DE2440775B2

DE2440775B2 - Steueranordnung fuer eine kurvenherstellungsmaschine

Info

Publication number: DE2440775B2
Application number: DE19742440775
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Jahn Geb Schmermund Brigitte Emma Helene La Ch
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1974-08-26
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FR2282966A1; DE2440775A1; GB1486653A; CH597644A5; US4031445A; FR2282966B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine mit einer Werkzeugspindel und mindesten.; einer umlaufenden Werkstückspindel, deren Achse senkrecht oder parallel zur Werkzeugspindelachse steht und die relativ zu der Werkzeugspindel in zwei zu deren Achse und zueinander senkrechten Richtungen gesteuert linear verschieblich is,t, mit einer Speichereinrichtung für mindestens ein Kurvengesetz, einer Eingabe- und Speichereinrichtung für werkstückabhängige Bestimmungsgrößen der zu fertigenden Kurve, einer Verknüpfungseinrichtung für einander zugeordnete kurvengesetz- und werkstückabhängige Bestimmungsgrößen sowie — mit der Verknüpfungseinrichtung über einen Steuersignalverteiler in Wirkverbindung stehende — Antriebseinrichtung für die Relativverschiebung der Werkstückspindel.

Eine universell brauchbare Kurvenherstellungsmaschine, z. B. eine Kurvenfräsmaschine oder Kurvenschleifmaschine zur Herstellung von Axialkurven — sogenannte Topf- oder Trommelkurven — und Radialkurven oder Scheibenkurven für schwingende f>o Abtriebshebel, soll in der Lage sein, Kurven mit beliebig vielen Anstiegs- bzw. Abstiegsflanken in beliebiger Reihenfolge mit beliebigen, den Kurvenflanken zugeordneten Schwenkwinkeln der schwingenden Abtriebshebel zu fertigen, und zwar gemäß einer Vielzahl f>s von auswählbaren Kurvengesetzen. Insbesondere soll sie auch in der Lage sein, Paare von einander zugeordneten Kurvenflanken für Zwangsführung von Abtriebshebeln herzustellen, was besonders hohe Genauigkeit erfordert Es ist erwünscht, die werkstückbezogenen Bestimmungsgrößen der einzelnen Kurven abschnitte mit geringstmöglichem Aufwand von Hand eingehen zu können, während die werkstückunabhängigen Kurvengesetzte in einem Speicher festgespeichert verbleiben sollen.

Um einzelne nachfolgend benutzte Ausdrücke zu definieren, soll auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen werden.

Der zu fertigende Kurvenkörper 1 besitzt bei 2 seinen Drehpunkt. Die Drehrichtung ist durch den Pfeil 3 angedeutet- 4 ist die Kurvenbahn, die nicht notwendigerweise auf dem Außenumfang der Kurve liegt, sondern gegebenenfalls auch auf einer Innenfläche. Die Abstiegsflanke 5 und die Aufstiegsflanke 6 werden von einer Abtriebsrolle 7 abgetastet, deren Achse 8 Mittelpunkt des Abtriebsrollenlagers auf dem Abtriebshebel 9 ist. Der Abtriebshebel ist bei 10 gelenkig gelagert. Die Punkte 8 und 10 sind durch die Abtriebshebelmittellinie miteinander verbunden. Deren Position liegt bei 11 vor dem Abfahren einer Abstiegsflanke und bei 12 nach dem Abfahren einer Abstiegsflanke. Bei einer solchen Bewegung des Hebels durchläuft die Achse 8 der Ab'.riebsrolle 7 eine Bahn 1 3. und dieselbe Bahn wird natürlich in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, wenn eine Aufsticgsflanke durchfahren wird. Dieser Bahn ist der Sehwenkwinkel 14 des Abtriebshebels zugeordnet. 15 bezeichnet den Flankenwinkel, d.h. die Winkelerstreckung einer Abstiegs- oder Aufstiegsflanke. Die Extremstellungen dcv Achse 8 sind miteinander in F i g. 1 durch eine gerade Linie 16 verbunden. Mit 17 ist der Radius irgendeines Punktes auf einer Flanke des Kurvenkörpers ! bezeichnet. Anhand der F i g. 2 wird eine Sonderform erläutert, bei der der Abtrieb nicht mittels eines schwingenden Hebels erfolgt, sondern mittels eines gerade geführten Stößels. Der Stößel führt während des Abfahrens einer Flanke einen Hub 18 aus, wobei der Mittelpunkt der Abtriebsrolle eine gerade Bahn 19 durchläuft.

Bekanntlich läßt man bei Steuerkurven Abstiegsflanken oder Aufstiegsflanken so verlaufen, daß der Abstand zwischen Drehpunkt des Kurvenkörpers und Achse der Abtriebsrolle in Abhängigkeit vom Flankenwinkel entsprechend einem bestimmten Gesetz verläuft. Häufig handelt es sich um einen formelmäßig darstellbaren gesetzmäßigen Zusammenhang, z. B. für den Fall der F i g. 2, daß der Zuwachs des Hubes der Abtriebsrolle über dem Flankenwinkel gemäß einer Sinusfunktion erfolgt. Dieser Zusammenhang von Verl?gerungsgröße eines Abtriebsgliedes und zugehöriger Winkelerstrekkung einer Kurve wird als Kurvengesetz bezeichnet. Für ein solches Kurvengesetz kann man Tabellen für normierte Abmessungen anfertigen, die dann die Koordinatenpaare für eine bestimmte Anzahl von sogenannten Stützpunkten der Bewegungsbahn des Abtriebsrollenmittelpunktes enthalten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein gewünschtes Kurvengesetz einer bestimmten Verlagerungsgröße, z. B. Hubhöhe, Sehwenkwinkel, des Kurvengetriebes zuzuordnen. In diesem Zusammenhang sei noch eimal Fig. 2 betrachtet. Es sei angenommen, daß das Kurvengesetz bei der Fertigung der Kurve derart berücksichtigt worden ist, daß die Zunahme des Kurvenradius 21 eine Funktion der Zunahme des Flankenwinkels 20 gemäß dem gewählten Kurvengesetz ist. Dann wird die Verlagerung des Abtriebsstößels,

abhängig von der Drehung um den Flankenwinkel 20, dem gewählten Kürvengesetz nicht exakt gehorchen. Die Verlagerung des Abtriebsstößels w^rd dann exakt dem gewählten Kurvengesetz entsprechen, wenn die Kurve mit einem Werkzeug gefertigt worden ist, dessen Durchmesser identisch war mit dem Durchmesser der Abtriebsrolle, und das gemäß dem Kurvengesetz auf der gleichen linearen Bahn geführt wurde, die später auch vom Mittelpunkt der Abtriebsrolle abgefahren wird. Andernfalls ergeben sich Verzerrungen. Entsprechendes gilt für die Getriebe gemäß Fig. 1. Erwünscht ist, daß der Schwenkwinkel 14 des Abtriebshebels 9 in Abhängigkeit vom Flanken winkel 15 dem gewünschten Kurvengesetz gehorcht. Dem Schwenkwinkel 14 entspricht der Bogen 13, der von der Achse 8 bzw. dem Mittelpunkt der Abtriebsrolle 7 durchlaufen wird. Bei einer bekannten Näherungslösung wird das Kurvengesetz auf die gedachte geradlinige Verbindung 16 der Endstellungen des Abtriebs^ollenmittelpunktes übertragen. In diesem Falle gehorcht der Schwenkwinkel 14 einem »verzerrten« Kurvengesetz. Sehr häufig ist diese Verzerrung so gering, daß sie für die Praxis tolerierbar ist. Kritisch wird es allerdings, wenn einander zugeordnete Kurven zur Erzeugung von forinschlüs'i gen Bewegungen hergestellt werden müssen. Diese arbeiten nur dann ohne Klemmen und Schlagen, wenn der jeweilige Teilwinkel des Schwenkwinkels 14 bzw. der jeweilige Teilbogen des Kreisbogenstücks 13 exakt entsprechend dem gewünschten Kurvengesetz zunimmt. Dieser Forderung soll die Steueranordnung ίο gemäß vorliegender Erfindung genügen.

Bevor iuf die oben bereits erwähnte bekannte Kurvenhei Stellungsmaschine eingegangen wird, soll zunächst auf die bekannten numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen hingewiesen werden. Bekanntlich gibt es numerisch gesteuerte Fräsmaschinen, die auch mit Schleifvorrichtungen ausgerüstet werden können, bei denen über Lochstreifen oder Magnetbänder Steuerinformationen eingegeben werden können, wonach die einzelnen Verschiebungen der Schlitten in Koordinatenpaaren vorgegeben werden. Das bedeutet, daß für eine spezielle Kurve aus Tabellen, welche für bestimmte Kurvengesetz.e normierte Koordinatenpaare enthalten, oder unter Anwendung entsprechender mathematischer Formeln die tatsächlich für die Fertigung vorzugebenden Koordinaten Stützpunkt um Stützpunkt berechnet werden müssen. Danach werden die Koordinaten abgespeichert, und nachher bei der Fertigung wieder ausgelesen. Es versteht sich, daß für abweichende Kurven selbst bei gleichem Kurvengesetz die gesamte Berechnung zu wiederholen ist. Die Koordinaten fallen natürlich in solchen Mengen an, daß die Berechnung praktisch nur mit einem Digitalrechner durchführbar ist. Im Ergebnis dauert es sehr lange, ehe eine Kurve tatsächlich gefertigt werden kann, und man kann auch nicht die Arbeit unterbrechen und nur geringfügige Korrekturen vornehmen, ohne daß die gesamte Berechnung wiederholt werden muß. Dies ist insbesondere im Versuchsstadium eine höchst unerwünschte Konsequenz. f>o

Damit die Bestimmungsgrößen der Kurven auch noch an der Kurvenherstellungsmaschine selbst mit geringem Aufwand eingegeben oder abgeändert werden können, muß die Steueranordnung über folgende Eigenschaften verfügen: <\s

Zum ersten müssen die Daten der auswählbaren Kurvengesetze bereits gespeichert vorliegen, d. h. die Kurveneesetze müssen abrufbar sein. Die Daten der Kurvengesetze sollen nachfolgend als werkstückunabhängige Daten bezeichnet werden. Zum zweiten müssen E'ngabemöglichkeiten, auch für die Handeingabe, von Daten entsprechend dem jeweiligen speziellen zu fertigenden Werkstück vorgesehen sein; diese Daten sollen nachfolgend als werkstückabhängige Bestimmungsgrößen bezeichnet werden. Zum dritten schließlich muß die Steueranordnung die abgespeicherten werkstückunabhängigen Daten (vom Kurvengesetz her gegeben) mit den werkstückabhängigen Daten zu Steuerungsdaten für individuell bestimmbare Kurven verknüpfen können.

Diesen Forderungen genügt die Kurvenherstellungsmaschine nach der DT-OS 21 10 109, welche marktgängig ist. Bei dieser bekannten Kurvenherstellungsmaschine können die Kurvengesetze in Speichern abgespeichert werden. Das Kurvengesetz kann als Schablone vorliegen oder auch in Form >on digita! gespeicherten Koordinatendaten. Über besonders dafür vorgesehene Eingabemittel können auch die werkstückabhängigen Bestimmungsgrößen der Kurve, wie individueller Kurvenhub und individueller Flankenwinkel, vorgegeben weiden. Durch Handeingabe von Informationen direkt an der Steueranordnung kann also eine große Fertigungsflexibilität erreicht werden.

Mit der bekannten Kurvenherstellungsmaschine und ihrer Steueranordnung ist es allerdings nur möglich, das Kurvengesetz auf der geraden Linie 16 gemäß F i g. 1 zu verwirklichen, d. h. für einen schwingenden Abtriebshebel unendlicher Länge. In den allermeisten Fällen spielt diese Ungenauigkeit keine Rolle, doch gibt es Fälle, wo man tatsächlich darauf angewiesen ist, das Kurvengesetz exakt längs der Kreisbogenlinie 13 nach Fig. 1 zu verwirklichen. Es wurde oben bereits bemerkt, daß dies der Fall ist für formschlüssige Bewegungen (Zwangslaufgetriebe).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine Steueranordnung für eine Kurvenhersiellungsmasehine zu schaffen bei der das Kurvengesetz exakt auch für einen schwingenden Abtriebshebel endlicher Länge eingehalten wird, ohne die Notwendigkeit, für jede individuelle Kurve über einen Rechner die Koordinatendaten neu berechnen zu müssen.

Die zur Lösung dieser Aufgabe erforderlichen Mermale ergeben sich aus dem Wortlauf des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. Die Speichereinrichtung für die Kurvengesetze kann diese entweder in numerischer Form enthalten, d. h. in Form normierter Koordinatenpaare, oder aber in Form der mathematischen Gesetzmäßigkeit, wonach für jede individuelle Kurve eine Rechnung während der Bearbeitung durchgeführt wird.

Die Daten können aus den Speichern unter Steuerung durch einen Taktgeber abgerufen werden, der auch di< Zufuhr der nach der Verknüpfung vorliegender Steuersignale zu den Antriebseinrichtungen kontrol liert. Der Taktgeber ist zweckmäßig von einer de Antriebseinrichtungen synchron angetrieben, Vorzugs weise von einem der Werkstückspindel zugeordnete! Antriebsmotor.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstande der Erfindung näher erläutert.

Fig. 3 zeigt die Hauptelemente einer in drei Achse steuerbaren Fräs- oder -schleifmaschine zur Herstellun von Kurven mit einer zur Werkstückspindel parallele Werkzeugspindel, wobei im Blockdiagramm die Steuei anordnung dargestellt ist. Eine um eine Mittelachse 3

drehbare Werkzeugspindel 29 trägt zentrisch ein Werkzeug 30, mit dessen äußerem Kreisumfang die Kurvenbahn eines Kurvenkörpers 31 erzeugt wird. Der Kurvenkörper 31 ist auf einem Drehtisch 40 einer um die Mittelachse 39 drehbaren Werkstückspindel s (φ-Achse) aufgespannt. Die Werkstückspindel wird in Richtung des Pfeiles 32 um die Mittelachse 39 bezüglich der Drehgeschwindigkeit steuerbar, über die Welle 41 mittels des regelbaren elektrischen Antriebsmotors 42 gedreht, der über die Verbindung 56 gespeist wird. Mit dem Antriebsmotor ist ein rotatorischer inkrementaler Drehgeber 43 als Taktgeber verbunden, der über eine Verbindung 55 Impulse liefert, deren Anzahl (z. B. 1000 Impulse pro Umdrehung) ein Maß des vom Antriebsmotor 42 zurückgelegten Drehwinkels ist.

Für die über die Welle 41 übertragene Motordrehbewegung wird in einem nicht dargestellten, unterhalb des Drehtisches 40 befindlichen Getriebe eine Drehzahlwandlung (ζ. Β. 1 :3600) vorgenommen.

Der Drehtisch 40 ist auf einem senkrecht zur Mittelachse der Werkzeugspindel längsverschiebbaren Schlitten 44 (X-Achse) aufgebaut. Die Bewegung des Schlittens 44 wird über eine Kugelrollspindel 45 von einem steuerbaren elektrischen Antriebsmotor 46 erzeugt, der über die Verbindung 62 angesteuert wird. Mit dem Antriebsmotor 46 ist ein rotatorischer inkrementaler Drehgeber 47 verbunden, der über eine Verbindung 59 Impulse Hefen, deren Anzahl ein Maß des vom Antriebsmotor 46 zurückgelegten Drehwinkels ist. Der Schlitten 44 seinerseits ist aufgebaut auf einem weiteren Schlitten 48, der in einer sowohl senkrecht zur Mittelachse 38 der Werkzeugspindel als auch senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens 44 stehenden Richtung längsverschiebbar ist. Die Bewegung des Schlittens 48 (Y-Achse) wird über eine Kugelrollspindel

49 von einem steuerbaren elektriichen Antriebsmotor

50 erzeugt, der über die Verbindung 71 angesteuert wird. Mit dem Antriebsmotor 50 ist ein rotatorischer inkrementaler Drehgeber 51 verbunden, der über eine Verbindung 65 Impulse liefert, deren Anzahl ein Maß des vom Antriebsmotor 50 zurückgelegten Drehwinkels ist.

Durch eine entsprechende Steuerung der Antriebsmotoren 46 und 50 wird der Kurvenkörper 31 relativ zu dem durch die Mittelachse 38 der Werkzeugspindel 29 definierten Werkzeugmittelpunkt auf einem Kreisbogenstück 35 bewegt, welches definiert wird durch den Kreismittelpunkt 36 in einer fest mit dem nicht dargestellten Lager der Werkzeugspindel 29 verbundenen und zur Mittelachse 38 der Werkzeugspindel 29 senkrecht stehenden Ebene, durch den Radius 37, durch den Winkel 34 und durch die Lage des Endpunktes 110.

Bei dem durch den Kurvenkörper 31 zu verwirklichenden Kurvengetriebe mit schwingendem Abtriebshebel wird der Abtriebsrollenmittelpunkt während die Abtriebsrolle auf der durch den Winkel 33 definierten Kurvenflanke des Kurvenkörpers 31 abläuft, auf einem Kreisbogenstück geführt welches bezüglich der das Kreisbogenstück definierenden Größen und bezüglich der relativen Lage zur Drehachse des Kurvenkörpers 31 identisch sein soll mit dem Kreisbogenstück 35.

Für den Fall daß der Abtriebsrollendurchmesser mit dem Durchmesser des Werkzeuges 30 übereinstimmt und daß bei der Herstellung der durch den Winkel 33 begrenzten Kurvenflanke der Werkzeugmittelpunkt auf dem Kreisbogenstück 35 geführt wird, während der Kurvenkörper gleichzeitig um die Werkstückspindelachse 39 um den Betrag des Winkels 33 gedreht wird.

wird sich der Abtriebsrollenmittelpunkt des fertigen Getriebes beim Abfahren der durch den Winkel 33 gekennzeichneten Kurvenflanke auf dem Kreisbogenstück 35 in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Kurvenkörpers nach derselben Gesetzmäßigkeit bewegen, wie sie bei der Bewegung des Werkzeugmittelpunktes auf dem Kreisbogenstück 35 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Teilwinkel des Flankcnwinkels 33 angewandt wurde.

Die drei Antriebsmotoren 42, 46 und 50 werden wie folgt gesteuert:

Dem Digital-Analog-Umsetzer 52 wird über die Verbindung 106 in digitaler Form ein Steuerkommando für die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 42 bzw. für die Drehgeschwindigkeit der Werkstückspindel um die Drehachse 39 zugeführt. Dieses Steuerkommando wird durch den Digital-Analog-Umsetzer 52 in eine analoge Spannung umgesetzt, die dem Regler 54 als Führungsgröße dient. Der Regler 54 speist den Antriebsmotor 42 über die Verbindung 56. Der mit dem Antriebsmotor 47 verbundene rotatorische inkrementa-Ie Drehgeber 43 i'ibt über die Verbindung 55 Impulse ab, deren Anzahl ein Maß für den vom Antriebsmotor 42 zurückgelegten Weg ist, während die Impulsfrequenz ein Maß für die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors ist. Die Verbindung 55 führt unter anderem zum Regler 54. der hiermit eine Information über die 1st-Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 42 erhält.

Die in Abhängigkeit vom Drehwinkel ς- der Werkstückspindel mit der Mittelachse 39 von dem Schlitten 44 (X- Achse) und 48 (Y- Achse) zurückzulegenden Wege werden von einem Kreisinterpolator 100 ermittelt, der als Steuersignalverteiler dient. Der Kreisinterpolator 100 liefert über die Verbindung 57 den Sollwert für die Größe des X-Weges und über die Verbindung 63 den Sollwert für die Größe des V-Weges. Die nachfolgende Verarbeitung der Informationen des Sollwertes der X- und Y- Wege geschieht für die X- bzw. V-Achse in der gleichen Weise. Daher wird im nachfolgenden lediglich die Weiterverarbeitung des Sollwertes für den X-Weg geschildert. Die für die Verarbeitung des Y-Sollwertes notwendigen Steuerungsteile sind identisch mit den für die Verarbeitung des X-Sollwertes vorgesehenen Steuerungselementen, und die der Y-Achse zugeordneten Bezugszeichen werden an entsprechender Stelle in Klammern genannt.

Die Information über den Sollwert des X-Weges wird über die Verbindung 57 (63) dem Lageregler 58 (64) zugeführt. Über die Verbindung 59 (65) liefert der rotatorische inkrementale Drehgeber 47 (51) in Form einer Impulsreihe Informationen über den vom Antriebsmotor 46 (50) zurückgelegten Drehwinkel und über die Drehgeschwindigkeit Die über die Verbindung 59 (65) dem Lageregler 58 (64) übermittelten Informationen des vom Antriebsmotor zurückgelegten Drehwinkels bzw. des vom Schlitten 44 (48) zurückgelegten Weges werden zusammen mit den über Verbindung 57 (63) eingegebenen Informationen für den Weg-Sollwert vom Lageregler 58 (64) verarbeitet und führen zu einer Information für die SoFlgeschwindigkeit +X (+Ϋ), welche über die Verbindung 60 (66) dem sich anschließenden Geschwindigkeitsregler 61 (70) zugeführt wird. Zusammen mit der über die Verbindung 59 (65) dem Geschwindigkeitsregler zugeführten Information über die Ist-Geschwindigkeit des Antriebsmotors 46 (50) erzeugt der Geschwindigkeitsregler 61 (70) daraus die Steuerspannung, die über die Verbindung 62 (71) zum Antriebsmotor 46 (50) gelangt.

Über die Eingabemittel zur Dateneingabe 72, 73, 74, 75 und 76 gelangen in den Speicher 77 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung die Daten zur Kennzeichnung des für jede Flanke vorgesehenen Kurvengesetzes, in den Speicher 78 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung die Daten für die Flankenwinkel einer jeden Flanke (Winkel 33), in den Speicher 79 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung die Daten für die jeder Flanke zugehörigen Schwenkwinkel (gemäß Winkel 34) des Abtriebshebels des Kurvengetriebes, in den Speicher 80 die Daten über die Länge des Hebelarmes (gemäß Radius 37) und in den Speicher 81 die Daten über die relative Lage des Abtriebsrollenmittelpunktes in der äußeren Endlage (gemäß Punkt 110) zugehörig zu der Flanke, mit deren Fertigung begonnen werden soll, und über die relative Lage des Drehpunktes des Abtriebshebels, bezogen auf den Drehpunkt des Kurvenkörpers.

Während der Speicher 80 und der Speicher 81 für jeden Kurvenkörper (mit einer Kurvenbahn) nur einmal gefüllt werden müssen, enthalten die Speicher 77,78 und 79 Daten für mehrere Flanken. Um den diese Daten weiterverarbeitenden Steuerungsblöcken im richtigen Augenblick die den jeweiligen Flanken zugeordneten Daten zuleiten zu können, sind Ausleseeinheiten 84, 85 und 86 mit Verbindungen 87,89 und 91 zu den Speichern vorgesehen. Durch einen Impuls, der die Ausleseeinheiten über üe Verbindung 83 erreicht, werden die Ausleseeinheiten veranlaßt, innerhalb der Speicher 77, 78 und 79 auf einen anderen Speicherbereich umzuschalten und die neuen Daten über die Verbindungen 88, 90 und 92 den weiterverarbeitenden Steuerungsblöckcn zur Verfugung zu stellen.

Der über die Verbindung 83 geleitete Umschaltimpuls wird erzeugt durch einen programmierbaren Zähler 8?. der alle von dem rotatorischen inkrementalen Drehgeber 43 erzeugten impulse über die Verbindung 55 erhält.

Die im Speicher 78 gespeicherten Werte für den Flankcnwinkcl stellen ein beliebiges Vielfaches von 0,1° dar. Durch die Wahl eines entsprechenden Übersetzungsverhältnisses des nicht dargestellten Getriebes zur Wandlung der vom Antriebsmotor 42 erzeugten Drehzahl und durch eine entsprechende Auslegung des rotatorischen inkrementalen Drehgebers 43 wird erreicht, daß ein vom Drehgeber 43 abgegebener Impuls einem Drehwinkel von 0.0001° des Rundtisches 40 um die Mittelachse 39 der Werkstückspindel entspricht.

Df programmierbare Zähler 82 gibt bei Erreichen einer vorgegebenen Zählstellung einen Ausgangsimpuls über die Verbindung 83 ab. Um das Ende eines im Speicher 78 gespeicherten Flankenwinkels signalisieren zu können, muß der Wert des Flankenwinkels zu Beginn des Abarbeitens der entsprechenden Flanke mit dem Faktor 10* multipliziert und damit der Zähler 82 programmiert werden. Beträgt ein Flankenwinkel z. B. 72.6°, SG muß der programmierbare Zähler mit der Zahl 726 000 programmiert werden. Das Einspeichern des jeweils neuen Wertes in den programmierbaren Zähler 82 geschieht auf Veranlassung des Ausgangsimpulses dieses programmierbaren Zählers über die Ausleseeinheit 85 und die Verbindung 90.

Im Speicher 96 werden Daten für mehrere Kurvengesetze in Form von normierten Werten von 0 bis 1 für jeweils 1000 gleichweit voneinander entfernte Stützpunkte eines Kurvengesetzes abgespeichert

Um daraus in Abhängigkeit von dem infrage kommenden Flankenwinkel zu einer nach dem gewünschten Gesetz verlaufenden Veränderung einer Verlagerungsgröße, z. B. Veränderung des Schwenkwinkels 34, zu kommen, ist es zunächst notwendig, den infrage kommenden Flankenwinkel in 1000 Teile zu unterteilen, bzw. 1000 Signale (z.B. Impulse) während der Drehung der Werkstückspindel um den Betrag des Flankenwinkels zu erzeugen. Sodann muß eine Multiplikation der Stützpunktwerte mit dem bei der entsprechenden Flanke gewünschten Verschiebungsbetrag der

ίο Verlagerungsgröße vorgenommen werden. Beispiel: Der normierte Wert für den Stützpunkt 800 betrage 0,85 und der zur entsprechenden Flanke zugehörige Schwenkwinkel 34 betrage 20°. Dann muß bei Erreichen des Stützpunktes 800 ein Schwenkwinkel von 17^r

is zurückgelegt worden sein.

Die zur Abfrage der 1000 Stützpunkte benötigten 1000 Impulse pro Flankenwinkcl werden abgeleitet aus den Impulsen des Drehgebers 43, die über die Verbindung 55 dem programmierbaren Zähler 93 zugeleitet werten. Der programmierbare Zähler 93 gibt über die Verb^;ndung 94 jeweils dann einen Ausgangsimpuls ab, wenn der Zählstand identisch ist mit der einprogrammierten Zahl. Nach Abgabe des Ausgangsimpulses wird der Zählerinhall gelöscht und die Zählung beginnt von neuem.

Zur Programmierung des programmierbaren Zählers dient der im Speicher 78 abgelegte Wert für den Flankenwinkel (als Vielfaches von 0.1°). Dieser Wert wird von der Ausleseeinheit 85 aus dem Speicher 78 ausgelesen und nach Multiplikation mit dem Faktor 10 über die Verbindung 90 in den programmierbaren Zähler 93 eingegeben. Ein Wechsel des zu programmierenden Wertes findet bei jedem Übergang zu einer neuen Flanke statt.

Beispiel: Der Flankenwinkel betrage 122.3^C. In den programmierbaren Speicher gelangt der Wert 1223. so daß nach jedem 1223. Impuls, der über die Verbindung 55 eingegeben wird, ein Ausgangsimpuis erzeugt wird, der das Erreichen eines neuen Stützpunktes signalisiert.

Der 1000. Ausgabeimpuls wird erzeugt nach dem Eingeben des 1 223 000. Eingabeimpulses. Da ein Eingabeimpuls 0.001° entspricht, sind nach dem 1000. Ausgabeimpuls genau 122.3° von der Werkstückspindel zurückgelegt worden.

Das Auslesen der Stützpunktwerte eines Kurvengesetzes geschieht durch die Leseeinheit 111 über die Verbindung 95. Die Ausgangsimpulse des programmierbaren Zählers 93. die das Auslesen eines neuen Stützpunktwertes veranlassen, gelangen über die Verbindung 94 zur Leseeinheit 111. Über die Verbindung 88 wird angezeigt welches Gesetz zur Auslesung gelangen soll. Die von der Leseeinheit 111 ausgelesenen Werte werden über eine Verbindung 97 einem Multiplizierer 98 zugeführt der sie mit dem über die Verbindung 92 zur Verfügung gestellten Wert des jeweiligen Schwenkwinkels aus Speicher 79 multipliziert und über Verbindung 99 weitergibt an den Kreisinterpolator 100. Die über die Verbindung 99 weitergegebenen Werte stellen die Sollwerte des Schwenkwinkels 34 dar, die nach dem gewählten Kurvengesetz bezüglich des Mittelpunktes 36 vom Werkzeugmittelpunkt abgefahren sein müssen. Da der abzufahrende Schwenkwinkel 34 jedoch durch die Verschiebung zweier linear verschiebbarer Schlitten 44

** und 48 erzeugt werden muß, werden die Winkelangaben über den Kreisinterpolator 100 in entsprechende X- und Y- Wege für die Schlitten 44 und 48 umgerechnet
Hierzu benötigt der Kreisinterpolator noch Informa-

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ίο

tionen über die Länge des Hebelarmes (gemäß Radius 37) und über die relative Lage des Abtiriebsrollenmittelpunktes in der äußeren Lage (gemäß Punkt 110) zugehörig zu der Flanke, mit deren Fertigung begonnen werden soll, und über die relative Lage des Drehpunktes des Abtriebshebels, bezogen auf den Drehpunkt des Kurvenkörpers. Diese Informationen werden von den Speichern 80 und 81 über die Verbindungen 101 und 102 bezogen.

Die beiden Steuerungsblöcke programmierbarer Zähler 93 und Multiplizierer 98 nehmen die Verknüpfung der werkstückabhängigen Daten für Flankenwinkel 33 und Schwenkwinkel 34 und der werkstückunabhängigen Daten der Kurvengesetze vor. Durch entsprechende Kennzeichnung in Fig.3 werden sie zusammenfassend als Verknüpfungseinrichtung 112 für werkstückabhängige und werkstückunabhängige Daten bezeichnet.

Aus den Werten, die der Kreisinterpolator 100 über die Verbindung 57 und 63 zur Verfügung stellt und aus den Daten, die im Speicher 81 abgelegt sind, kann durch die Recheneinheit 103 die jeweilige senkrechte Entfernung von der Mittelachse der Werkstückspindel bis zur Mittelachse der Werkzeugspindel berechnet werden und über die Verbindung 104 an die Recheneinheit 105 weitergegeben werden.

Nach Information über die jeweils den Antriebsmotoren 46 und 50 vorgegebene Drehgeschwindigkeit, die über die Verbindungen 60 und 66 bezogen wird, ist die Recheneinheit 105 imstande, diejenige Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 42 auszurechnen und über die Verbindung 106 an den Digital-Analog-Umsetzer 52 weiterzugeben, mit der eine Konstanthaltung der Bahngeschwindigkeit des Werkzeugmittelpunktes erreicht werden kann. Dabei wird unter Bahngeschwindigkeit diejenige Geschwindigkeitskomponente des

ίο Werkzeugmittelpunktes verstanden, die parallel verläuft zu der Tangente an die Kurvenbahn in dem Punkte, in dem die Verbindungslinie vom Werkzeugmittelpunkt zum Kurvenkörpermittelpunkt die Kurvenbahn schneidet.

Der Sollwert für die Bahngeschwindigkeit wird in dem Speicher 108 abgespeichert und der Recheneinheit 105 über die Verbindung 107 zugeleitet.

Über die Start-Stopp-Eingabe 109 und die Verbindung 113 können der Steuerung die entsprechenden

Befehle eingegeben werden. Die Recheneinheit 105 ist außerdem imstande, bei Auftreten des Start-Befehls bzw. des Stopp-Befehls die Bahngeschwindigkeit mit einem stetigen Übergang von Null auf den gewünschten Sollwert anzuheben, bzw. sie von dem gewünschten

Sollwert mit einem stetigen Übergang bis auf Null abzusenken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

: Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine mit einer Werkzeugspindel und mindestens einer umlaufenden steuerbaren Werkstückspindel, deren Achse senkrecht oder parallel zur Werkzeugspindelachse steht und die relativ zu der Werkzeugspindel in zwei zu deren Achse und zueinander senkrechten Richtungen gesteuert linear verschieb- <° Hch ist, mit einer Speichereinrichtung für mindestens ein Kurvengesetzt, einer Eingabe- und Speichereinrichtung für werkstückabhängige Bestimmungsgrö ßen der zu fertigenden Kurve, einer Verknüpfungseinrichtung für einander zugeordnete kurvengesetz- und werkstückabhängige Bestimmungsgrößen s.">wie

— mit der Verknüpfungseinrichtung über einen Steuersignalverteiler in Wirkverbindung stehende

— Antriebseinrichtung für die lineare Relativverschiebung der Werkstückspindel, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalverteiler (100) für die Steuerung der linearen Verschiebung zur Erzeugung eines resultierenden Kreisbogens ausgebildet ist, der demjenigen Kreisbogen entspricht, auf welchem der Mittelpunkt der mit der gefertigten Kurve später zusammenwirkenden Abtriebsrolle wandert, daß die Verknüpfungseinrichtung (93, 98, 112) für die Bestimmung von Winkelinformationssignalen in Abhängigkeit von den werkstückabhängigen Bestimmungsgrößen und dem jeweiligen Kurvengesetz ausgebildet ist, und daß diese Winkelinformationssignale am Steuersignalverteiler anliegen für das Abfahren des Kreisbogens entsprechend diesen Winkelinformationssignalen.