DE2206338B2 - Adaptive regeleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine adaptive Regeleinrichtung für eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung, welche in Abhängigkeit von ihr eingegebenen Stelldaten Stellsignale an Antriebe der Werkzeugmaschine abgibt, mit einem auf einer unteren hierarchischen Ebene der Regeleinrichtung arbeitenden Optimierregelkreis, welcher einen Kenngrößenrechner und einen Optimierrechner aufweist, wobei der Kenngrößenrechner unter Berücksichtigung eingegebener Grenzwerte und unter Berücksichtigung von Meßsignalen, welche von den Bearbeitungsvorgang überwachenden Meßfühlern bereitgestellt werden, nach vorgegebenem Programm eine Güteziffer des Bearbeitungsvorganges berechnet, und wobei der Optimierrechner der numerischen Werkzeugmaschinensteuerung derart abgeänderte Stelldaten übermittelt, daß die Güteziffer auf einen Extremwert zuläuft.

Eine solche Regeleinrichtung ist in der US-PS 35 48 172 beschrieben. Es handelt sich dort um eine numerische Fräsmaschinensteuerung, bei der die Fräserstellung bezüglich des Werkstückes in Abhängigkeit der eingegebenen numerischen Stelldaten gesteuert wird und der Vorschub sowie die Spindeldrehzahl gemäß der durch direkte Messung ermittelten momentanen Arbeitsweise der Fräsmaschine in adaptiver Weise geregelt werden. Gemessen werden hierzu die beim Span abhebenden Vorgang entstehenden Temperaturen, Schwingungen der Fräsmaschine und das an der Spindel auftretende Drehmoment. Die entsprechenden Signale für diese Größen sowie verschiedene vorgegebene Werte werden an den Kenngrößenrechner weitergegeben, der für den betrachteten Arbeitsvorgang nach einem vorgegebenen Programm eine Güteziffer berechnet, die der Zerspanungsleistung zugeordnet ist. Ferner werden Arbeitrpatameter errechnet, die: mit vorgegebenen Grenzwerten, wie ?. B. der Maximaltemperatur und der maximal zulässigen Schwingung der Maschine verglichen werden, um ein Überschreiten dieser Grenzwerte zu vermeiden. Die Güteziffer wird dann einem Optimierrechner übermittelt, der die Stelldaten für Vorschub und Spindeldrehj-.ahl so abändert, daß die Güteziffer einen Maximalwert annimmt. Das zur Optimierung verwendete Verfahren ist ein Näherungsverfahren, bei dem die Steigung der von Vorschub und Spindeldrehzahl abhängenden Gülezifferfläche zum Aufsuchen des Maximums verwendet wird. Damit ist die bekannte Regeleinrichtung auf größtmögliche Zerspanungsleistung unter Einhaltung vorgegebener Grenzwerte ausgelegt.

Die Beziehung zwischen den gemessenen, das momentane Arbeiten der Maschine charakterisierenden Signale sowie der weiteren vorgegebenen Eingangsgrößen, die z. B. den Veraibeitungskosten und den Arbeitsbedingungen u. dgl. zugeordnet sein können, einerseits und der berechneten Güteziffer und den berechneten Arbeitsparametern andererseits ist üblicherweise sehr kompliziert, nichtlinearer Natur und gilt nur für einen speziellen Bearbeitungsvorgang. Weder mathe-

matische Modelle noch empirische Daten können daher im konkreten Einzelfalle unverändert übernommen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie das Programm zur Berechnung der Güteziffer an den konkreten Fall selbst anpaßt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer höheren zweiten hierarchischen Ebene der Regeleinrichtung ein Selbstanpassungsregelkreis vorgesehen ist, bestehend aus einer Anpassungsmeßeinrichtung für einen repräsentativen Parameter des Werkstückes und einer Programmiereinrichtung zur selbstanpassenden Änderung des dem Kenngrößenrechner vorgegebenen Programmes gemäß dem Unterschied zwischen dem von der Anpassungsmeßeinrichtung gemessenen repräsentativen Parameter des Werkstückes und einem diesem entsprechenden im Kenngrößenrechner berechneten repräsentativen Vergleichsparameter.

Für die Steuerung einer Fräsmaschine bedeutet dies z. B., daß die Oberflächengüte der repräsentative Parameter des Werkstückes ist und in die Berechnung der Güteziffer eingeht. Dementsprechend wird die Oberflächengüte des vom Werkzeug bearbeiteten Teiles der Werkstückoberfläche gemessen, und auf Grund des Meßergebnisses kann das Programm zur Berechnung der im Optimierrechner verwendeten Güteziffer in selbstanpassender Weise verändert werden. Mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist es daner möglieh, ausgehend von voreingestellten Verarbeilungsparametern diese über einen weiten Bereich so abzuändern, daß ein Arbeiten mit größtmöglicher Wirtschaftlichkeit für den konkreten Einzelfall ohne weiteres Zutuen des Bedienungspersonals erhalten wird. Diese Selbstanpassung erfolgt über einen Zeitraum, um so die Struktur des Kenngrößenrechners zu verändern. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Programmierung des Kenngrößenrechners und so indirekt auch die Optimierung der Güteziffer durch den Optimierrechner an den jeweiligen konkreten Fall anzupassen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 sine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Flächenschleifmaschine,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen adaptiven Regeleinrichtung zur Verwendung an der in F i g. 1 dargestellten Flächenschleifmaschine,

F i g. 3 ein Blockschaltbild des Kemgrößenrechners und der Programmiereinrichtung des Selbstanpassungsrege'.kreises der F i g. 2 und

F i g. 4 ein Schaltbild, in dem der die Güteziffer berechnende Teil der in F i g. 3 dargestellten Zentraleinheit sowie die Logikschaltung der F i g. 3 näher dargestellt sind.

In F i g. 1 ist eine herkömmliche Flächenschleifmaschine 10 dargestellt, die eine Schleifscheibe 12 und einen in Querrichtung und Längsrichtung verfahrbaren Tisch 16 aufweist. Auf dem letzteren liegt ein zu bearbeitendes Werkstück 14. Die Schleifscheibe 12 kann in vertikaler Richtung zum Tisch 16 zu und von diesem weg bewegt werden, so daß die Schnittiefe einstellbar ist. Die Schleifscheibe erzeugt auf dem Werkstück eine ebene Oberfläche, wohei der Tisch zunächst in Längsrichtung bezüglich der Schleifscheibe bewegt wird, so daß ein Längsstreifen abgeschliffen wird. Dann wird der Tisch in Querrichtung verschoben, so daß die Schleifscheibe einen benachbarten, jedoch etwas überlappenden Längsstreifen abschleift Ist auf diese Weise die gesamte Werkstückoberfläche abgeschliffen worden, wird der Tisch 16 in vertikaler Richtung zugestellt und das Werkstück kann ein zweites Mal überschütten werden.

Die Geschwindigkeit des Vorschubes des Tisches 16 in Längsrichtung und die Verschiebung des Tisches in

ίο Querrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Längsbewegungen kann durch eine in F i g. 2 im einzelnen dargestellte adaptive Regeleinrichtung so verstellt werden, daß die Oberflächengüte des erhaltenen Werkstückes eine bestimmte Größe erreicht Die Zustellung der Schleifscheibe in vertikaler Richtung zwischen zwei Durchläufen und die Spindeldrehzahl sind auch von Hand regelbar, werden jedoch beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht automatisch gesteuert.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild der für die numerisehe Steuerung der in F i g. 1 dargestellten Flächenschleifmaschine verwendeten adaptiven Regeleinrichtung. Die Anfangswerte für den Vorschub des Tisches in Längsrichtung und die Verschiebung des Tisches in Querrichtung werden über ein Handsteuergerät 20 eingegeben. Diese Stelldaten gelangen an eine Antriebssteuerung 22, an welcher auch Rückmeldesignale anliegen, die von der Flächenschleifmaschine zugeordneten Meßwertwandlern bereitgestellt werden und das Ansprechen der Flächenschleifmaschine auf die Werte der von der Antriebssteuerung 22 übermittelten Steilsignale wiedergeben.

Die Antriebssteuerung ändert die der Flächenschleifmaschine übermittelten Stellsignale in Abhängigkeit von den Rückmeldesignalen derart, daß die Flächenschleifmaschine gemäß den von Hand eingegebenen oder von einem Datenträger ausgelesenen Stelldaten arbeitet.

Dieser üblichen numerischen Steuerung ist die adaptive Regeleinrichtung übergeordnet, die einen Meßfühler 24, einen Kenngrößenrechner 26, einen Optimierrechner 28, eine optische Anpassungsmeßeinrichtung 40 und eine Programmiereinrichtung 44 aufweist. Der Meßfühler 24 ist mechanisch mit der Flächenschleifmaschine verbunden und mißt die Schwingungen der Maschine und das Drehmoment sowie die Drehzahl an der Schleifspindel. Das Drehmoment wird über den Strom des Schleifspindelantriebes gemessen, die Drehzahl über einen Tachometer und die Schwingungen der Maschine mit einem beliebigen marktgängigen Fühler. Die diesen Größen entsprechenden elektrischen Signale werden dem Kenngrößenrechner 26 überstellt, in diesen werden auch Grenzwertsignale eingegeben, die Grenzwerten einiger der gemessenen Größen zugeordnet sind und so den Arbeitsbereich der Anlage abstecken. Die von der Antriebssteuerung 22 bereitgestellten Stellsignale für den Vorschub des Tisches 16 in Längs- und Querrichtung werden ebenfalls auf den Kenngrößenrechner 26 gegeben. Dieser berechnet eine den gegenwärtigen Bearbeitungsvorgang kennzeichnende Güteziffer, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Zerspanungsleistung des Schleifvorgange! entspricht. Die Güteziffer wird in Abhängigkeit dei dem Kenngrößenrechner 26 von der Antriebssteueruni 22 übermittelten Stellsignale errechnet und ist im we sentlichen das Produkt aus dem Quer- und Längsvor schub des Tisches.

Der Kenngrößenrechner normalisiert auch die voi den Meßfühlern 24 und der Antriebssteuerung 22 be

reitgestellten Signale und vergleicht sie nach Aufbereitung.mit den Grenzwerten, um eine Überschreitung der Arbeiisgrenzwerte festzustellen. Zu der Aufbereitung der Signale gehört auch die Berechnung eines repräsentativen Parameters für die Oberflächengüte, der dazu verwendet wird, ein Überschreiten des Grenzwertes für die Oberflächenrauhigkeit festzustellen. Dies wird nachstehend noch genauer beschrieben.

Das der Güteziffer zugeordnete Signal und Grenzwertüberschreitungen zugeordnete Signale werden an den Optimierrechner 28 weitergegeben. Dieser stellt an seinem Ausgang der Antriebssteuerung 22 Signale bereit, die die Stelldaten für den Vorschub des Tisches in Längs- und Querrichtung so einstellen, daß die höchstmögliche Güteziffer erhalten wird, ohne daß einer der Grenzwerte überschritten wird. Zur Optimierung der Güteziffer wird das in der eingangs zitierten US-PS 35 48 172 beschriebene Näherungsverfahren verwendet, bei dem das Maximum der Güteziffer unter Verwendung der Steigung der Gütezifferfläche in der Umgebung des momentanen Arbeitspunktes aufgesucht wird. Dabei geginnt der Schleifvorgang mit den von Hand eingegebenen Werten für den Längs- und Quervorschub des Tisches. Werden keine Grenzwerte überschritten, dann wird der Längsvorschub des Tisches schrittweise bis zu seinem zulässigen Maximalwert erhöht. Werden keine Grenzwerte während eines Längshubes des Tisches überschritten, dann wird die Größe des Vorschubes in Querrichtung vor dem nächsten Längshub erhöht. Während des nächsten Längshubes wird der Vorschub in Längsrichtung dann auf einen kleineren Wert eingestellt und nachfolgend wie beim vorhergehenden Längshub erhöht. Wird während eines Längshubes ein Grenzwert überschritten, dann wird der Vorschub des Tisches in Längsrichtung etwas verkleinert, um zu zulässigen Arbeitsbedingungen zu kommen. Dieser Vorschub in Längsrichtung wird dann beibehalten, solange kein anderer Grenzwert überschritten wird. Nach Beendigung eines Längshubes wird dann wieder ein Vorschub in Querrichtung gleicher Größe verwendet. Das Verfahren kann genausogut in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, wenn die ursprünglich verwendeten Werte zu hoch sind und durch Erniedrigung der Werte für den Längs- und Quervorschub des Tisches eine Anpassung an die optimalen Arbeitsbedingungen erfolgen muß. Die Ausgangssignale des Optimierrechners sind Spannungen, die zu den von Hand eingegebenen Werten zugerech net werden.

Wie schon erwähnt, berechnet der Kenngrößenrechner einen repräsentativen Parameter für die Oberflächenrauhigkeit, der mit einem Grenzwert Für die minimale Oberflächengüte verglichen wird. Die minimale Oberflächengüte stellt einen Grenzwert dar, der bei der Optimierung zu berücksichtigen ist. 1st der errechnete repräsentative Parameter, d. h. die errechnete Oberflächenrauhigkeit größer als der zugeordnete Grenzwert für die Oberflächenrauhigkeit, so erhält der Optimierrechner ein die Überschreitung dieses Grenzwertes anzeigendes Signal, das eine Herabsetzung des Längsvorschubes des Tisches während eines Längshubes bewirkt, bis die errechnete Oberflächenrauhigkeit der maximal zulässigen Oberflächenrauhigkeit, d. h. der gerade noch tragbaren minimalen Oberflächengüte entspricht.

Die Oberflächenrauhigkeit des Werkstückes hängt von Schwingungein der Schleifmaschine, von der Spindeldrehzahl, von dem an der Spindel auftretenden Drehmoment sowie den Stelldaten für den Vorschub des Tisches in Quer- und Längsrichtung ab. Die Beziehung ist jedoch komplizierter, nicht linearer Natur und läßt sich auch nicht leicht auf Grund empirischer Versuchsreihen voraussagen. Daher wird in dem von der Anpassungsmeßeinrichtung 40, der Programmiereinrichtung 44 und dem Kenngrößenrechner 26 gebildeten Selbstanpassungsregelkreis die Oberflächenrauhigkeit des bearbeiteten Teiles der Werkstückoberfläche gemessen und mit der vom Kenngrößenrechner berechneten Oberflächenrauhigkeit verglichen, die zuvor als Stellgröße zur Bearbeitung des nunmehr vermessenen Teiles des Werkstückes verwendet wurde. Gemäß der Differenz zwischen der gemessenen Oberflächenrauhigkeit und der zugeordneten errechneten Oberflächenrauhigkeit wird der Teil des Kenngrößenrechners, in dem die errechnete Oberflächenrauhigkeit erstellt wird, in adaptiver Weise verändert, so daß der Kenngrößenrechner lernt, die errechnete Oberflächenrauhigkeit über einen großen Bereich von Arbeitsbedingungen genau zu erstellen. Damit wird auch das Arbeiten der adaptiven Regeleinrichtung insgesamt optimiert.

Der Selbstanpassungsregelkreis weist hier als Anpassung&meßeinrichtung eine optische Abtasteinrichtung 40 für die Oberflächenrauhigkeit auf, die mit einem auf dem Schleifkopf angebrachten optischen Fühler 42 versehen ist, wie F i g. 1 zeigt. Dieser befindet sich über dem Teil des Werkstückes, das gerade von der Schleifscheibe bearbeitet worden ist. Der optische Fühler 42 kann ein beliebiges marktgängiges Modell zur Ermittlung der Oberflächenrauhigkeit eines Werkstückes sein, das an seinem Ausgang ein entsprechendes Signal bereitstellt Ein solches optisches Oberflächenrauhigkeitsmeßgerät ist z. B. in dem Aufsatz von H. T i ρ t ο η und I. I. R ο b e r t s »A New Optical Method of Assessing Surface Quality« (Conference on Properties and Metrology of Surfaces, Oxford, April 1968) beschrieben. Bei diesem Gerät, das in den Zeichnungen nicht näher dargestellt ist. wird ein Lichtstrahl auf die zu vermessende Oberfläche gerichtet. Das reflektierte Licht dient zur Erzeugung eines Signals, das sich gemäß der Oberflächenrauhigkeit ändert.
Das von der optischen Abtasteinrichtung 40 erzeugte Signal gelangt an die Programmiereinrichtung 44, an der auch ein Signal des Kenngrößenrechners 26 anliegt, das dem errechneten Wert für die Oberflächenrauhigkeit entspricht Die Programmiereinrichtung 44 speichert die Signale für die errechnete oder Soll-Oberflächenrauhigkeit und vergleicht sie mit den Messungen der Ist-Oberflächenrauhigkeit, die später an dem Abschnitt des Werkstückes gemacht werden, das unter Verwendung des Signals für die Soll-Oberflächengenauigkeit in der numerischen Steuerung geschliffen wurde. Gemäß der Differenz zwischen der Ist-Oberflächen r&uhigkeit und der vorher errechneten Soll-Oberflächenrauhigkeit werden Anpassungssignale von der Programmiereinrichtung 44 auf den Kenngrößenrechner 26 gegeben. Durch diese Anpassungssignale wird

eine Änderung des Programmes bewerkstelligt, nacr dem die Oberflächenrauhigkeit berechnet wird.

Fig.3 zeigt Einzelheiten des Kenngrößenrechner! 26. der Programmiereinrichtung 44 sowie ihrer gegen zeitigen Verbindung. Die Schwingungen der Maschine

dem Drehmoment an der Spindel und der Spindeldreh zahl zugeordneten von den Meßfühlern 24 ermitteltei Signale gelangen an eine Vorverarbeitungseinheit 4< (Normalisierung und Vorverarbeitung), die die Signal·

9 fcfis

in die zur Verarbeitung in der Anlage erforderliche Form mit den erforderlichen Pegeln bringt. Die vorverarbeiteten Signale gelangen zusammen mit den Signalen für den Vorschub des Tisches in Längs- und Querrichtung, die von der Antriebssteuerung 22 bereitgestellt werden, an eine Zentraleinheit 48. Diese berechnet aus den ihr übermittelten Eingangsgrößen gewisse für den Bearbeitungsvorgang repräsentative Parameter, darunter eine errechnete Oberfläehenrauhigkeit. Einige der von der Zentraleinheit 48 bereitgestellten Ausgangssignalc werden einem Gütezifferrechner 50 überstellt, in dem die Berechnung der Güteziffer für den Bearbeitungsvorgang erfolgt. Dies wird im wesentlichen, durch Multiplikation der geeignet aufgearbeiteten Signale für den Vorschub des Tisches in Längs- und Querrichtung bewerkstelligt. Andere der iim Ausgang der Zentraleinheit 48 bereitgestellten Signale werden auf sine Grenzwertüberwachungsschaltung 52 gegeben, die zugleich auch den vorgegebenen Grenzwerten zugeordnete Signale erhält. Die Grenzwertüberwachungsschaltung ist im wesentlichen eine Vergleichsschaltung und ihre Ausgangssignale zeigen an, ob einer der vorgegebenen Grenzwerte bei der momentan angetroffenen Arbeitsweise der Flächenschleifmaschine überschritten wird.

Das von der Zentraleinheit 48 erzeugte Signal für die berechnete Oberfläehenrauhigkeit wird ferner auch einem Speicher 54 überstellt, der zu der Programmiereinrichtung 44 gehört. Zu einem geeigneten Zeitpunkt im Arbeitszyklus wird dieser Sollwert für die Oberflächenrauhigkeit einem Vergleichsglied 56 eingespeist, an dem auch die von der optischen Abtasteinrichtung 40 bereitgestellten Signale anliegen, die dem gemessenen Ist-Wert der Oberfläehenrauhigkeit des Werkstükkes anliegen. Der Speicher 54 verzögert die Überstellung des Sollwertsignals für die Oberfläehenrauhigkeit so lange, bis die Messung der Oberfläehenrauhigkeit des entsprechenden Teils des Werkstückes vorliegt, das zu der Zeit geschliffen wurde, als das Sollwertsignal für die Oberfläehenrauhigkeit für die numerische Steuerung der Flächenschleifmaschine verwendet wurde. Die Zeit der Speicherung des Sollwertsignals im Speicher 54 beträgt normalerweise die für einen Längshub des Tischvorschubes erforderliche Zeit. Das heißt, die optische Abtasteinrichtung 40 mißt die Oberfläehenrauhigkeit des während eines Längshubes des Tisches bearbeiteten Teiles der Werkstückoberfläche, während der nächste Längshub des Tisches erfolgt. Der Speicher 54 mitteh auch das Signal für die errechnete Oberfläehenrauhigkeit über einen vollen Längshub, damit ein gültiger Vergleich mit der Istwertmessung gemacht werden kann.

Das Vergleichsglied 56 gibt an eine Logikschahung 58 ein Signal weiter, das von der Differenz zwischen dem gespeicherten und gemittelten Sollwertsignal für die Oberfläehenrauhigkeit und dem durch die optische Abtasteinrichtung 40 gemessenen Istwertsignal für die Oberfläehenrauhigkeit abhängt. Dieses Differenz'ignal stellt eine Art Güteziffer für das zur Berechnung der Oberfläehenrauhigkeit verwendete Programm dar und wird zur Änderung dieses Programmes verwendet, was nun an Hand von F i g. 4 näher erläutert werden soll.

In F i g. 4 ist schemaiisch der Teil der Zentraleinheit 48 dargestellt, in dem das Signal für die errechnete Oberfläehenrauhigkeit erzeugt wird. Zugleich ist die Verbindung mit der Logikschaltung 58 dargestellt. Die Erzeugung des Signals für die berechnete Oberilächenrauhigkeit erfolgt unter Verwendung einer linearen Rücklaufschaltung, die eine Mehrzahl analoger Multiplizierwerke 62Λ, 62ß, 62C, 62D, 62£und 62Faufweist. An einem der Eingänge dieser Multiplizierwerke liegt jeweils eine der verschiedenen Größen an, die in die Berechnung der Oberfläehenrauhigkeit eingehen. Ein zweiter Eingang der Multiplizierwerke ist jeweils mit einem der Ausgänge der Logikschaltung 58 verbunden. Die Ausgangssignale der Multiplizierwerke 62Λ bis 62F werden in einem Summierer 64 zusammengefaßt, an dessen Ausgang das Signal für berechnete Oberflächengüte bereitgestellt wird.

Eines der Eingangssignale des Multiplizierwerkes 62/4 ist eine negative Spannung, die proportional zu der Schwingung der Spindel ist. Die Spannung ist negativ, da die berechnete Oberflächengüte bei Zunahme der Schwingung der Spindel abnimmt. Ein Eingangssignal des Multiplizierwerkes 62ß ist eine positive Spannung, die proportional zum Spindeldrehmoment ist. Diese Spannung ist positiv, da die berechnete Oberflächengüte direkt proportional zum Spindeldrehmoment ist. In gleicher Weise liegt am ersten Eingang des Multiplizierwerkes 62Ceine positive Spannung an, die proportional zur Spindeldrehzahl ist; dem Multiplizierwerk 62D wird am ersten Eingang eine negative Spannung eingespeist, die proportional zum Vorschub des Tisches in Querrichtung ist und dem Multiplizierwerk 62£ wird am ersten Eingang eine positive Spannung zugeführt, die proportional zum Längsvorschub des Tisches ist. Auf die erste Eingangsklemme des Multiplizierwerkes 62Fwird eine konstante positive Spannung gegeben.

Gemäß der Ausgangssignale des Vergleichsgliedes 56 ändert die Logikschahung 58 die zweiten Eingangssignale für die Multiplizierwerke 62Λ bis 62Fderart ab, daß die lineare Rücklaufschaltung lernt, die berechnete Oberflächengüte über einen großen Bereich von Arbeitsbedingungen hinweg richtig zu erstellen. Das verwendete Verfahren ist ein Optimierurgsverfahren, vorzugsweise nach der Methode des steilsten Anstieges; es können jedoch auch andere bekannte Optimierungsverfahren verwendet werden. Beim angewandten Verfahren wird eine einzige der Multiplizierwerkspannungen verändert, und die Auswirkung auf die Oberflächengüte wird beobachtet. Wird die Differenz zwischen dem Sollwert für die Oberflächengüte und dem zugeordneten Istwert durch die Veränderung verkleinert, so wird eine zweite Veränderung der betrachteten Multiplizierwerkspannung in gleicher Richtung vorgenommen. Wird durch die erste Veränderung die Differenz zwischen dem berechneten und dem gemessenen Wert für die Oberflächengüte vergrößert, so wird die betrachtete Multiplizierwerkspannung in entgegengesetztem Sinne geändert. Dies wird so lange fortgesetzt, bis ein Punkt erreicht ist, an dem Änderungen in beider Richtungen die Differenz zwischen dem berechneter und gemessenen Wert für die Oberflächengüte vergrö Bern. Dieser Punkt wird als Extrernum bezüglich dei betrachteten Variablen angesehen, und die Optimie rung wird dann am nächsten Multiplizierwerk wieder holt. Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab, wird je doch verglichen mit dem Schleifvorgang mit gestreck ter Zeitskala, d.h. verhältnismäßig langsam durchge führt um den Einfluß anderer Bearbeitungsvariable auf die Bestimmung des optimalen Arbeitspunkte möglichst herabzusetzen.

Die Aufgaben der Logikschaltung 58 und des Opt mierrechners 28 werden vorzugsweise durch einen prc grammierbaren digitalen Allzweckrechner wahrg* nommen, der mit geeigneten Anpassungsschaltunge

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rsehen ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen der •findung kann die Aufgabe des Kenngrößenrechners > ebenfalls von einem geeignet programmierten AIlveckrechner oder einem geeigneten Spezialrechner ahrgenommen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Γ:

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Adaptive Regeleinrichtung für e ne numerische Werkzeugmaschinensteuerung, welche in Abhängigkeit von ihr eingegebene Stelldaien Stellsignale an Antriebe der Werkzeugmaschine abgibt, mit einem auf einer unteren hierarchiscnen Ebene der Regeleinrichtung arbeitenden Optimierregelkreis, welcher einen Kenngrößenrechner und einen Optimierrechner aufweist, wobei der Kenngrößenrechner unter Berücksichtigung eingegebener Grenzwerte und unter Berücksichtigung von Meßsignalen, welche von den Bearbeitungsvorgang überwachenden Meßfühlern bereitgestellt werden, nach vorgegebenem Programm eine Güte/iffer des Bearbeitungsvorganges berechnet, und wobei der Optimierrechner der numerischen Werkzeugmaschinensteuerung derart abgeänderte Steildaten übermittelt, daß die Güteziffer auf einen Extremwert zuläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in einer höheren zweiten hierarchischen Ebene der Regeleinrichtung ein Selbstanpassungsregelkreis vorgesehen ist, bestehend aus einer Anpassungsmeßeinrichtung (40) für einen repräsentativen Parameter des Werkstückes und einer Programmiereinrichtung (44) zur selbstanpassenden Änderung des dem Kenngrößenrechner (26) vorgegebenen Programmes gemäß dem Unterschied zwischen dem von der Anpassungsmeßeinrichtung gemessenen repräsentativen Parameter des Werkstückes und einem diesem entsprechenden im Kenngrößenrechner (26) berechneten repräsentativen Vergleichsparameter.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kenngrößenrechner die Steildaten gemäß diesen jeweils zugeordneten Korrekturgrößen modifiziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiereinrichtung (44) eine Logikschaltung (58) zur Modifizierung dieser Korrekturgrößen aufweist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (58) die KorrekturgröBen so modifiziert, daß der Unterschied zwischen dem gemessenen und dem berechneten repräsentativen Parameter des Werkstückes ein Minimum wird.

4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiereinrichtung (44) ein Vergleichsglied (56) aufweist, durch welches der am Werkstück durch die Anpassungsmeßeinrichtung (40) gemessene repräsentative Parameter mit dem entsprechenden Kenngrößenrechner (26) berechneten repräsentativen Parameter verglichen wird.

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiereinrichtung (4*}) ein Verzögerungsglied für den ihr zugeführten berechneten repräsentativen Parameter aufweist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied ein Speicher (54) ist.

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiereinrichtung (44) eine Schaltung zur Mittelung des ihr zugeführten berechneten repräsentativen Parameters aufweist.

8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der repräsentative Parameter die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes ist.