 als eingegeben werden. Als Datenversorgungsquelle für die Anlage können auch andere Eingabeeinrichtungen wie z.B. Magnetbänder, Lochkarten oder Kernspeicher, verwendet werden. Der Lochstreifen 40 · ist vorzugsweise in der achtspaltigen oder achtkanaligen Form ausgeführt, wobei die gestanzten Löcher in jeder Querzeile ein

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kodiertes alphanumrisches Zeichen darstellen. Eine Anzahl seriell der Lochstreifenlänge nach angeordneter Symbole bildet ein Codewort, und eine Anzahl von Wörtern bildet als Gruppe einen Block, der im allgemeinen die Daten enthält, die für die Maschine zur Durchführung eines bestimmten Bewegungsabschnittes erforderlich sind. Die in einem durchschnittlichen Block enthaltenen Codewörter können wie folgt aussehen:

Code Funktion

gO1 meldet, daß der nachfiigende Block für eine Linearinterpolation gilt.

f327 Vorschubzahl für Dauerschnitt.

s822 Zahl für die Spindeldrehzahl beim Dauerschnitt.

x134 Abmessung der Bewegung in der X-Achse. z318 Abmessung der Bewegung in der Z-Achse. eb Code für Blockende, teilt die Daten in Blöcke ein.

Dieser Lochstreifen wird in der üblichen Weise aufbereitet und stellt einen herkömmlichen Lochstreifen für die numerische Steuerung dar. Erfindungsgemäß müssen der Anlage weitere Daten über den Vorschub und die Spindeldrehzahl für die Zustände "Luftspalt" und "unterbrochener Schnitt" eingegeben werden. Diese Daten sind normalerweise für alle oder die meisten Blöcke auf einem Steuerlochstreifen konstant und können der Anlage im ersten Datenblock vom Lochstreifen 40 eingegeben werden oder über die entsprechen-

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den Dezimaldrehschalter der Handsteuerungseingabe 42 eingewählt werden*.

Die Daten, des Steuerstreifens 40 werden seriell in elektrische Signale durch den Lochstreifenleser 44 umgesetzt und gelangen an

den Eingabeumsetzer und Speicher 46 zusammen mit den elektrischen Signalen, die durch Einstellung der Schalter auf der Handsteuerungseingabe 42 entstehen. Das Eingabegerät 46 dekodiert die Signale und speichert sie für andere Schaltungen der Steuerung.

An einem geeigneten Punkt im Arbeitsablauf gelangt die Größe der Bewegung in der X-Achse oder die Befehlszahl an den Interpolator 48 für die X-Achse, und die Befehlszahl für die Z-Achse wird dem Z-Interpolator 50 eingespeist. Diese Interpolatoren dienen zur Erzeugung von Befehlsimpulszügen, die mit einer ihrer Eingabebefehlszahl proportionalen Geschwindigkeit abgegeben werden und deren Impulszahl proportional zu diesen Befehlszahlen ist. Die Interpolatoren können als Differentialanalysatoren (DDA) arbeiten und sind bekannt.

Der Ausgangsimpulszug des X-Interpolators 48 gelangt an den X-Servo 52, der die Bewegung des X-Achsenantriebs 30 steuert. Ebenso gelangt der Ausgangsimpulszug des Z-Achseninterpolators 50 an den Z-Achsenservo 54, der die Bewegung des Z-Achsenantriebs 36 steuert. Bei den Servos 52 und 54 handelt es sich um phasenanaloge Geräte, die bei jedem Eingangsimpuls ihre zugeordneten Antriebseinheiten um ein Bewegungsinkrement weiter bewegen. Die Befehle für die X- und Z-Achse enthalten Vorzeichen, und der Drehsinn

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des X- und Z-Achsenantriebs 30 und 36 wird durch die zugeordneten Servos in den befohlenen Richtungen gesteuert. Die Antriebe für die X- und Z-Achse besitzen Funktionsdrehmelder (Resolver) , welche Signale an ihre zugeordneten Servos zurückführen und somit einen .geschlossenen Regelkreis herstellen.

Die Geschwindigkeit der von den Interpolatoren 48 und 50 erzeugten Impulszüge wird durch 4en Ausgangsimpulszug des Vorschubinterpolators 60 gesteuert. Die Impulse des Ausgangsimpulszuges vom Vorschubinterpolator dienen als Additionsbefehle für die Interpolatoren der X- und Z-Achse. Die Ausgangsimpulse werden vom Interpola- _; tor 60 mit einer Geschwindigkeit erzeugt, die proportional dem auf; der Leitung 62 anliegenden Vorschubbefehl ist.

Der Spindeltrieb 16 dreht sich in einer der Befehlszahl für die Spindeldrehzahl proportionalen Geschwindigkeit, wobei diese Befehlszahl auf der Leitung 64 erscheint. Die beiden Leitungen 62 und 64 sind vom Befehlsschalter 66 hergeführt, der vom Eingabeumsetzer und Speicher 46 die Drehzahl- und Vorschubbefehle für den Dauerschnitt, den Luftspaltzustand und den unterbrochenen Schnitt empfängt. Einer dieser drei Spindeldrehzahlbefehle gelangt als Ausgangssignal auf der Leitung 64 an den Spindeltrieb und einer der Vorschubbefehle wird als Ausgangssignal über die Leitung: 62 dem Vorschubinterpolator 60 eingespeist. Die Wahl zwischen den drei Spindeldrehzahl- und Vorschubbefehlen erfolgt durch den Betriebsartenwähler 68 aufgrund der vom Bearbeitungsvorgang zurückgeführten Daten. Der Betriebsartenwähler 68 empfängt das Aus gangssignal des dem Schneidwerkzeug 20 zugeordneten Kraftfühlers 70

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und gibt ein der durch das Werkzeug ausgeübten Kraft proportionales Ausgangssignal ab. Der Betriebsartenwähler 68 empfängt auch den Ausgangsimpulszug des Spindelmeßwertwandlers 72, der über das Getriebe 74 mit der Spindel 14 verbunden ist. Der Wandler 72 gibt für jedes kleine Rotationsinkrement der Spindel einen Ausgangsimpuls ab. Je nach dem Drehsinn der Spindel liegen diese Impulse auf einer von zwei Leitungen an.

Der Betriebsartenwähler 68 ermittelt aufgrund des Ausgangssignales des Kraftfühlers, ob das Schneidwerkzeug 20 mit dem Werkstück 18 in Berührung steht. Natürlich wird eine größere Kraft ausgeübt, wenn das Werkzeug mit dem Werkstück in Berührung steht als wenn das Werkzeug vom Werkstück abgehoben ist. Der Betriebsartenwähler verwendet die Ausgangsimpulse des Spindelmeßwertwandlers auch zur Ermittlung,ob das Schneidwerkzeug während mindestens einer vollen Spindelumdrehung mit dem Werkstück in Berührung war oder nicht. ' War dies nicht der Fall und das Werkzeug kam abwechselnd während einer Umdrehung mit dem Werkstück in und außer Kontakt, so wertet dies der Betriebsartenwähler dahingehend aus, daß die Maschine einen unterbrochenen Schnitt ausführt. Ein Signal zur Anzeige, daß die Maschine in der Betriebsart Dauerschnitt arbeitet, gelangt an den Befehlsschalter über die Leitung 78, das Luftspaltsignal über die Leitung 80 und das Signal für die Betriebsart unterbrochener Schnitt über die Leitung 82.

Mit Ausnahme des Betriebsartenwählers 68 und des Befehlsschalters· 66 handelt es sich bei diesen Baugruppen um herkömmliche Teile einer numerischen Steuerung. Somit wird der Betriebsartenwähler

68 und der Befehlsschalter 66 in Verbindung mit den Fign. 2 und 3 näher beschrieben. ^-^- ^_nUQ "¹¹"

In Fig. 2 ist die Schaltung des Betriebsartenwählers 68 gezeigt. Das analoge Ausgangssignal des Kraftfühlers 70 gelangt an die handelsübliche transistorisierte Vergleichsschaltung 90, an der auch die Spannung der Leitung 92 von der internen Stromversorgung dieser Schaltung her anliegt, und die als Vergleichsspannung für die Fühlerspannung dient. Die Spannung der Leitung 92 ist so gewählt, daß das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück in Berührung steht, wenn die Schnittkraftspannung gleich oder größer ist als die Vergleichsspannung. Dieser Zustand verursacht ein Ausgangssignal der Vergleichsschaltung auf der Leitung 94, die über den Inverter 98

an
an den Anschalteingang sowie/den Löscheingang des Flip-Flops 96 gelangt. Der Flip-Flop 96 wird durch ein Taktsignal auf der Leitung 100 angesteuert und wird somit in jeder Taktperiode angeschaltet, in welcher das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück in Berührung steht, während er in andeen Taktperioden gelöscht bleibt.

Der zweite Flip-Flop 102 wird ebenfalls durch ein Taktsignal auf der Leitung 104 angesteuert, und sein Anschalt- und Löscheingang ist jeweils mit dem Anschalt- und Löschausgang des Flip-Flops 96 verbunden. Somit ist während der vorhergehenden Taktperiode der Schaltzustand des Flip-Flops 102 gleich dem des Flip-Flops 96.

Das Antivalenztor 106 vergleicht die Anschaltausgänge der Flip-Flops 96 und 102 und gibt ein Ausgangssignal ab, wenn sie unterschiedliche Wert aufweisen. Dieser Zustand tritt auf, wenn der Flip-Flop 96 zwischen zwei Taktperioden umschaltet und damit meldet, daß das Schneidwerkzeug während der letzten Taktperiode ent-

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wecar mit dem Werkstück in Berührung gekommen ist oder von ihm abgehoben hat.

Das eine Änderung der Beziehung zwischen Werkzeug und Werkstück anzeigende Signal des Antivalenztors 106 gelangt an den Löscheingang des in zwei Richtungen zählenden Registers 110. Die Aufgabe des Registers 110 besteht in der Zählung der durch den Spindelmeßwertwandler 72 erzeugten Impulse, um festzustellen, ob die Spindel seit der letzten Löschung des Registers eine volle Umdrehung vollzogen hat. Wenn das Register gelöscht wird, ehe die Spindel seit der letzten Löschung eine volle Umdrehung vollzogen hat, dann stellt die Steuerung entweder einen Luftspaltzustand oder einen Dauerschnitt fest, je nach dem, ob das Signal der Vergleichsschaltung 90 meldet, daß das Werkzeug das Werkstück berührt oder nicht.

Der Spindelmeßwertwandler 72 und seine zugeordnete logische Schaltung sind bekannt. Der Wandler gibt Ausgangsimpulse auf eine Leitung für jedes Inkrement der rechtssinnigen Drehung der Spindel und Ausgangsimpulse auf eine andere Leitung für jedes Inkrement der linkssinnigen Drehung der Spindel ab.

Beide Leitungen sind an das NOR-Tor 112 geführt, das den Flip-Flop 114 über das NOR-Tor 116 ansteuert. Wenn der Flip-Flop 114 durch einen Taktimpuls gelöscht wird, so gelangt ein Impuls an den Aufwärts zähl eingang des in zwei Richtungen arbeitenden Zählregisters 110. Am NAND-Tor 118 liegen die Impulse für die Rechtsdrehung an sows ein Signal vom Eingabeumsetzer 46 zur Anzeige, daß die be-

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fohlene Bewegung des Spindeltriebs linkssinnig ist. Ebenso liegen am NAND-Tor 120 die Impulse für die linkssinnige Drehung sowie ein Signal an, das anzeigt, daß die Drehung rechtssinnig sein muß. Das -NOR-Tor 122 gibt eines dieser Ausgangssignale an den Flip-Flop 124 ab, der seinerseits einen Impuls an den Abwärtsζähfeingang des in zwei Richtungen zählenden Zählers 110 abgibt, wenn er gelöscht wird. Diese durch die Tore 118 und 120 abgegriffenen Impulse stellen Schwingungen oder eine Instabilität der Spindel dar und verringern somit die Zählung. Sie gelangen auch an das NOR-Tor 116, um die Impulse des Tors 112 an den Zähler zu sperren.

Wenn die im Register 110 enthaltene Zählung einen bestimmten Pe- . gel erreicht, der die durch den Wandler während einer vollen Umdrehung der Spindel 14 erzeugte Zahl darstellt, gelangt ein Ausgangssignal an die Leitung 126, das die Flip-Flops 114 und 124 über das UND-Tor 128 löscht und weitere Eingangszählsignale sperrt.

Das Ausgangssignal auf der Leitung 126 gelangt&uchnan die UND-Tore 130 und 132. Das UND-Tor 130 wird durch das auf derLeitung 94 anliegende Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 90 angesteuert, wodurch, gemeldet wird, daß die Schnittkraft den Schwellenwert der Vergleichsschnittkraft übersteigt und daß somit das Schneidwerk- ■ zeug mit dem Werkstück in Berührung steht. Das UND-Tor 132 wird : durch die durch den Inverter 134 erzeugte Umkehrung dieses Signals angesteuert« Das Ausgangssignal des UND-Tors 130 gelangt über die i Leitung 78 an den Befehlsschalter 66 und zeigt einen laufenden : Dauerschnitt an. Das auf der Leitung 80 anliegende Ausgangssignal des Tors 132 zeigt den Zustand eines Luftspalts an. Das

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Ausgangssignal des Zählers auf der Leitung 126 gelangt an den Inverter 138, um auf der Leitung 82 ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den Zustand eines Unterbrechungsschnitts meldet, daß der Zähler 110 vor seiner Löschung nicht eine Zählung für eine volle Umdrehung erreichte.

In dem in Fig. 3 gezeigten Befehlsschalter 66 gelangt das Signal für einen Dauerschnitt über die Leitung 78 an die UND-Tore 100 u und 102, an der die Signale für die Drehzahl und den Vorschub bei einem Zerspanungsvorgang vom Eingabeumsetzer 46 anliegen. Wenn ein Signal aufÜer Leitung 78 anliegt und anzeigt, daß die Anlage in der Betriebsart Dauerschnitt arbeitet, dann gelangen die beiden Signale vom Lochstreifen an den Spindeltrieb 16 und an den Vorschub interpolator 60. In der gleichen Weise gelangt das Signal auf der Leitung 80 zur Anzeige', ob sich die Anlage im Luftspaltzustand befindet, an die beiden UND-Tore 106 und 108, an denen die Signale für die Spindeldrehzahl und dem Vorschub im Leerlauf (Luftspaltzustand) anliegen, und schließlich gelangt das Signal für einen gerade durchgeführten unterbrochenen Schnitt auf der Leitung 82 an die beiden UND-Tore 110 und 112, an denen die Werte für die Spindeldrehzahl und den Vorschub bei Durchführung eines unterbrochenen Schnitts anliegen. Bei richtiger Ansteuerung geben diese Tore Ausgangssignale auf die Leitung 64 oder 62 ab.

Wie bereits erwähnt, können die Werte für die Spindeldrehzahl undden Vorschub bei einem Dauerschnitt direkt vom Lochstreifen oder auch von einer Anpassungssteuerung abgeleitet werden. Die Werte für die Spindeldrehzahl und den Vorschub bei Leerlauf (Luftspalt-

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bedingung) und bei einem unterbrochenen Schnitt können ebenfalls auf dem Lochstreifen 40 kodiert werden oder über die Handsteuerung 42 eingegeben werden.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage werden somit Mittel geshaffen, um festzustellen, wenn das Werkzeug mit dem Werkstück in Berührung steht, sowie die Zeitdauer dieser Berührung in Form von Spindelumdrehungen, und außerdem werden iii Abhängigkeit vom jeweils gegenwäritgen Stand des Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück Steuersignale an die Maschine abgegeben.

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Claims

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Neg^ndenk'

Dipl. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. VV. Schmilz eMih

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 4. August 1971

Southfield,Mich.48075,USA Anwaltsakte M-1675

" Patentansprüche

M7) Numerische Steuerung für eine Werkzeugmaschine mit einer drehbaren Spindel, einem relativ zur Spindel verstellbaren Schneidwerkzeug , einem Antrieb für das Schneidwerkzeug mit einem Interpolator, einem Spindelantrieb mit regelbarer Drehzahl, einer Datenquelle zur Abgabe einer Anzahl von numerischen Datenblöcken, die jeweils einen Bahnabschnitt für die Bewegung des Schneidwerkzeugs gegenüber der Spindel festlegen, dadurch W gekennzeichnet, daß die Datenquelle (40,44) für jeden Bewegungsabschnitt auch numerische Daten für wechselnde Bexiregungsgeschwindigkeiten des Schneidwerkzeugs (20) gegenüber dem Werkstück (18) abgibt und dadurch, daß sie die folgenden Baugruppen umfaßt: Eine in Abhängigkeit von einem Kraftfühler (70) arbeitende Betriebsartenwahlschaltung (68), wobei der Fühler zur Erzeugung eines ersten Signals die durch das Schneidwerkzeug (20) auf das Werkstück (18) ausgeübte Kraft abtastet, einen zum Betriebsartenwahlschalter (68) gehörenden Zähler (110) zur Zählung der für jedes kleine Bewegungsinkrement der

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Spindel (12,14,16) erzeugten (72) Impulse, wobei am Löscheingang des Zählers (110) ein erstes Signal anliegt, sowie einen Befehlsschalter (66) , an dem einerseits die aufgrund des ersten Signals und des Ausgangssignals des Zählers (110) durch die Betriebsartenwahlschaltung (68) erzeugten Steuersignale (78,80, 82) anliegen und andererseits die numerischen Daten für die Be*- wegungsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück bei allen möglichen normalen und nicht normalen Betriebsarten, wodurch numerische Daten (100,102,106,108,110,112) aufgrund der Steuersignale (78,80,82) gewählt werden, um die Bewegung sgeschwindigke it des Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück zu steuern.
2. Numerische Steuerung nach Anspruch 1, wobei die Werkzeugmaschine mit einem Meßwertwandler ausgestattet ist, der für je- ', des Bewegungsinkrement des Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück einen elektrischen Impuls abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (110)der Betriebsartenwahlschaltung (68) eine in zwei Richtungen zählende Einrichtung mit einem aufwärts zählenden und einen abwärts zählenden Eingang ist, die jeweils an zwei taktgesteuerte Flip-Flops (114,124) geführt sind, wo-

bei die Flip-Flops durch vom Meßwertwandler (72) erzeugte Im- ; pulse angesteuert werden.
3. Numerische Steuerung nach Anspruch 2, bei welcher der Meßwert-;

wandler auf eine Leitung für jedes Inkrement der Rechts drehung}

der Spindel einen Ausgangsimpuls und für jedes Inkrement der j Linksdrehung der Spindel einen Ausgangsimpuls auf eine andere ^!

. Leitung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden -18-'

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Leitungen (Impuls für Rechtsdrehung, Impuls für Linksdrehung) über ein NOR-Tor (112,122) zum ersten Eingang dieser Flip-Flops (114,124) parallelgeschaltet sind.
4. Numerische Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der NOR-Tore (122) auch Signale für die Sollrichtung der Drehung (rechts, rechts) über die beiden NAND-Tore (118,120) zur Anzeige der Richtung der befohlenen Umdrehung anliegen sowie um Impulse zu sperren, die eine Instabilität

λ der Spindel darstellen.
5. Numerische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (126) des in zwei Richtungen arbeitenden Zählers (110) über das taktgesteuerte UND-Tor (128) an den Löscheingang der Flip-Flops (114,124) zurückgeführt wird.
6. Numerische Steuerung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsartenwahlschaltung (68) eine Ver-

* gleichsschaltung (90) enthält, von der ein Eingang an den Kraftfühler (70) geführt ist und an deren zweiten Eingang (92) ein Schwellwertkraftsignal anliegt, dass je ein Eingang • der beiden UND-Tore (130,132) an den Ausgang (126) des in zwei Richtungen arbeitenden Zählers (110) geführt ist, während der zweite Eingang über den Inverter (134) des UND-Tors (132) mit dem Ausgang (94) der Vergleichsschaltung (90) verbunden ist, und schließlich dadurch, daß die Ausgänge dBr beiden UND-Tore (130,132) die beiden Eingänge (78,80) des Befehlsschalters (66)

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darstellen, während der dritte Eingang des Befehlsschalters (66) über den Inverter (138) direkt an den Ausgang des Zählers (110) geführt ist.
7. Numerische Steuerung nach Anspruch 1und 6, dadurchgekennzeichnet, daß der Ausgang (94) der Vergleichsschaltung (90) über die beiden in Reihe geschalteten Flip-Flops (96,102) mit dem Löscheingang des in zwei Richtungen arbeitenden Zählers (110) verbunden ist, und daß die Anschaltausgänge der Flip-Flops (96,102) über das Antivalenztor (106) an den Löscheingang geführt sind.
8. Numerische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsschalter (66) eine Anzahl von UND-Toren (100, 102,106,108,110,112) enthält, von denen je ein Eingang (78, 80,82) an den Ausgang der Betriebsartmwahlschaltung (68) geführt ist, ein zweiter Eingang an das Dateneingabegerät (46, 42) und ein dritter Eingang entweder an den Spindeltrieb (76) oder dem Vorschubinterpolator (60) , welche die Antriebe (30, 36) des Schneidwerkzeugs (20) steuern.
9. Numerische Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie für eine Drehmaschine verwendet wird.

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