DE2311368A1 - Verfahren zum pruefen und ueberwachen der nach einem arbeitsprogramm durchzufuehrenden wege eines werkzeugtraegers einer werkzeugmaschine, sowie einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

DR-IN·. OIPL.-INO. M. «C. DIP.-PHM. DR. P»l.-FMVt. HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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1. März 1973

Firma Index-Werke RG
Hahn ft Tessky

73 Esslingen, Plochinger Str. 92

Verfahren

zum Prüfen und Überwachen der nach einem Arbeitsprogramm durchzuführenden Wege eines Werkzeugträgers einer Werkzeugmaschine sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Überwachen

der nach Massgabe eines in eine numerische Steuerung eingege benen Arbeitsprogrammes durchzuführenden Wege mindestens eines wenigstens ein Werkzeug tragenden Werkzeugträgers einer Werkzeugmaschine, bei dem die dem Arbeitsprogramm entsprechenden Wege des Werkzeugträgers aufgezeichnet werden.

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Numerische Steuerungen können, bedingt -durch den komplizierten Aufbau ihrer elektronischen Schaltungen,durch äussere Einflüsse wie Erschütterungen und Spannungsimpulse fremder Spannungsquellen gestört werden. Im Störungsfall werden falsche Daten verarbeitet und als Befehl an die Maschine weitergegeben. Die Folge ist eine falsche Maschinenbewegung und damit oft.die Zerstörung kostspieliger Maschinenteile. Dabei sind nicht nur teuere Maschinenteile zu ersetzen sondern auch hohe Ausfallkosten für die Stillstandszeiten der Maschinen aufzuwenden,

Die oben beschriebenen Störungen an numerischen Steuerungen haben weiter den Nachteil, dass sie oft nurunregelmässig auftreten und deshalb schwer zu erkennen sind.

Die häufigste Ursache von Maschinenschäden sind falsch ausgeführte Schlittenwege, Da es sich bei den Fehlern meist nicht nur um Bruchteile eines Millimeters handelt,sondern, je nach der betroffenen Dekade,um mehrere Millimeter bis zu Beträgen, welche dem gesamten Verfahrweg der Maschine entsprechen, entstehen nicht nur Massfehler am Werkstück sondern auch schwere Maschinenschäden durch Kollision, bewegter Maschinenteile oder Werkstücke,

Aus diesem Grunde hat man bereits verschiedene Wege beschritten, um die Funktionssicherheit numerischer Steuerungen zu erhöhen.

Eine bekannte Massnahme besteht darin, die Steuerung so aufzubauen, dass die Lochstreifencodierung geprüft wird. Die im

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Lochstreifen eingestanzten Zeichen haben zu diesem Zweck je nach der angewandten Norm eine gerade oder ungerade Anzahl yon Lochungen, so dass die numerische Steuerung immer dann einen Fehler zu erkennen vermag, wenn die Gerad- bzw, Ungeradzahligkeit der Lochungskombination nicht der festgelegten Norm entspricht. Es wird ein Lesefehler angezeigt und die Steuerung abgeschaltet. Dieses System beruht damit auf der sogenannten Paritätsprüfung ( Parity Check),

Durch die Paritätsprüfung ist sichergestellt, dass keine falschen Maschinenbewegungen erfolgen, wenn ein Loch zu viel oder zu wenig gestanzt worden ist. Auch wenn ein Loch durch Verschmutzung nicht mehr vom Lochstreifenleser erfasst wird, entspricht dies dem Fehlen eines Loches und verursacht die Stillsetzung der Maschine,

Die beschriebene Prüfungsart funktioniert jedoch immer nur dann, wenn ein Loch zu viel oder zu wenig erkannt wird. Bei einer Differenz von zwei Löchern ist zwar die Regel der Geradzahligkeit oder Ungeradzahligkeit immer noch eingehalten, jedoch wird trotzdem ein falscher Wert eingelesen, ohne dass eine Abschaltung erfolgt.

Eine weitere bekannte Massnahme sieht vor, die zu verarbeitenden Daten, welche vom Lochstreifenleser eingelesen wurden, mit einer bestimmten Frequenz solange zu wiederholen, bis ein neuer Befehl eingelesen wird. Damit ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass äussere Störeinflüsse falsche Daten bewirken.

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Diese Art der Kontrolle ist allerdings sehr kostspielig und verhindert auch nicht, dass ζ,Β. durch falsches Einlesen des Lochstreifenlesers oder durch einen Fehler im elektronischen System der Steuerung (z.B, Ausfall eines Bauelements ) falsche Maschinenbewegungen ausgeführt werden ( siehe CH-PS 48o 915),

Ferner ist eine Prüfeinrichtung bekannt, bei der das Arbeitsprogramm ausserhalb der Maschine simuliert und von einer Zeichenmaschine aufgezeichnet wird. Bei diesem System wird jedoch nur eine einmalige Sichtkontrolle durchgeführt, Steuerungsfehler während den Programmwiederholungen werden dabei nicht erfasst t Zeitschrift " Werkstatt und Betrieb, H,Io 1969),

Schliesslich gibt es eine Kop iereinrichtung, bei der die Werkstückformen optisch von einem Linienzug abgetastet werden. Die Stellbewegungen der Maschinenantriebe arbeiten dabei so genau, wie eben die Zeichnung verläuft bzw. so genau, wie das Abtastsystem funktioniert. Der Linienzug dient also in diesem Falle nicht zur Kontrolle für ein andersartig aufgenommenes Programm, sondern er stellt das Programm selbst dar, so dass Störungen in der Steuerung trotzdem zu Abweichungen des Programms führen können,

Aufgabe der Erfindung ist es nun, zu gewährleisten, dass bei auftretenden Störungen in der numerischen Steuerung einer Werkzeugmaschine keine falschen Maschinenbewegungen ausgeführt und kostspielige, durch Kollisionen verursachte Maschinenschäden verhindert werden,

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Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich die Erfindung eines Verfahrens, bei dem in an sich bekannter Weise die dem Arbeitsprogramm entsprechenden Wege des Werkzeugträgers aufgezeichnet werden. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass beim ersten programmgemässen Maschinendurchlauf die den Wegen des Werkzeugträgers entsprechende Aufzeichnung hergestellt und bei allen folgenden, nach dem gleichen Arbeitsprogramm durchzuführenden Maschinendurchläufen zum überwachen der Bewegungen des Werkzeugträgers abgetastet und bei Wegabweichungen ein Signal erzeugt wird.

Bei diesem Verfahren erfolgt somit nach dem ersten, gemäss dem in die Steuerung eingegebenen Arbeitsprogramm absolvierten Maschinendurchlauf für die sich anschliessenden weiteren Maschinendurchläufe durch Abtasten der p_rOg_rammgemässen Aufzeich-, nungein ständiger Vergleich der von der numerischen Steuerung veranlassten Bahn des Werkzeugträgers mit der zuvor programmgemäss angefertigten Aufzeichnung, Sollte,, diese Bahn, veranlasst durch eine Störung in der numerischen Steuerung, mit der Aufzeichnung nicht mehr konform sein, wird das in diesem Falle erzeugte Signal zumindest die Bewegung des betreffenden Werkzeugträgers stillsetzen, so dass Beschädigungen an Werkzeug und Maschine vermieden werden.

Die Erfindung erlaubt es auch, die überwachung derart zu gestalten, dass erst grössere Bewegungsabweichungen von der programmgemässen Aufzeichnung, z,B, in der Grössenordnung eines Millimeters, eine Abschaltung bewirken. Damit sind auch grössere Abweichungen infolge von Schleppfehlern bei Richtungsänderungen

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im Eilgang in ein zulässiges Abweichungsmass einbezogen, Unnötiges Abschalten der Maschine wird dadurch verhindert,

Die Aufzeichnung der dem Arbeitsprogramm entsprechenden Wege des Werkzeugträgers kann auf verschindene Weise, z,B, magnetisch, elektromagnetisch, elektrostatisch, unter Verwendung von Licht usw. , durchgeführt werden. Bevorzugt wird man eine Art der Aufzeichnung wählen, die es ermöglicht, die Bahn des Werkzeugträgers bereits beim Aufzeichnen visuell zu erfassen. Eine solche Aufzeichnungsart lässt bereits beim ersten Programmdurchlauf eventuelle Fehler im erstellten Arbeitsprogramm erkennen. Die

einzigen

Wegstrecken des Werkzeugträgers können insgesamt in einer Aufzeichnung erfasst werden. Es ist aber auch möglich, die entlang zweier zueinander senkrecht liegender Achsen durchzuführenden, die Bahn des Werkzeugträgers bestimmenden Strecken jeweils für sich getrennt aufzuzeichnen.

Sofern der Werkzeugträger mit mehreren Werkzeugen bestückt und beispielsweise als Revolverkopf ausgebildet ist, kann es vorkommen, dass beim Einsatz der verschiedenen Werkzeuge, entsprechend den für dieselben codierten Programmschritten, der Werkzeughalter mehrmals hintereinander in der gleichen Richtung gesteuert wird. Dies wird auch bei der Wiederholung von Bohrvorgängen der Fall sein, In diesen Fällen würden normalerweise einzelne Wegabschnitte auf den Aufzeichnungsträger übereinander aufgezeichnet werden und damit eine Kontrollmöglichkeit der Grosse der einzelnen Verstellstrecken nicht mehr möglich sein. Diese Schwierigkeit lässt sich vermeiden, wenn für das mehrmalige Durchfahren von Wegstrecken in der gleichen Richtung

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die entsprechenden Aufzeichnungen um vorbestimmte Beträge in
der gleichen Richtung versetzt durchgeführt werden, so dass sie nebeneinander hergestellt werden, In weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung wird, insbesondere für den Fall der Herstellung einer sichtbaren Aufzeichnung, vorgeschlagen, die
mit Eilgeschwindigkeit zu durchfahrenden Wegstrecken des Werkzeugträgers in einer anderen Art als die mit Arbeitsgeschwindigkeit zu durchfahrenden Wegstrecken aufzuzeichnen,
so dass nach der Aufzeichnung des ersten Programmdurchlaufes
sofort erkannt werden kann, ob bestimmte Strecken in der einenoder anderen Geschwindigkeit gefahren worden sind. In einfacher Weise lässt sich dies dadurch bewerkstelligen, dass für die eine
Geschwindigkeitsart eine nicht unterbrochene, längere Aufzeichnung und für die andere Geschwindigkeitsart einzelne, in regelmässigem Abstand zueinander stehende Aufzeichnungen hergestellt werden. Hierbei besteht die Möglichkeit, anhand dieser Aufzeichnungsarten die Maschinensteuerung in der Weise zu beeinflussen, dass bei allen nach dem ersten programmgemässen Maschinendurchlauf folgenden Maschinendurchläufen die Maschine bzw, der Antrieb des Werkzeugträgers stillgesetzt wird, wenn aufgrund
irgendwelcher Störungen eine z,B, mit Arbeitsgeschwindigkeit
zu durchfahrende Strecke störungsbedingt im Eilgang durchfahren würde, Günstigerweise wird man zu diesem Zweck beim Durchfahren einer durch regelmässig unterbrochene Aufzeichnungen gekennzeichneten Wegstrecke entsprechend den abzutastenden Aufzeichnungen an die Steuerung Impulse abgeben und die Voraussetzungen dafür schaffen, dass bei überschreiten einer vorbestimmten Impuls frequenz mindestens der Antrieb des Werkzeugträgers abgeschaltet wird,

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1.3.73 rf.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bedient sich die Erfindung einer Einrichtung, die gekennzeichnet ist durch mindestens eine einen Aufzeichnungsträger sowie ein Aufzeichenorgan aufweisende Zeichenvorrichtung, deren einer Teil stationär und deren anderer Teil zur Durchführung der Aufzeichnung mit dem Werkzeugträger gekuppelt ist und durch eine der Zeichenvorrichtung zugeordnete Tastvorrichtung, mit deren Hilfe bei allen nach erfolgter Aufzeichnung durchzuführenden programmgemässen Maschinendurchlaufen die Aufzeichnung abtastbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufzeichnungsträger der Einrichtung eben ausgebildet und beschriftungsfähig. Hierbei kann das Aufzeichenorgan durch einen Zeichenstift gebildet und die Aufzeichnung mittels einer Tastvorrichtung optisch abtastbar sein. Des weiteren ist es möglich, die Wegstrecken des Werkzeugträgers mittels des Aufzeichenorganes in die Oberfläche des ebenen Aufzeichnungsträgers einzugravieren und die Aufzeichnung mittels eines Fühlers der Tastvorrichtung mechanisch abzutasten, Um hierbei zu vermeiden, dass zum wiederholten Male in gleicher Richtung zu durchfahrende Wegstrecken nicht übereinander gezeichnet werden, ist es günstig, wenn entweder der Aufzeichnungsträger oder das Aufzeichenorgan der Zeichenvorrichtung nebst Tastvorrichtung mittels eines durch die elektrische Steuerung steuerbaren Schrittschaltwerkes in gleicher Richtung um jeweils einen Schritt relativ zur letzten Aufzeichnung verstellbar ist, Zweckmässigerweise wird man jeder Achse, entlang deren der Werkzeugträger bewegbar ist, eine Zeichen- und eine Tastvorrichtung zuordnen, wobei es günstig ist, den Aufzeichnungsträger stationär und das Aufzeichenorgan beider Zeichenvorrichtungen sowie die denselben zugeordnete Tast-

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vorrichtung verstellbar vorzusehen,

Erfindungsgemäss ist das Zeichenorgan der Zeichenvorrichtung und ein Tastorgan der Tastvorrichtung in einem gemeinsamen, um eine zur Zeichenebene parallele Achse verschwenkbaren Träger angeordnet. Eine vorteilhafte Konstruktion ergibt sich in diesem Zusammenhang, wenn das Zeichenorgan und das Tastorgan am Träger in einer gemeinsamen, senkrecht zur Schwenkachse des Trägers liegenden Ebene im Winkelabstand voneinander angeordnet und dem Träger zur Fixierung seiner Schwenkendlagen Anschläge zugeordnet sind, in denen sich entweder das Zeichenorgan oder das Tastorgan in einer senkrechten Lage zur Zeichenebene befindet, Zweckmässig ist hierbei das Zeichenorgan im Träger in der Weise verstellbar angeordnet, dass es sich von der Oberfläche des Aufzeichnungs- . trägers abheben lässt, bevor der Träger zur Einstellung des Tastorgans in seine Abtaststellung verschwenkt wird. Sofern die Aufzeichnung mechanisch abgetastet werden soll, indem beispielsweise das Tastorgan in eine in die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers eingravierte Linie eingreift, wird man günstigerweise auch das Tastorgan aus seiner Abtaststellung in eine Abhebestellung verstellbar vorsehen. Wird hingegen die Abtastung optisch vorgenommen, so kann sich das Tastorgan ständig im Abstand von der Zeichenebene befinden. Das Zeichenorgan kann mittels einer von der elektrischen Steuerung ansteuerbaren Abhebevorrichtung in. seine Abhebestellung steuerbar sein und mit Hilfe einer solchen Abhebevorrichtung lassen sich dann in Eil- und Arbeitsgeschwindigkeit zu durchfahrende Wegstrecken in der verfahrensgemässen Weise aufzeichnen, indem beispielsweise für die mit Eilgang zu durchfahrende Strecke eine nicht unterbrochene, längere Linie

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und für die mit Arbeitsgeschwindigkeit zu durchfahrende Wegstrecke in rege!massigem Abstand hintereinander liegende Linienstücke auf den Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden,

Schliesslich kann es vorteilhaft sein, auch das Verschwenken des Trägers mittels einer durch die numerische Steuerung ansteuerbaren Schwenkvorrichtung durchzuführen.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass sich selbstverständlich das erfindungsgemässe Verfahren auch dann anwenden lässt, wenn bei einem Produktionsmittel in kinematischer Umkehrung der Werkzeugträger stationär ist und das Werkstück die Arbeitsbewegungen ausführt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Es zeigen:

Fig,l ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung in schematischer Darstellung, wobei sich deren Zeichenorgan in seiner Aufzeichenstellung befindet,

,Fig#2 eine Darstellung entsprechend Fig,l, wobei sich das Tastorgan der Abtastvorrichtung in seiner Taststellung befindet,

Fig,3 eine teilweise aufgebrochene Ansicht der Einrichtung in Richtung des Pfeiles X der Fig,l gesehen,

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Fig,4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung, deren Zeichenorgan sich in Aufzeichnungsstellung befindet,

Fig,5 eine Draufsicht auf eine schema- . tisch dargestellte selbsttätige Drehmaschine, deren als Revolverkopf ausgebildeter Werkzeugträger auf dem Oberschlitten eines Kreuzschlittens angeordnet ist und dessen Bewegungen von einer Einrichtung gemäss den Fig. 1 bis 3 aufgezeichnet bzw, überwacht werden,

Fig.6 eine Darstellung ähnlich Fig.5, wobei die die Bahn des Werkzeugträgers bestimmenden Bewegungen des Ober- und Unterschlittens des Kreuzschlittens durch jeweils eine gesonderte Einrichtung aufgezeichnet werden,

Das In dem Fig, 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, mit deren Hilfe die nach einem Arbeitsprogramm durchzuführenden Wege des Werkzeugträgers einer Werkzeugmaschine zu prüfen und zu überwachen sind, weist eine als Ganzes mit Io bezeichnete Zeichenvorrichtung sowie eine Tastvorrich-

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tung 12 auf. Mit Hilfe der Zeichenvorrichtung lässt sich die gewünschte Aufzeichnung ζ,B, sichtbar herstellen, Zu diesem Zweck weist sie einen beschriftungsfähigen _f ebenen Aufzeichnungsträger 14 sowie ein im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Zeichenstift gebildetes Zeichenorgan 16 auf, das aus einer Zeichenstellung gemäss Fig.l in eine Abhebestellung steuerbar ist. Die Tastvorrichtung 12 weist einen Tastkopf 18 auf, der aus einer Bereitschaftsstellung in eine Abtaststellung steuerbar ist, um die durch das Zeichenorgan auf den Aufzeichnungsträger in Form eines Linienzuges aufgebrachte Aufzeichnung 2o abzutasten. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Zeichenstift 16 sowie der Tastkopf 18 in einem gemeinsamen, um eine zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 14 parallele Schwenkachse schwenkbaren Träger 22 vorgesehen, und zwar sind diese Teile 16,18 im Winkelabstand voneinander in einer gemeinsamen, senkrecht zur Schwenkachse des Trägers liegenden Ebene angeordnet. Um die Aufzeichnung 2o mit Hilfe des Tastkopfes abzutasten, ist lediglich der Träger 22 derart zu verschwenken, dass sich anstelle des Zeichenstiftes 16 der Tastkopf 18 in einer Lage senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 14 befindet. Zu diesem Zweck sind dem Träger 22 im entsprechenden Winkelabstand voneinander zwei stationäre Fixierungsstifte 24,26 zugeordnet, mit denen ein am Träger 22 befestigter Anschlag 28 zusammenwirken kann. Der Tastkopf 18 der Tastvorrichtung 12 ist über eine elektrische Leitung 3o mit einer eine in Fig.5 gezeigte Drehmaschine steuernden numerischen Steuerung 32 verbunden, welcher mittels eines Lochstreifens 34 das Arbeitsprogramm für die Drehmaschine eingegeben wird,

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Wie oben bereits erwähnt worden ist, ist der Zeichenstift 16 aus seiner Aufzeichnungsstellung in eine Abhebestellung steuerbar, Dieses Abheben ist notwendig, wenn die Aufzeichnung 2o beendet ist und durch den Tastkopf 18 abgetastet werden soll. Zu diesem Zweck ist der Zeichenstift 16 imTräger 22 axial verschiebbar gelagert und trägt beispielsweise an seinem aus dem Träger herausragenden, gemäss Fig.l oberen Ende einen Drehgriff 36, der an seiner dem Träger 22 zugekehrten Stirnseite konkav mit einer der Umfangskrümmung des Trägers entsprechenden Krümmung ausgebildet ist. Der Zeichenstift kann nun in seine Abhebestellung durch Verdrehen des Drehgriffes 36 gesteuert werden, wobei die äusseren Enden der Konkav ausgebildeten Stirnfläche 38 beim Entlaggleiten an der Umfangskrümmung des Trägers 22 eine Hubbewegung des Zeichenstiftes bewirken.

Der Träger 22 ist mit einem Lagerzapfen 4o in einem Haltearm drehbar gelagert. Zur Sicherung einer spielfreien Halterung sind auf das aus dem Haltearm herausragende freie Ende des Lagerzapfens 4o z.B. Tellerfedern 44 angeordnet, die sich einerseits am Haltearm und andererseits an einer auf den Lagerzapfen aufgesetzten Scheibe 46 abstützen. Mit 48 ist am freien Ende des Lagerzapfens ein Drehgriff bezeichnet, mit dessen Hilfe sich der Träger 22 manuell in seine beiden in den Fig,l und 2 dargestellten Anschlagstellungen verdrehen lässt. Der Haltearm 42 ist an einer Führungseinrichtung einer Werkzeugmaschine, mit deren Hilfe der in seiner Bewegung zur überwachende Werkzeugträger entlang einer vorprogrammierten Bahn gesteuert wird, angeordnet, während der Aufzeichnungsträger 14 stationär vorgesehen ist,

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Soll nun ein Arbeitsprogramm, welches auf dem Lochstreifen 34 programmiert ist, auf der betreffenden Werkzeugmaschine zur Durchführung kommen und hierbei zunächst auf seine Richtigkeit überprüft und bei fehlerloser Ausführung bei den folgenden Maschinendurchläufen laufend überwacht werden, so ist zunächst der Träger 22 in seine in Fig.l gezeigte Anschlagstellung zu verschwenken und der Zeichenstift 16 der Zeichenvorrichtung abzusenken, so dass er die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 14 berührt. Beim ersten Maschinendurchlauf wird dann eine Aufzeichnung der einzelnen Wege des Werkzeugträgers angefertigt, wobei der Zeichenstift bei Punkt 5o beginnt, der dem Startpunkt der betreffenden Führungseinheit des Werkzeugträgers entspricht. Bei Programmende wird die Aufzeichnung ebenfalls im Punkt 5o beendet, so dass die Aufzeichnung 2o als geschlossener Linienzug vorliegt. Nach dem ersten Programmdurchlauf ist der Zeichenstift, wie oben beschrieben, durch Verdrehen des Drehgriffes 36 anzuheben, und der Träger 22 in seine andere Anschlagstellung zu verschwenken, so dass sich nunmehr der Tastkopf 18 über dem Punkt 5o der Aufzeichnung befindet. Beim nächsten und den folgenden programmgesteuerten Maschinendurchläufen fühlt dann der Tastkopf 18 den gesamten Linienzug der Aufzeichnung 2o ab und kehrt wieder zu Punkt 5o zurück. Weicht infolge einer Störung in der numerischen Steuerung die Bewegung des Werkzeugträgers bei einem dieser Maschinendurchläufe von der aufgezeichneten Linienkontur ab, dann gibt der Tastkopf 18 ein Fehlersignal an die numerische Steuerung 32 ab, wodurch eine Abschaltung der Schlittenbewegung erfolgt. Damit ist sichergestellt, dass falsche Maschinenbewegungen, die auf Störungen in der numerischen Steuerung beruhen, verhindert werden.

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Da die Schlittenwege wechselweise im Arbeitsvorschub und im Eilgang zurückgelegt werden _f ist es zweckmässig, zur Vermeidung störungsbedingter Eilbewegungen anstelle von Arbeitsbewegungen eine Unterscheidung der beiden Bewegungsarten bei der Aufzeichnung der Bahn des Werkzeugträgers vorzunehmen. Dies lässt sich in einfacher Weise dadurch bewerkstelligen, dass die Vorschubbewegung, wie es die Einrichtung gemäss Fig,4 zeigt, als unterbrochener Linienzug 21 und die Eilbewegung als vollausgezogene Linie 23 aufgezeichnet wird. Zur Erzeugung einer unterbrochenen Linie wird während der Schlittenbewegung beispielsweise eine Spule 25 mit einer vorgegebenen Frequenz von der Steuerung 32 erregt. Dabei wird der Zeichenstift 16 mit dieser Frequenz eine Hubbewegung ausführen und somit die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers jeweils nur kurzzeitig berühren.

Bei der Abtastung der Aufzeichnung wird dann umgekehrt von dem Tastkopf 18 ein Signal mit der gleichen Frequenz der Steuerung 32 übermittelt. Eine in die Steuerung eingebaute und hier micht näher dargestellte Vergleichsschaltung vergleicht die eingehende Frequenz mit einer vorbestimmten Maximalfrequenz, bei deren Überschreitung dann ein Abschaltsignal an die Schlittenantriebe gegeben wird. Somit ist sichergestellt, dass während eines Arbeitsvorschubes keine Eilganggeschv/indigkeit erfolgen kann, wodurch Überlastungen der Maschine und Werkzeugbrüche vermieden werden,

Fig.5 veranschaulicht den beispielsweisen Einsatz der in den Fig.l bis 3 dargestellten Einrichtung an einer numerisch gesteuerten Drehmaschine,

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Auf dem Maschinengestell 52 dieser Drehmaschine ist ein Spindelstock 54 mit einer Arbeitsspindel 56 angeordnet _f in deren Spannfutter ein Werkstück 58 eingespannt ist, Mit 6o ist ein Hauptantriebsmotor zum Antrieb der Arbeitsspindel bezeichnet. Mit 62 ist als Ganzes ein umschaltbarer Revolverkopf bezeichnet, in dem eine Vielzahl von Werkzeugen 64 eingespannt ist. Der Revolverkopf ist seinerseits an einem auf dem Unterschlitten 66 verschiebbar angeordneten Oberschlitten 68 eines als Ganzes mit 7o bezeichneten Kreuzschlittens der Drehmaschine angeordnet. Die Bewegung dieser beiden Schlitten geschieht mit Hilfe entsprechender Antriebseinheiten 72 bzw, 74, deren Ansteuerung in nicht dargestellter Weise durch die numerische Steuerung 32 erfolgt.

Wie aus Fig.5 deutlich zu ersehen ist, ist dem Kreuzschlitten am Maschinengestell 52 der Aufzeichnungsträger 14 stationär zugeordnet. Der mit dem Zeichenstift 16 und dem Tastkopf 18 ausgestattete Träger 22 ist mit seinem Haltearm 42 am Oberschlitten 68 vorgesehen. Um hierbei zu vermeiden, dass einzelne Wegabschnitte des Revolverkopfes, z.B. bei der Wiederholung von Bohrvorgängen in derselben Position des Oberschlittens 68 auf den gleichen Linienabschnitt fallen, ist der Haltearm 42 in einer Führung 76 des Oberschlittens verschiebbar geführt und wird mittels eines Schrittschaltwerkes 78 nach jeder vollständig durchfahrenen Strecke des Revolverkopfes in Arbeitsrichtung um einen Schritt a in Planrichtung verschoben. Das Schrittschaltwerk 78 erhält hierbei seine Schaltbefehle vom Lochstreifen 34, Zweckmässigerweise wird zu diesem Zweck mit jedem Werkzeugaufruf, d.h.beim Umschalten des Revolverkopfes, ein Schaltbefehl programmiert. Bei gedrängtem Linienzug 8o auf dem Aufzeichnungsträger 14 kann auch ohne Werkzeugaufruf ein Schalt-

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befehl für das Schrittschaltwerk 78 programmiert werden, so dass Uberzeichnungen mit Sicherheit vermieden werden. Nach Beendigung der ersten Durchführung des Arbeitsprogrammes wird dann durch einen besonderen Lochstreifenbefehl mit einem Rückholschritt b der Träger 22 in seine Ausgangslage zurückgesteuert, wonach durch Verschwenken des Trägers 22 der Tastkopf 18 in seine Abtaststellung einzustellen ist, um bei den nachfolgenden programmgesteuerten Maschinendurchläufen die Arbeitsbewegungen des Revolverkopfes durch Abtasten der Aufzeichnung zu überwachen,

Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, mit deren Hilfe sich die Aufzeichnung des Linienzuges in vereinfachter Form durchführen lässt. Hierbei werden die die Bahn eines Werkzeugträgers bestimmenden, entlang zweier senkrecht zueinander liegender Achsen durchzuführenden Wege einer entsprechenden Führungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine je Achse getrennt aufgezeichnet und erscheinen demzufolge als achsparallele Linien 82 bzw, 84 auf getrennten Aufzeichnungsträgern 86 bzw. 88, Der den beiden Aufzeichnungsträgern 86,88 jeweils zugeordnete, als Ganzes mit 9o bzw, 92 bezeichnete Zeichen- und Abtastmechanismus ist hierbei einmal am Unterschlitten 66 und zum anderen am Oberschlitten 68 verschiebbar geführt und mittels jeweils eines Schrittschaltwerkes 78 schrittweise senkrecht zur Verstellrichtung der beiden Schlitten verstellbar.

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Claims (1)

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   Patentansprüche :

   Verfahren zum Prüfen und überwachen der nach Massgabe eines in eine numerische Steuerung eingegebenen Arbeitsprogrammes durchzuführenden Wege mindestens eines Werkzeugträgers einer Werkzeugmaschine, bei dem die dem Arbeitsprogramra entsprechenden ^WeS^{e des} Werkzeugträgers aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet , dass beim ersten programmgemMssen Maschinendurchlauf die den Wegen des Werkzeugträgers (62) entsprechende Aufzeichnung (2o;21,23) hergestellt und bei allen folgenden, nach dem gleichen Arbeitsprogramm durchzuführenden Maschinendurchlauf en zum überwachen der Bewegungen des Werkzeugträgers abgetastet und bei Wegabweichungen ein Signal erzeugt wird,

   2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Bahn des Werkzeugträgers (62) entsprechende Aufzeichnung (2o;21,23) sichtbar erstellt wird,

   3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegstrecken des Werkzeugträgers (62) in einer einzigen Aufzeichnung ( 2o;21,23) dargestellt werden.

   4, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang zweier zueinander senkrecht liegender

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   Achsen durchzuführenden _t die Bahn des Werkzeugträgers (62) bestimmenden Strecken jeweils gesondert aufgezeichnet werden,

   5, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufzeichnung der im Verlaufe eines Arbeitsprogrammes mit dem gleichen oder mit verschiedenen Werkzeugen (64) des Werkzeugträgers (62) mehrmals in der gleichen Richtung zu durchfahrenden Wegstrecken die entsprechenden Aufzeichnungen bei jedem Einsatz eines neuen Werkzeuges um vorbestimmte Beträge in der gleichen Richtung versetzt durchgeführt werden.

   6, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Eilgeschwindigkeit zu durchfahrenden Wegstrecken des Werkzeugträgers (62) in einer anderen Art als die mit Arbeitsgeschwindigkeit zu durchfahrenden Wegstrecken aufgezeichnet werden,

   7, Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die eine Geschwindigkeitsart eine nicht unterbrochene längere Aufzeichnung (23) und für die andere Geschwindigkeitsart einzelne, in regelmässigem Abstand zueinander stehende Aufzeichnungen (21) hergestellt werden,

   8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchfahren einer durch regelmässig unterbrochene Aufzeichnungen (21) gekennzeichneten Wegstrecke entsprechend den abzutastenden Aufzeichnungen an die Steuerung Impulse abgegeben werden -und dass bei überschreiten einer vorbestimm-

   -2o 409838/04 5 1

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   ten Impulsfrequenz mindestens der Antrieb des Werkzeugträgers abgeschaltet wird,

   9, Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine einen Aufzeichnungsträger (14) sowie ein Aufzeichenorgan (16) aufweisende Zeichenvorrichtung (Ιο), deren einer Teil stationär und deren anderer Teil zur Durchführung der Aufzeichnung mit dem Werkzeugträger (64) gekuppelt ist und durch eine der Zeichenvorrichtung (lo) zugeordnete Tastvorrichtung (12), mit deren Hilfe bei allen nach erfolgter Aufzeichnung durchzuführenden programmgemässen Maschinendurchläufen die Aufzeichnung (2o) abtastbar ist.

   10, Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträger (14) eben ausgebildet und beschriftungsfähig ist.

   11, Einrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichenorgan (16) durch einen Zeichenstift gebildet und die Aufzeichnung (2o) mittels der Tastvorrichtung (12) optisch abtastbar ist,

   12, Einrichtung nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, dass die Wegstrecken des Werkzeugträgers (62) mittels des Aufzeichnungsorganes (16) in die Oberfläche des ebenen Aufzeichnungsträgers (14) eingravierbar und die Aufzeichnung mittels eines Fühlers der Tastvorrichtung mechanisch abtastbar ist.

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   13, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Aufzeichnungsträger (14) oder das Aufzeichenorgan (16) der Zeichenvorrichtung (lo) nebst Tastvorrichtung (12) mittels eines durch die elektrische Steuerung steuerbaren Schrittschaltwerkes (78) um jeweils einen Schritt in gleicher Richtung relativ zur letzten Aufzeichnung verstellbar ist, wenn der Werkzeugträger (62 ) mit dem gleichen oder mit einem anderen Werkzeug hintereinander Wegstrecken in der gleichen Richtung zu durchfahren hat,

   14, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Achse, entlang deren der Werkzeugträger bewegbar ist, ein Aufzeichnungs träger (86,88) sowie ein Aufzeichen- und Tastmechanismus (9o,92) zugeordnet sind,

   15, Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträger (86,88) stationär und der Aufzeichen- und Tastmechanismus (9o,92) verstellbar angeordnet sind,

   16, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeichenorgan (16) und ein Tastorgan (18) der Tastvorrichtung (12) in einem gemeinsamen, um eine zur Zeichenebene parallele Achse verschwenkbaren Träger (22) angeordnet sind,

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   1.3.73

   17, Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeichenorgan (16) und das Tastorgan (18) am Träger (22) in einer gemeinsamen, senkrecht zur Schwenkachse des Trägers liegenden Ebene im Winkelabstand voneinander angeordnet und dem Träger (22) zur Fixierung seiner Schwenkendlagen Anschläge (24,26) zugeordnet sind, in denen sich entweder das Zeichenorgan (16) oder das Tastorgan (18) in einer senkrechten Lage zur Zeichenebene befindet.

   18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeichenorgan (16) und gegebenenfalls das Tastorgan.(18) im Träger (22) verstellbar und aus 'einer Aufzeichnungs- bzw. Abtaststellung in eine Abhebestellung verstellbar ist.

   19, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Tastorgan (18) in seiner Abtaststellung im Abstand von der Zeichenebene befindet und die Aufzeichnung (2o;21,23) optisch abtastbar ist.

   20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeichenorgan (16) mittels einer von der elektrischen Steuerung (32) ansteuerbaren Abhebevorrichtung (25) in seine Abhebestellung steuerbar ist.

   409838/0451