DE2440775C3 - Steueranordnung für eine Kurvenherstellu ngsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine mit einer Werkzeugspindel und mindestens 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 ist, mit einer Speichereinrichtung für mindestens ein Kurvengesetz, einer Eingabe- und Speichereinrichtung für werkslückabhängige Bestimmungsgrößen der zu fertigenden Kurve, einer Verknüpfungseinrichtung für einander zugeordnete kurvengesetz- und werkstückabhängige Bestimmungsgrößen sowie — mit der Verknüpfungseinrichtung über einen Sleuersignalverteiler in Wirkverbindung stehende — Antriebseinrichtung für die Relativverschiebung der Werkstückspindel.

Eine universell brauchbare Kurvenherstellungsmaschine, z. B. eine Kurvenfräsmaschine oder Kurvenschleifmaschine /.ur Herstellung von Axialkurven — sogenannte Topf- oder Trommelkurven — und Radialkurvcn oder Scheibenkurven für schwingende to Abtriebshcbel, soll in der I .age sein, Kurven mit beliebig vielen Anstiegs- bzw. Absticgsflanken in beliebiger Reihenfolge mit beliebigen, den Kurvcnflanken zugeordneten Scliwenkwinkeln der schwingenden Abiricbshcbcl zu fertigen, und zwar gemäß einer Vielzahl ''S von auswählbaren Kurvengesetzen. Insbesondere soll sie auch in der Lage sein, l'aiire von einander /iii'i'imliuMLMi Kurvenflanken liir /wangsführung von Abtriebshebeln herzustellen, was besonders hohe Genauigkeit erfordert. Es ist erwünscht, die werkstückbezogenen Bestimmungsgrößen der einzelnen Kurvenabschnitte mit geringstmöglichem Aufwand von Hand eingeben zu können, während die werkstückunabhängigen Kurvengesetzte in einem Speicher festgespeichert verbleibensollen.

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 Abtriebsrolle 7 eine Bahn 13, und dieselbe Bahn wird natürlich in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, wenn eine Aufstiegsfb.nke durchfahren wird Dieser Bahn ist der Schwenkwinkel 14 des Abtriebshebels zugeordnet. 15 bezeichnet den Flankenwinkel, d. h. die Winkelerstreckung einer Abstiegs- oder Aufstiegsflanke. Die Extremstellungen der 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 1 bezeichnet. Anhand der Fig.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 formclmäßig darstellbaren gesetzmäßigen Zusammenhang, z. B. für den Fall der F i g. 2, daß der Zuwachs des Hubes der Abtriebsrol-Ie über dem Flankenwinkel gemäß einer Sinusfunktion erfolgt. Dieser Zusammenhang von Verlagerungsgröße eines Abtriebsgliedes und zugehöriger Winkelerstrekkung einer Kurve wird als Kurvengesetz bezeichnet. Für ein solches Kurvengeselz 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 Vcrlagerungsgrößc z. B. Hubhöhe, Schwenkwinkel, des Kurvengetriebes zuzuordnen. In diesem Zusammenhang sei noch eima Fig. 2 betrachtet. Es sei angenommen, daß da· Kurvengeset/, bei der Fertigung dor Kurve derar berücksichtigt worden ist, daß die Zunahme de: Kurvenradius 21 eine Funktion der Zunahme de: l'Uinkenwinkels 20 gemäß dem gewählten Kurvenge sei/ im. Dann wird die Verlagerung des Ablriebsslöüeb

abhangig von der Drehung um den Flankenwinkel 20, dem gewählten Kurvengesetz niehl exakt gehorchen. Die Verlagerung des Ablriebssiößels wird 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 »emäß Fig. t. Erwünscht ist, daß der Schwenkwinkel 14 des Abiriebshebels 9 in Abhängigkeit vom Flankenwinkel 15 dem gewünschten Kurvengeset/, gehorcht. Dem Schwenkwinkcl 14 entspricht der Bogen 13, der von der Achse 8 bzw. dem i.s Mittelpunkt der Abtriebsrolle 7 durchlaufen wird. Bei einer bekannten Näherungslösung wird das Kurvengesetz auf die gedachte geradlinige Verbindung 16 der Endstellungen des Abtriebsrollenmittelpunktes übertragen. In diesem Falle gehorcht der Schwenkwinkel 14 m einem »verzerrten« KurveiigeMM/.. Sein häufig ist diese Verzerrung so gering, daß sie für die Praxis tolerierbar ist. Kritisch wird es allerdings, wenn einander zugeordnete Kurven zur Erzeugung von formschlüssigen 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 Kurvengesel/, zunimmt. Dieser Forderung soll die Steueranordnung y> gemäß vorliegender t rfindung genügen.

Bevor auf die oben bereits erwähnte bekannte Kurvenherstellungsmaschine eingegangen wird, soll zunächst auf die bekannten numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen hingewiesen werden. Bekanntlich w gibt es numerisch gesteuerte Fräsmaschinen, die auch mit Sehleifvorriehlungen 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 ^rür eine spezielle Kurve aus Tabellen, weiche unbestimmte Kurvengesetze normierte Koordinatenpaare enthalten, oder unter Anwendung entsprechender mathematischer Formeln die tatsächlich für die Fertigung vorzugebenden Koordinaten Stützpunkt um Stützpunkt berechnet werdet* 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 Arbeil unterbrechen und nur geringfügige Korrekturen vornehmen, ohne daß die gesamte Berechnung wiederholt werden muß. Dies ist insbesondere im Versuchsstadium eine höchst unerwünschte Konsequenz. ^(l<)

Damit die Beslimnuingsgrößcn der Kurven auch noch an der Kurvenherstellungsmaschinc selbst mil geringem Aufwand eingegeben oiler abgeändert werden können. muH die Steueranordnung über folgende Ligensehallen verfügen:

Zum ersten müssen die Daten der auswählbaren Kurvengeset/e bereits gespeichert vorliegen, el. h. die Ii-..1-.,..11..LM.i/r müssen aliniibar sein Die Dalen der Kurvengesetze sollen nachfolgend als werkstückunabhängige Daten bezeichnet werden. Zum zweiten müssen Eingabemöglichkeiten, auch für die Handeingabe, von Daten entsprechend dem jeweiligen speziellen zu fertigenden Werkstück vorgesehen sein; diese Daten sollen nachfolgend als werksiückabhängige 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 Kurvenherstellungsmaschinc können die Kurvengesetzc in Speichern abgespeichert werden. Das Kurvengesetz kann als Schablone vorliegen oder auch in Form von digital gespeicherten Koordinalendaten. Über besonders dafür vorgesehene Eingabemittel können auch die werkstückabhängigen Bestimmungsgrößen der Kurve, wie individueller Kurvenhub und individueller Flankenwinkel, vorgegeben werden. Durch Handeingabe von Informationen direkt an der Steueranordnung kann also eine große Fcriigungsflexibililät erreicht werden.

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

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steueranordnung für eine Kurvcnhcrstcllungsmasehine zu schaffen, bei der das Kurvengesetz exakt auch für einen schwingenden Abtriebshebe! endlicher Länge eingehalten wiro, ohne die Notwendigkeit, für jede individuelle Kurve über einen Rechner die Koordinatcndalcn neu berechnen zu müssen.

Die zur Lösung dieser Aufgabe erforderlichen Mcrmale ergeben sich aus dem Wortlauf des kennzeichnende. Teils des Patentanspruchs 1. Die Speichereinrichtung für die Kurvengesetze kann diese entweder in numerischer Form enthalten, d. Ii. in Form normierter Koordinalenpaare, oder aber in Form der mathemalischen 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 die Zufuhr der nach der Verknüpfung vorliegenden Steuersignale zu den Ant.Mcbsoinriclitungen kontrolliert. Der Taktgeber isi zweckmäßig von einer der Antriebseinrichtungen synchron angetrieben, vorzugsweise von einem der Werkstückspindel zugeordneten Antriebsmotor.

Naehstehcp'l wird unter Bezugnahme auf die Fig. J ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Lrfindung näher erläutert.

I'ig. 3 zeigt die I lauptelemenle einer in die: Achsen steuerbaren Fräs oder -schleifmaschine /ur I lersiellung win Kurven mil einer /ur Werkstückspindel parallelen Weik.'cnigspiikiel, wobei im Wuekdiagramm die Stein τ anordnung dargestellt ist. Lim· um eine Mittel.uhse W

ein

lrehbare Werkzeugspindel 29 trägt zentrisch Werkzeug 30, mit dessen äußerem Kreisumfang die rCurvenbahn eines Kurvenkörpers 31 erzeugt wird. Der Kurvenkörper 31 ist auf einem Drehtisch 40 einer um die Mittelachse 39 drehbaren Werkstückspindel [(/i-Achsc) 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 5b 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(z. B. 1 :3600) vorgenommen.

Der Drehtisch 40 ist auf einem senkrecht zur Mittelachse der Wcrkzeugspindel längsverschiebbaren Schlitten 44 (X-Achse) aufgebaut. Die Bewegung des Schlittens 44 wird über eine Kugelrollspindcl 45 von einem steuerbaren elektrischen Antriebsmotor 46

15 wird sich der Abtriebsrolienmittelpunkt 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 Flankenwinkels 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 Sleucrkommando für die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotor 42 bzw. für die Drehgeschwindigkeit der Werkstückspindel um die Drehachse 39 zugeführt. Dieses Sleucrkommando wird durch den Digital-Analog-Umsetzer 52 in eine analoge Spannung umgesetzt, die dem Regler 34 als Führungsgrößc dient. Der Regler 54 speist den ι Antriebsmotor 42 über die Verbindung 56. Der mit dem Antriebsmotor 42 verbundene rotatorische inkrcrncnta-Ie Drehgeber 43 gibt über die Verbindung 55 Impulse ab, deren Anzahl ein Maß für den vom Antriebsmotor 42 zurückgelegten Weg ist. während die Impulsfrequenz

Mit dem Antriebsmotor 46 ist ein inkrementaler Drehgeber 47 verbunden, der über eine Verbindung 59 Impulse liefert, deren Anzahl ein Maß des vom Antriebsmotor 46 zurückgelegten Drehwinkels ist. Die Verbindung 55 rührt unter anderem zum Regler 54, der hiermit eine Information über die lst-Drchgeschwindigkeit des Antriebsmotors 42 erhall. Die in Abhängigkeit vom Drehwinkel </< dei d

des vom Antriebsmotor to i.uiui.i\₆uv₆^., -...

ist. Der Schlitten 44 seinerseits ist aufgebaut auf einem 30 Werkstückspindel mit der Mittelachse 39 von dem weiteren Schlitten 48, der in einer sowohl senkrecht zur Schlitten 44 (X-Achse) und 48 (V-Achse) zurückzulegen-

Mittelachse 38 der Wcrkzeugspindel als auch senkrecht " ' ^tnn

zur Bewegungsrichtung des Schlittens 44 stehenden Richtung längsverschiebbar ist. Die Bewegung des Schlittens 48 ( V-Achse) wird über eine Kugelrollspindel

49 von einem steuerbaren elektrischen Antriebsmotor

50 cr/eugl, der über die Verbindung 71 angesteuert wird. Mit dem Antriebsmotor 50 ist ein rotatorischer inkrementaler Drehgeber 51 verbunden, der über eine

( Achsc)

den Wege werden von einem Krcisinterpolator ermittelt, der als Slcucrsignalvcrteiler dient. L)Ci Kreisintcrpolalor 100 liefert über die Verbindung 57 den Sollwert für die Größe des X-Wcges und über die Verbindung 63 den Sollwert für die Große des Y-Weges. Die nachfolgende Verarbeitung der Informationen des Sollwertes der ,Y- und V-Wege geschieht im die X- bzw. V-Achse in der gleichen Weise. Daher wiru

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des vom Antriebsmotor 50 zurückgelegten Drehwinkels

^IS Durch eine entsprechende Steuerung der Antriebsmotoren 46 und 50 wird der Kurvenkörper 31 relativ zu dem durch die Mittelachse 38 der Werkzeugspindel 29 _4S definierten Wcrkzeugmillclpunkl aiii einem Kreisboncnstück 35 bewegt, welches definiert wird durch den Kreismittelpunkl 36 in einer iest mit dem nicht daiKcstelltcn Lager der Werkzeugspindel 29 verbundenen und zur Mittelachse 38 der Wcrkzeugspindel 29 s<> senkrecht siehenden Lbene, durch den Radius 37, durch den Winkel 34 und durch die I .agc des r.ndpunkles 110.

Bei dem durch den Kurvenkörper 31 zu verwirklichenden Kurvengetriebe mit schwingendem Abtriebs- "^ι-ν,,, ι,ιι_Βν..ν._κ.ν.. .«, _ν«·ν *

hebel wird der Abtriebsrollenmittelpunki. wahrend die ss lionen des vom Antriebsmotor

Abtricbsrolle nuf der durch den Winkel 33 definierten winkeis bzw, des vom Schlitten 44 (48) zu Kiirvenflanke des Kurvenkörpers 31 ablauft, auf einem Weges werden zusammen mit den über V KrcisboRcnstück geführt, welches bezüglich der das (83) eingegebenen Informationen für den ·.-„-· KrcisbogcnstUck definierenden Größen und bezüglich vom Lageregler 58 (64) verarbeitet und führen /u oint der reluliven Lage zur Drehachse des Kurvenkörpers 31 «o Information für die Sollgcsehwindigkcit +-* y .j identisch sein soll mit dem Kreisbogenstück 35. welche über die Verbindung 60 (66) dem sici

l^;ür den Fall, dull der Abiriebsn.llenclun.-hmesscr mit dem Durchmesser des Werkzeuges 30 übereinstimmt und dall bei der Herstellung der durch den Winkel begrenzten Kiirvenflanke der Wcrk/eugmitlclpunkt auf t«, dem Kreisbogenstück 35 geführt wird, wahrend der Kiirvenkorper gleich/eilig um du· Werkstückspindel W um den Beliag des WinkrK H gedreht wird.

Sollwertes für den X-Wcg geschildert. Die fur du. Verarbeitung des V-Sollwertes notwendigen Steuerungsteile sind identisch mit den für die Verarbeitung des X-Sollw'Ties vorgesehenen Sieuerungselcmenieii. und die der V-Achsc zugeordneten Dczugs/eicncn werden an entsprechender Stelle in Klammern genannt· Die Information über den Sollwert des X-Weges wild über die Verbindung 57 (63) dem Lageregler 58 (MJ zugeführt. Über die Verbindung 59 (65) liefert du rotatorische inkremental Drehgeber 47 (51) m ' "¹^ einer Impulsreihe Informationen über den vo Antriebsmotor 46(50) zurückgelegten Drehwinkel uik über die Drchgeschwindigkcit. Die über die Vcrbmount "1 (65) dem Lageregler 58 (64) übermittelten Inform ·

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anschließenden Geschwindigkeitsregler 61 y-, -., führt wird. Zusammen mit der über die Verbindung » (65) dem Geschwindigkeitsregler /ugefUhrten Iniorm« lion über die Ist-Geschwindigkeit des Antrieben οίοι 46 (50) erzeugt der Geschwindigkeitsregler »Μ' daraus die Steuerspanming. die über die Verbindung (71)/um Antriebsmotor 46(50) gelangt.

Über die Eingabemitlei 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 Flankcnwinkel einer jeden Flanke (Winkel 33), in den Speicher 79 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung die Daten für die jeder Flanke zugehörigen Schwcnkwinkel (gemäß Winkel 34) des Abtricbshcbels 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 Abtricbsrollcnmittclpunktes in der äußeren Endlage (gemäß Punkt HO) zugehörig zu der Flanke, mit deren Fertigung begonnen werden soll, und über die relative Lage des Drehpunktes des Abtriebshcbcls, bezogen auf den Drehpunkt des Kurvenkörpers.

Während der Speicher 80 und der Speicher 81 für jeden Kurvcnkörpcr (mit einer Kurvenbahn) nur einmal gefüllt werden müssen, enthalten die Speichel' 77,78 und 79 Daten für mehrere Flanken. Um den diese Daten weiicrverarbcilendcn Steuerungsblöcken im richtigen Augenblick die den jeweiligen Flanken zugeordneten Daten zuleiten zu können, sind Auslesecinheiten 84, 85 und 86 mit Verbindungen 87,89 und 91 zu den Speichern vorgesehen. Durch einen Impuls, der die Ausleseeinheilen über die 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 weitcrvenirbeitenden Slcuerungsblöcken zur Verfügung /u stellen.

Der über die Verbindung 83 geleitete IJmschaltimpuls wird erzeugt durch einen programmierbaren Zähler 82, der alle von dem rolatorischen inkrementalen Drehgeber 4 5 erzeugten Impulse über die Verbindung 55 erhält.

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

Der programmierbare Zähler 82 gibt bei Erreichen einer vorgegebenen Zahlsiellung einen Ausgangsimpuls über die Verbindung 83 ab. Um das Ende eines im Speicher 78 gespeicherten Flankenwinkels signalisieren /u können, muß der Wert des Fltinkcnwinkels zu Beginn des Abnrbeitcns der entsprechenden Flanke mit dem Fiiklor 10" multipliziert und damit der Ztthlcr 82 programmiert werden. Betrugt ein Flunkcnwinkel /.. B. 72,6", so muß der programmierbare Ztthlcr mit der Zahl 726 000 programmiert werden. Dns Einspeichern des jeweils neuen Wertes in den programmierbaren Ztlhler 82 geschieht auf Veranlassung des Ausgangsimpulses dieses programmierbaren Zahlers über die Auslcscein· heil 85 und die Verbindung 90.

Im Speicher 96 werden Daten für mehrere Kurvcngc-•iol/c in Form von normierten Werten von 0 bis 1 für jeweils 1000 glcichweil voneinander entfernte Stützpunkte eines Kurvcngcsct/.cs abgespeichert.

Um daraus in Abhängigkeit von dem infrage kommenden Flankcnwinkel zu einer nach dem gewünschten Gesetz verlaufenden Veränderung einer Verlagerungsgröße, /.. B. Veränderung des Schwenkwinkels 34, zu kommen, ist es zunächst notwendig, den infrage kommenden Flankenwinkel in 1000 Teile zu s 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 Schwenkwinkcl 34 betrage 20°. Dann muß bei Erreichen des Stützpunktes 800 ein Schwenkwinkcl von 17° s zurückgelegt worden sein.

Die zur Abfrage der 1000 Stützpunkte benötigten 1000 Impulse pro Flankenwinkel werden abgeleitet aus den Impulsen des Drehgebers 43, die über die Verbindung 55 dem programmierbaren Zähler 93

jo zugeleitet werden. Der programmierbare Zahler 93 gibt über die Verbindung 94 jeweils dann einen Ausgangsimpuls ab, wenn der Zählstand identisch ist mit der einprogrammierten Zahl. Nach Abgabe des Ausgangsimpulses wird der Zählcrinhalt 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 Auslesecinhcit 85 aus dem Speicher 78

\o ausgelesen und nach Multiplikation mit dem Fitklor 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.

is Beispiel: Der Flankenwinkcl betrage 122,3". In den programmierbaren Speicher gelangt der Wert 1223, so daß nach jedem 1223. Impuls, der über die Verbindung 55 eingegeben wird, ein Ausgangsimpuls erzeugt wird, der das Erreichen eines neuen Stützpunktes signalisiert.

.|i! Der 1000. Alisgabeimpuls wird erzeugt nach dem Eingeben des I 223 000. Eingabeimpulses. Da ein Eingiibeiinpuls 0,001" entspricht, sind nach dem 1000. Ausgabeimpuls genau 122,3" von der Werkstückspindel zurückgelegt worden.

■is Das Auslesen der Stütz.punklwerle eines Kurvengesetzes geschieht durch die Leseeinheil 111 über die Verbindung 95. Die Alisgangsimpulse des programmierbaren Zählers 93, die das Auslesen eines neuen Stützpunktwertes veranlassen, gelangen über die

•c Verbindung 94 zur Leseeinheit III. Über die Verbindung 88 wird angezeigt, welches Gesetz zur Auslesung gelangen soll. Die von der Leseeinheil Il I ausgeleseneii Werte werden über eine Verbindung 97 cineir Multiplizierer 98 zugeführt, der sie mit dem über die

v> Verbindung 92 zur Verfügung gestellten Wert de! jeweiligen Schwenkwinkcls aus Speicher 79 multipli ziert und über Verbindung 99 weitergibt an dct Kreisintcrpolalor 100. Die über die Verbindung 9! weitergegebenen Werte stellen die Sollwerte de

'Ό Schwenkwinkcls 34 dar, die nach dem gcwtthllci Kurvengesetz bezüglich des Mittelpunktes 36 von Werkzeugmiiiclpunkt abgefahren sein müssen. Du de abzufahrende Schwcnkwinkel 34 jedoch durch di Verschiebung zweier linear verschiebbarer Schlitten 4

■·'■ und 48 erzeugt werden muß. werden die Winkclnngabc über den Krcisintcrpolutor 100 in entsprechende X- un V-Wcgc für die Schliuen 44 und 48 umgerechnet. Hicr/.u benötigt der Kreislnterpolutor noch Informi

709 Θ2Θ/2Θ

tionen über die Länge des Hebelarmes (gemäß Radius 37) und über die relative Lage des Abtriebsrollenmittelpunktes 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 Wcrkzeugniittelpunktcs erreicht werden kann. Dabei wird unter Bahngeschwindigkeit diejenige Gcschwindigkeitskomponente des

in Wcrkzeugmittelpunktcs verstanden, die parallel verlauft zu der Tangente an die Kurvenbahn in dem Punkte, in dem die Verbindungslinie vom Werkzeugmittelpunkt zum Kurvenkörperniittelpunkt 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 Statt-Stopp-Eingabe 109 und die Verbindung ί 13 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 (1)

1. 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- "° lieh ist, mit einer Speichereinrichtung für mindestens ein Kurvengesetzt, 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 lineare Relativverschiebung der Werkstückspinde!, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalverleiler (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 geferligten 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.