DE2515625A1

DE2515625A1 - Steuervorrichtung fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2515625A1
Application number: DE19752515625
Authority: DE
Inventors: Jack Dinsdale; David Wallace Mcque; Geoffrey Vorley
Original assignee: Cranfield Institute of Technology
Current assignee: Cranfield Institute of Technology
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1975-04-10
Publication date: 1975-10-30
Also published as: CH588330A5; GB1499812A

Description

Steuervorrichtung für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft Y/erkzeugmaschinen der Bauart, bei der ein zu bearbeitendes Werkstück um eine Achse gedreht wird, während an dem Werkstück ein Werkzeug angreift, das so betätigt wird, daß es Werkstoff von einer Fläche des Werkstücks abträgt.

Solche Werkzeugmaschinen sind bekannt und können z.B. dazu dienen, Erzeugnisse herzustellen, die eine unregelmäßige Profilform haben, wie es z.B. bei Nocken oder Kurvenstücken mit innenliegenden Steuerflächen der lall ist. Hierbei wird ein Rohling für einen Nocken um eine Achse gedreht, und das Werkzeug wird gegenüber dieser Achse in radialer Richtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Winkelstellung des Werkstücks gegenüber dem Werkzeug bewegt, um die gewünschte Profilform herzustellen.

Eine Möglichkeit, die Bewegung des Werkzeugs zu steuern, besteht darin, daß man einen Meisternocken benutzt, der mit einem hohen Genauigkeitsgrad hergestellt ist, und mit dem ein Bewegungsabnahmeglied zusammenarbeitet, das mit dem Werkzeug gekuppelt ist und dazu dient, die erforderliche Bewegung des Werkzeugs herbeizuführen. Die Herstellung eines solchen Meisternockens ist sehr kostspielig, da man hierzu hochqualifizierte Fachkräfte einsetzen muß. Ferner bedingt die Herstellung eines solchen Meisternockens einen erheblichen Zeitaufwand, so daß es schwierig ist, Neukonstruktionen in die Ferti-

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gung zu übernehmen oder vorhandene Konstruktionen abzuändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die Einrichtungen aufweist, mittels welcher es möglich ist, ein gewünschtes Profil zu bestimmen, mit dem ein Werkstück versehen werden soll, und die es ermöglicht, die jeweilige Lage eines am Werkstück angreifenden umlaufenden Werkzeugs in der erforderlichen Yfeise zu bestimmen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung eine derartige Steuervorrichtung geschaffen worden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß es sich bei der Einrichtung zum Bestimmen der gewünschten Profilform um einen Digitalrechner handelt, zu dem ein Speicher zum Aufnehmen von Informationen über die gewünschte Profilform gehört, daß ein erster Motor zum Verstellen eines Werkzeugs vorhanden ist, ferner eine erste Stellungsfühleinrichtung zum Erzeugen eines ersten, die tatsächliche Stellung des Werkzeugs repräsentierenden 'digitalen Signals, wobei sich der Rechner so betreiben läßt, daß er ein eine gewünschte Stellung des Werkzeugs repräsentierendes zweites digitales Signal erzeugt, weiterhin ein Komparator, der auf jeden Unterschied zwischen den durch das erste und das zweite Signal repräsentierten "werten anspricht, um den ersten Motor in dem Sinne zu steuern, daß der genannte Unterschied verkleinert wxrd, eine zweite Stellungsfühleinrichtung zum Erzeugen eines die jeweilige Winkelstellung des Werkzeugs anzeigenden dritten digitalen Signals sowie eine dritte Stellungsfühleinrichtung zum Erzeugen eines vierten digitalen Signals, das die Stellung eines Bewegungsabnahmegliedes anzeigt, welches mit der bearbeiteten Fläche des Werkstücks an einem Punkt zusammenarbeitet, der durch einen bekannten Winkelabstand von dem Werkzeug, bezogen auf die Drehachse des Werkstücks, zusammenarbeitet, wobei die zweite und die dritte Stellungsanzeigebzw. Lagemeßeinrichtung so geschaltet sind, daß sie den Rechner ansteuern, der so programmiert ist, daß er das zweite digitale Signal jeweils in Abhängigkeit von einem Teil der gespeicherten Informationen erzeugt, wobei dieser Teil mit Hilfe des

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dritten digitalen Signals gewählt wird, 30^:fi±e in Abhängigkeit von dem vierten digitalen Signal, mittels dessen die Abnutzung des Y/erkzeugs ausgeglichen wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist ein zweiter Motor vorhanden, der dazu dient, Winkelbewegungen des Werkstücks herbeizuführen, und der Rechner ist so programmiert, daß er ein Steuersignal für den zweiten Motor liefert, and zwar z.B. derart, daß die Schnittgeschwindigkeit zwischen dem Werkzeug und der zu bearbeitenden Fläche des Werkstücks im wesentlichen konstant gehalten wird. Alternativ könnte das Werkstück mit einer an dem Rechner einstellbaren konstanten Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden.

Me Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mit einer Steuervorrichtung ausgerüsteten Werkzeugmaschine;

Fig. 2a eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der beim Schleifen eines Nockens zu beachtenden geometrischen Beziehungen;

Fig. 2b eine graphische Darstellung eines durch einen Rechner durchgeführten Interpolationsvorgangs;

Fig. 2c eine weitere schematische Darstellung zur Veranschaulichung von beim Schleifen eines Nockens zu beachtenden geometrischen Beziehungen; und

Fig. 3, 4, 5a, 5b und 6 Fließdiagramme zur Veranschaulichung eines Rechnerprogramms.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Werkzeugmaschine ist dazu bestimmt, durch einen SchleifVorgang ein Profil an der inneren Umfangsfläche eines ringförmigen Werkstücks zu erzeugen, um einen Nockenring herzustellen; es sei jedoch bemerkt,

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daß sich die Erfindung auch in Fällen anwenden läßt, in denen äußere Nockenprofile erzeugt werden müssen. Von dem schematisch dargestellten JTockenringwerkstück 10 sei hier angenommen, daß es bereits ein Hockenprofil aufweist, das annähernd der endgültigen Profilform entspricht. Der Nockenring ist dazu bestimmt, einen Bestandteil einer Kraftstoffeinspritzpumpe zu bilden, mittels welcher Kraftstoff den Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Das Nockenprofil, mit dem die innere Umfangsflache des Nockenrings versehen werden soll, muß mit einer sehr hohen Genauigkeit hergestellt werden, und um die Bearbeitung zur Erzeugung des endgültigen Profils durchzuführen, wird eine Schleifscheibe 22 benutzt, die mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Die Schleifscheibe ist auf der Spindel eines Schleifspindelkopfes 1 montiert, der im rechten Winkel zur Achse des Nockenrings 10 bewegbar ist. Diese Querbewegung wird durch einen Motor 2 herbeigeführt, bei dem es sich im vorliegenden Fall um einen durch einen Servoverstärker 3 gesteuerten Elektromotor handelt. Ein Tachometer 4 bildet einen G-eschwindigkeits- Rückkopplungsweg für die Verstärker-Motor-Schleife. Ein Bezugsstellungsfühler 35 dient dazu, eine Bezugsstellung für den Spindelkopf oder Schlitten 1 so festzulegen, daß zwischen der Achse der Schleifscheibe und der Achse des Werkstücks ein Abstand von 10 mm vorhanden ist. Der Schlitten 1 kann über eine Strecke von 30 mm aus seiner Bezugsstellung heraus von der Achse weg bewegt werden, um das Abrichten der Schleifscheibe zu ermöglichen, und er ist außerdem über eine Strecke von 10 mm in der entgegengesetzten Richtung bewegbar. Die Enden dieser Bewegungsstrecken werden durch nicht dargestellte photoelektrische Meßfühler bestimmt. Außerdem wird die jeweilige Stellung des Spindelkopfes 1 und daher auch der Schleifscheibe 22 mittels eines ersten Lagefühlers ermittelt, zu dem ein linearer Meßwertwandler 5 in Gestalt eines optischen Meßwertwandlers mit einem Gitter und einem Ablesekopf sowie ein Phasenteiler 6 und eine Zähleinrichtung 7 gehören. Die Zähleinrichtung 7 liefert ein digitales Signal, das die jeweilige Stellung des Spindelkopfes 1 repräsentiert und einem Paralleldigitalkomparator 8 zugeführt wird. Der Komparator erzeugt ein digitales Ausgangssignal, das durch einen Umsetzer 9 in ein

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analoges Signal verwandelt wird, welches dem Verstärker 3 zugeführt wird, um die Stellung des Spindelkopfes 1 zu regeln.

Das Werkstück 10 ist drehfest mit einer drehbaren Spindel 15 verbunden, die durch einen Motor 11 angetrieben wird, bei dem es sich hier um einen durch einen Servoverstärker 12 steuerbaren Elektromotor handelt. Bei dieser Verstärker-Motor-Schleife wird eine G-eschwindigkeitsrückkopplung wiederum durch ein Tachometer 13 bewirkt. Dem Servoverstärker 12 wird ein Eingangssignal durch einen Digital-Analog-Umsetzer 14 zugeführt. Außerdem wird die jeweilige Winkelstellung der das Werkstück 10 tragenden Spindel 15 durch einen Drehmelder 16 gefühlt. Zu diesem Drehmelder gehören zwei Leseköpfe, deren Ausgangssignale einer Korrekturschaltung 17 zugeführt werden, die ein digitales Ausgangssignal zum Kompensieren einer etwa vorhandenen Exzentrizität der Spindel liefert. Außerdem bewirkt die Korrekturschaltung 17 eine Phasenteilung durch 5, so daß sie für jeden Drehwinkelsciiritt der Spindel 15 von 0,04 einen Impuls liefert, 'weitere Einzelheiten der Korrekturschaltung 17 sind der britischen Patentschrift 1 375 824 zu entnehmen.

Die Werkstückspindel 15 ist auf einem Schlitten 26 gelagert, der in Sichtung der Spindelachse bewegbar ist, damit das Werkstück 10 gegenüber einer durch einen photoelektrischen Fühler 27 bestimmten Ruhestellung vorgeschoben werden kann. Diese Bewegung wird durch einen Servomotor-Tachometer-Antrieb 28 herbeigeführt. Weitere photoelektrische !Fühler 29 und 30 sind den Endpunkten der Schleifhubbewegung zugeordnet, welche durch die Antriebseinrichtung 28 herbeigeführt wird.

Auf dem Schlitten 26 ist ferner eine Einrichtung 31 zum Abrichten der Schleifscheibe 22 angeordnet. Den Endpunkten der beim Abrichten der Schleifscheibe herbeigeführten Eubbev/eguiig siaü pliotoelektrische Fühler 32 und 33 zugeordnet. An dem Schlitten 26 ist ein nur schematisch angedeuteter Flügel 34 befestigt, durch den die auf die Fühler 27, 29, 30, 32 und 33 fallenden Lichtstrahlen unterbrochen werden können. Die Abrichteinrichtung 31 weist einen Schwenkarm 45 auf, der ein Abrichtwerkzeug 46 und einen Fühler 47 trägt, welch letzterer

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das Ausmaß der Unregelmäßigkeit der Arbeitsfläche der Schleifscheibe fühlt. Zum Betätigen des Schwenkarms 45 dient eine pneumatische Betätigungseinrichtung 48, und zwei Fühler 49 und 50 dienen dazu, festzustellen, ob sich der Schwenkarm in seiner oberen oder seiner unteren Stellung befindet.

Weiterhin gehört zu der Steuervorrichtung ein Digitalrechner 18, z.B. ein Kleinrechner der Bauart Uova, mit einem Speicher zum Aufnehmen von Informationen "über die gewünschte Profilform des zu schleifenden ITockens. Diese Informationen können auf bekannte Weise unter Benutzung einer Eingabestation 19 geändert werden. Der Rechner 18 liefert ein digitales Eingangssignal für den Komparator 8, und dieses Signal wird in dem Komparator mit dem Ausgangssignal der Zähleinrichtung 7 verglichen. Ist zwischen diesen beiden Signalen ein Unterschied vorhanden, wird ein entsprechendes Signal dem Verstärker 3 über den Umsetzer 9 zugeführt, so daß die Stellung der Schleifscheibe 22 entsprechend dem gewünschten Profil des NOkkenrings bestimmt wird. Zu diesem Zweck berücksichtigt der Rechner 18 die jeweilige Winkelstellung des Werkstücks 10 unter Verwendung des der Korrekturschaltung 17 entnommenen digitalen Signals. Natürlich gibt es für jede Winkelstellung des Werkstücks eine entsprechende Stellung der Schleifscheibe, so daß die Stellung der Schleifscheibe während der Drehung des Werkstücks entsprechend geändert wird, damit die gewünschte Profilform entsteht. Es liegt auf der Hand, daß der Schleifvorgang schrittweise durchgeführt werden muß, um die Beanspruchung der Schleifscheibe zu begrenzen; auch diese Aufgabe wird von dem Rechner 18 übernommen. Mit Ausnahme des letzten Arbeitsschritts repräsentiert somit das dem Umsetzer 8 durch den Rechner 18 zugeführte Signal den in dem Speicher enthaltenen Wert abzüglich eines vorbestimmten Betrags bzw. bei einer äußeren ITockenflache zuzüglich eines vorbestimmten Betrags.

Bei der bis jetzt beschriebenen Anordnung ist noch nicht die im Verlauf des Schleifvorgangs zu erwartende Abnutzung der Schleifscheibe berücksichtigt. Um eine solche Berücksichtigung zu ermöglichen, ist eine Einrichtung vorhanden, die das tat-

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sächliche Profil des Nockenrings anzeigt, und zu der ein Bewegungsabnahmeglied 20 gehört, das mit der Nockenfläche an einem Punkt zusammenarbeitet, der gegenüber der Schleifscheibe 22 in der Umfangsrichtung zweckmäßig um 180° versetzt ist. Die jeweilige Stellung des Bewegungsabnahmegliedes 20 wird durch einen zweiten Stellungsfiihler gefühlt, zu dem ein weiterer optischer Meßwertwandler 21, ein Phasenteiler 22 und eine Zähleinrichtung 23 gehören. Das Ausgangssignal der Zähleinrichtung 23 ist ein digitales Signal, das die jeweilige Stellung des Bewegungsabnahmegliedes 20 anzeigt. Das Signal der Zähleinrichtung wird in dem Rechner 18 zeitweilig gespeichert, da die durch das Bewegungsabnahmeglied bewirkte Messung an einem gegenüber der Schleifscheibe 22 versetzten Punkt erfolgt. Wenn der Rechner 18 dem Komparator 8 sein Signal zuführt, verwendet er daher hierbei nicht unmittelbar die ihm durch die Zähleinrichtung 23 zugeführten Informationen, sondern er wählt ein der jeweiligen Winkelstellung des Werkstücks entsprechendes Signal aus. Auf diese Weise berücksichtigt der Rechner 18 auch die Abnutzung der Schleifscheibe, und er stellt über eine allgemeine Steuerlogik 24, der auch die Signale der verschiedenen Fühler zugeführt werden, die Maschine ab, sobald die Abnutzung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Das Bewegungsabnahmeorgan bzw. der Fühler 20 wird durch eine Feder 36 in Berührung mit dem Werkstück gehalten und kann in axialer Richtung durch eine pneumatischen Zylinder 37 bewegt werden, dem zwei photoelektrische Fühler 38 und 39 zum Festlegen der Endpunkte der Bewegungsstrecke zugeordnet sind. Die radiale Bewegung des Bewegungsabnahmegliedes 20 wird durch einen pneumatischen Zylinder 40 gesteuert, bei dem den Enden seiner radialen Bewegungsstrecke photoelektrische Fühler 41 und 42 zugeordnet sind. Die Feder 36 hält das Bewegungsabnahmeglied in Anlage an der Nockenfläche oder einer Bezugsfläche 43, zu der das Bewegungsabnahmeglied durch eine Rampe geführt wird.

Die Bezugsfläche 43 kann zum Festlegen des Radius des Bewegungsabnahmegliedes dienen. Befindet sich das Bewegungsabnahmeglied in Anlage an der Bezugsfläche 43, wird die Zähleinrichtung 23 auf ein Zählergebnis eingestellt, das dem tat-

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sächlichen Abstand zwischen der Achse der Spindel 15 und der Bezugsfläche entspricht. Dieses Zählergebnis kann durch eine fest verdrahtete Schaltung 44 erzeugt werden, die durch den Rechner 18 betätigt wird. Der Rechner prüft die Bezugsstellung und stellt die Zähleinrichtung 23 zwischen aufeinander folgenden Schleifzyklen erforderlichenfalls nach.

G-emäß Fig. 1 ist ein weiterer Digital-Analog-Umsetzer 25 vorhanden, der dem Verstärker 3 ein weiteres Eingangssignal zuführt. Dem Umsetzer 25 wird ein Signal von dem Rechner 18 aus zugeführt, durch das die auf die G-eschwindigkeitsnacheilung zurückzuführenden Fehler korrigiert werden, die sich anderenfalls beim Betrieb der Werkzeugmaschine einstellen wurden. Der Rechner 18 kann außerdem ein Signal liefern, das die Beschleunigung repräsentiert, und dieses zusätzliche Signal kann dem Verstärker 3 zugeführt oder mit dem dem Komparator 8 zugeführten Signal kombiniert werden.

Die Phasenteiler 6 und 22 dienen dazu, die Auflösung der zugehörigen Meßwertwandler zu verbessern. Sie sind als verstellbare Impulsvervielfacher ausgebildet, die für jeden ihnen zugeführten Impuls eine einstellbare Anzahl von Impulsen liefern.

Bevor näher auf das Reohnerprogramm eingegangen wird, werden im folgenden anhand von Pig. 2a bis 2c die zu berücksichtigenden mathematischen Beziehungen erläutert.

Ein wichtiger Punkt, der berücksichtigt werden muß, ist die Tatsache, daß der Berührungspunkt zwischen der üTockenflache und der Schleifscheibe nicht stets auf einer Linie liegt, welche die Achse des Nockens mit der Achse der Schleifscheibe verbindet. Bei zahlreichen Berührungspunkten ist ein Versetzungswinkel vorhanden, und diese Tatsache ist in Pig. 2a schematisch dargestellt. In Pig. 2a ist eine Tangente des Nockens eingezeichnet, die durch den Berührungspunkt 0 zwischen der Schleifscheibe 22 und dem Bocken 10 verläuft. Der Einfachheit halber ist das Bewegungsabnahmeglied 20 in Pig. 2 a ebenfalls

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als mit dein Nocken an dem Punkt 0 in Berührung stehend dargestellt. In der Praxis ist jedoch der Berührungspunkt zwischen dem Bewegungsabnahmeglied und dem Nocken gegenüber dem Punkt 0 in Fig. 2a um 180° versetzt. Der Punkt B bezeichnet die Drehachse des Nockens 10, und die Linie D-E gibt eine Bezugsrichtung wieder, die im Raum festgelegt ist, und auf welche die Messung in Richtung der Linie B-A bezogen wird, durch welche die Lage des Bewegungsabnahmegliedes 20 repräsentiert wird. Der Punkt 0 repräsentiert in Fig. 2a die Drehachse der Schleifscheibe 22. Aus Pig. 2a lassen sich die beiden nachstehenden Gleichungen ableiten:

sin Y = -|—- sin«*- (2)

cw

Hierin ist

R = Abstand zwischen B dem Mittelpunkt G der

Schleifscheibe 22
R ~ = Abstand zwischen B und dem Mittelpunkt A des

Bewegungsabnahmegliedes \J = Versetzungswinkel, d.h. Winkelunterschied

zwischen Bewegungsabnahmeglied und Schleifscheibe

R^ = Durchmesser der Schleifscheibe R- = Radius des Bewegungsabnahmegliedes θ = Winkel CBA, der die Lage des Bewegungsabnahmegliedes bestimmt

sin J^

^Rcf ^ü£

J"^Rcf = Änderung von R_cf bei einer Änderung des Winkels θ um ~Q

Die Gleichungen (1) und (2) hängen vom Radius der Schleifscheibe 22 ab, bei dem es sich infolge der eintretenden Abnutzung bei der Vorrichtung um eine vairable Größe handelt. Eine brauchbare Annäherung bezüglich der Wirkung einer Änderung

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des Schleifscheibenradius auf den Versetzungswinkel ergibt sich aus der folgenden G-leichung:

₌ 4/|l ^₁ + o,O5 (a· - a)] (3)

Hierin ist:

y = Versetzungswinkel bei gegebenem Schleifscheibenradius R

y¹ = Versetzungswinkel am gleichen Punkt, wenn der Schleifscheibenradius mit R¹ geschätzt wird

= ^Rw - ^Rf
= ^Rfw - ^Rf

Diese Annäherung gilt für den Fall, daß die in Frage kommenden Parameter in den nachstehend genannten Bereichen liegen:

R_cf = 20 mm

S B. f =0,15 mm bei einem Uockendrehwinkel von 1 R_f = 5 mm
= 8 mm

Zunächst wird dem Rechner 18 auf bekannte Weise eine Folge von Impulsen für die Werte von θ und R- eingegeben, und zwar für 1800 Wertpaare, die für den Winkelbereich von bis 360° gelten; diese Werte werden einzeln mit Θ. und R ~.

X CXX

bezeichnet, wobei i die Ordnungszahl innerhalb der Folge angibt. Außerdem werden Werte von^f. gespeichert, die zusammen mit θ und R „ eingegeben oder in dem Rechner unter Benutzung von Gleichung (2) berechnet werden können. Weiterhin werden Werte für R . unter Benutzung von Gleichung (1) berechnet. Für jede einzelne Winkelstellung des Nockens bzw. des Werkstücks, d.h. für jeden Winkel Θ., für den i bei einer Auflösung von 0,2° zwischen 0 und 1799 liegt, stehen somit zwei Informationen zur Verfügung, und zwar

I. die erforderliche endgültige Stellung des Bewegungsabnahmegliedes an dem betreffenden Punkt (R_cfi) und

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II. der Versetzungswinkel (ψ.) an dem betreffenden Punkt auf der Basis des anfänglichen Schleifscheibenradius.

Wird das Werkstück gedreht, werden dem Rechner mit Hilfe des Bewegungsabnahmegliedes gewonnene Meßwerte R¹^.; eingegeben, und Befehlssignale bezüglich der Stellung der Schleifscheibe werden für jeden Winkelschritt der Drehung des Werkstücks ausgegeben.

Während des Schleifvorgangs werden zwei Parameter berechnet und gespeichert:

I. der Sollwert der Schleifscheibenstellung (R___H) bei

CWX

jeder Winkelstellung des Werkstücks, der aus dem Sollwert (R₀-P^) und dem jeweils gemessenen Wert (R¹Qf-;) berechnet wird, und

II. die Winkelstellung (ß.) des Werkstücks, bei welcher der Wert (R_ .) als Befehlssignal für die Stellung

CWX

der Schleifscheibe ausgegeben werden muß. Dieser Winkel unterscheidet sich um etwa 180° von der jeweiligen Winkelstellung des Werkstücks, da bei der Werkzeugmaschine die Schleifscheibe und das Bewegungsabnahmeglied um 180° gegeneinander versetzt sind.

Somit führt bei jeder einzelnen Winkelstellung der Rechner normalerweise zwei Rechenvorgänge durch.

Der erste Rechenvorgang läuft wie folgt ab:

Mit Hilfe des Bewegungsabnahmegliedes wird ein Wert für R¹ _. gewonnen und mit dem Wert R_c-pjj für die endgültige Stellung des Bewegungsabnahmegliedes verglichen, um festzustellen, wieviel Werkstoff noch abgetragen werden muß. Der Wert R . für die Stellung der Schleifscheibe wird je nach der Art des durchzuführenden Arbeitsschritts (Vorschleifen, Schlichten usw.) modifiziert.

Der Winkel ß., bei dem der Wert für R_cwi ausgegeben werden muß, wird erneut unter Verwendung des jeweiligen Schätzwertes R¹ _r für den Schleifscheibenradius berechnet (die Ermittw

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lung des Schleifscheibenradius bildet den Gegenstand eines weiter unten "beschriebenen dritten Rechenvorgangs); der Winkel ß. wird wie folgt berechnet:

ß_± = θ_± + 180° +"Y₁ ¹ (4)

Hierin ist ψ.' durch Gleichung (3) gegeben.

Der zweite Rechenvorgang läuft wie folgt ab:

Der Wert E' „_H für für die Stellung der Schleifscheibe, der bei der Winkelstellung ß. ausgegeben werden muß, wird durch Interpolation zwischen zwei Werten für R _H ermittelt, die für eine Drehung des Werkstücks um etwa 180 vor der jeweiligen Winkelstellung berechnet werden. Um den Wert von R¹ zu berechnen, prüft der Rechner die Tabelle der gespeicherten Werte von ß., bis ar einen Wert findet, der größer ist als Θ.· Dieser Wert wird mit ß. bezeichnet. Der vorherige Wert von ß. ist dann kleiner als Θ. , und die Werte R_cw-j _und R_cw^_^ können benutzt werden, um R_cwi zu berechnen (siehe Pig. 2b).

Diese Interpolation ist erforderlich, da die gespeicherten Werte von ß. im allgemeinen nicht genau den diskreten Werten von Q^ entsprechen, mit denen gearbeitet wird.

Um dem Servomotor zum Steuern des Spindelkopfes für die Vorwärtsbewegung Geschwindigkeits- und Beschleunigungs- bzw. Vorschubsignale zuzuführen, werden die Geschwindigkeit V_wi des Spindelkopfes und seine Beschleunigung A. berechnet, und die entsprechenden Werte werden ausgegeben. Hierfür gilt:

°v

;>WD ^{+ 2R}'cwi ~ ^R

Hierin sind 0 und C Konstanten, die sich z.B. nach der Ver stärkung der Servoeinrichtung und der Auflösung richten.

Daher ist es erforderlich, daß bei dem Winkel Θ. der Wert von R'/_c ·₊λ) bekannt ist, und zu diesem Zweck wird so

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vorgegangen, daß für den Winkel Θ. der Wert von R¹ (_cw:; ,-i) "berechnet wird, für den vorher berechnete und gespeicherte Werte R¹ . und S-* r cwx—1 "> ^tei ®i-1 ^tzw* ^Qi-2 δ^β1ΐβη· Nachdem R¹/ . -.ν, Y . und A . berechnet worden sind, werden die Werte ^R'cwi' \i ^{und A}wi

Der genannte dritte Rechenvorgang dient zur Ermittlung des Schleifscheibenradius.

Bei einem einen konstanten Radius aufweisenden Abschnitt des Nockens hat der Versetzungswinkel }' den Wert Null, und die Schleifscheibenstellung R' ., bei der sich eine bestimmte

CWX

Stellung R^! _Gf^ des Bewegungsabnahmegliedes ergibt, ist wie folgt bestimmt:

^R'cwi = ^R'cfi ^{+ R}f - ^R'w

Diese Bedingungen sind in 3?ig. 2c dargestellt. Somit ist es möglich, bei einem einen konstanten Radius aufweisenden Abschnitt des herzustellenden Nockens unter Zuhilfenahme der Anzeige für die Stellung des Bewegungsabnahmegliedes und unter Berücksichtigung des zum Schleifen eines solchen Abschnitts benutzten Befehlssignals für die Stellung der Schleifscheibe den jeweiligen Schleifscheibenradius R' wie folgt zu berechnen:

^R!w =^R'cfi^+Rf -^R

w =^Rcfi

In der Praxis wird ein bestimmter, einen geeigneten konstanten Radius aufweisender Abschnitt des Nockens gewählt, bevor mit dem Schleifen begonnen wird. Dieser "markierte" Abschnitt wird bei jeder Umdrehung während des Schleifens benutzt, um den Schleifscheibenradius zu berechnen.

Der einen konstanten Radius aufweisende Abschnitt des Nockens muß eine ausreichende Umfangslänge haben, um zu gewährleisten, daß die Schleifscheibe und das Bewegungsabnahmeglied eine stabile Stellung erreicht haben, bevor die Prüfung des Schleifscheibenradius durchgeführt wird. Bei dieser Prüfung werden mehrere Anzeigewerte des Bewegungsabnahmegliedes benutzt, und ihr Mittelwert wird verwendet, um das Glied E

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-14-von Gleichung (7) zu berechnen.

Bei der nachstehenden Programmbeschreibung ist angenommen, daß der Programmspeicherbereich bereits Tabellen von Werten für R_cfi und ^₁ für jeden Wert von Q_± enthält, der für den zu schleifenden Nocken gilt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 3, die einen Ablaufplan des Rechnerprogramms zeigt, eine typische Arbeitsfolge bei einem Schleifvorgang beschrieben.

Bei dem Schritt 51 nach Pig. 3 wird das Einschalten der Maschine gefühlt, wodurch bewirkt wird, daß das Programm zu ■ dem Schritt 52 fortschreitet, wodurch die Durchführung der nachfolgenden Arbeitsschritte veranlaßt wird: der Schlitten 26 wird gegenüber dem Spindelkopf 1 vollständig zurückgezogen; das Bewegungsabnahmeglied 20 wird außer Eingriff gebracht und bis zu der Bezugsfläche 43 bewegt, wodurch die Einrichtung 44 veranlaßt wird, die Zähleinrichtung 23 zurückzustellen; der Spindelkopf 1 wird in seine durch den Fühler 35 bestimmte Bezugsstellung gebracht, und die Zähleinrichtung 7 wird auf UuIl gestellt; die Abrichteinrichtung 46 wird von der Schleifscheibe 22 weg bewegt, !fach dem Abschluß dieser Folge von Arbeitsschritten bringt das Programm eine Entscheidungseinrichtung 53 zur Wirkung, die feststellt, ob der in Fig. 1 gezeigte Startknopf 24a betätigt worden ist oder nicht. Wurde der Knopf betätigt, geht das Programm auf die Funktion 54 über, so daß der Versuch gemacht wird, das Bewegungsabnahmeglied 20 zur Anlage an einem Rohling für einen Nockenring 10 zu bringen. Gemäß dem Diagrammblock 55 wird geprüft, ob das Bewegungsabnahmeglied zur Anlage an einem Rohling gekommen ist, d.h. die Stellung des Bewegungsabnahmegliedes wird abgelesen, um zu prüfen, ob auf der Spindel 15 ein Werkstück montiert worden ist. Ist kein Werkstück vorhanden, kehrt das Programm zu dem Schritt 52 zurück; wird dagegen das Vorhandensein eines Werkstücks festgestellt, wird ein vollständiger Satz von Meßwerten für die Stellung des Bewegungsabnahmegliedes abgelesen, und die Werte werden in dem Rechner 18 gespeichert. Hierauf geht das Programm

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auf die Punktion 56 aber, um den Rechner zu veranlassen, die Meßwerte für das Bewegungsabnahmeglied mit den bereits gespeicherten Sollwertinformationen zu vergleichen. Eine interne Einrichtung zum Zählen der Winkelstellung des Nockens in dem Rechner wird zurückgestellt, um die Winkelstellung des Rohlings auf optimale Weise den gespeicherten Informationen über das gewünschte endgültige Profil anzupassen. G-emäß dem Magrammblock 57 wird dann veranlaßt, daß die gespeicherten Werte geprüft werden, um festzustellen, ob auf dem Rohling genügend Werkstoff für die Erzeugung des gewünschten Profils vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall, geht das Programm auf die Punktion 62 über, so daß ein Warnsignal erzeugt wird. Daraufhin würde das Programm zu der Punktion 52 zurückkehren. Ist der Arbeitsschritt zum Abrichten der Schleifscheibe einwandfrei abgelaufen, geht das Programm auf die Punktion 60 über, so daß der Nocken geschliffen wird. Nach der Beendigung des Schleifvorgangs wird der Nocken gemäß dem Diagrammblock 61 geprüft, um festzustellen, ob sein Profil innerhalb der geforderten Toleranzen liegt. Ist dies nicht der Pail, wird gemäß dem Diagrammblock 62 ein weiteres Warnsignal erzeugt, und das Programm kehrt zu der Punktion 52 zurück. Liegt der Nocken innerhalb der Toleranzgrenzen, wird gemäß dem Diagrammblock 63 ein entsprechendes Signal erzeugt, woraufhin das Programm zu der Punktion 52 zurückkehrt.

Im folgenden wird näher auf die Vorgänge eingegangen, die dem Diagrammblock 56 entsprechen.

Das roh vorgeformte Werkstück wird in die Maschine in einer beliebig gewählten Winkelstellung eingespannt, so daß es zunächst erforderlich ist, einen geeigneten Q°-Bezugspunkt auf dem Werkstück zu ermitteln, der dem O°-Bezugspunkt der gespeicherten Informationen über den Nocken entspricht.

Zuerst wird von einem beliebigen Winkel ausgegangen, und es werden für den ganzen Bereich von 360 Meßwerte R¹ ~. für die Stellung des Bewegungsabnahmegliedes gewonnen; hierbei wird der Winkel durch eine software-Zähleinrichtung überwacht, die

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-16-den tatsächlichen Winkel θ¹, enthält.

Beim nächsten Arbeitsschritt werden die gespeicherten Meßwerte des Bewegungsabnahmegliedes, die einer JTockenerhöhung entsprechen (R'_cf₀ bis R¹ _f , wobei η gleich (360 χ r)/N ist und r die Anzahl der je Winkelgrad gemessenen Punkte bezeichnet, während Ή die Anzahl der ITockenerhöhungen angibt), mit einem entsprechenden Satz von Eockendatenwerten (R _f bis verglichen, um die mindestens abzutragende Werkstoffmenge zu ermitteln. Ist R_{Q min} kleiner als Full, ist es offen

sichtlich unmöglich, den Hocken bei dieser Ausgangswinkelstellung zu schleifen, da bereits zu viel Werkstoff abgetragen worden ist.

Hierauf wird ein weiterer Satz von Vergleichen durchgeführt, bei dem ein Satz von Versetzungswinkeln OC₁ bis oC benutzt wird, um den Anfangspunkt der Meßdaten um bis zu eine Nockenerhöhung zu verlagern und auf diese Weise eine Versetzung zu bestimmen, die der ersten Nockenerhöhung optimal angepaßt ist.

Uach dem Orientieren der ersten Noc xenerhöhung werden die übrigen Hockenerhöhungen geprüft, und es werden endgültige Einstellarbeiten bezüglich der Versetzung durchgeführt, um eine optimale Anpassung über den ganzen Umfang zu erreichen. Hierauf wird der gespeicherte Inhalt der Winkelzähleinrichtung entsprechend der optimalen endgültigen Versetzung geändert. Wenn bei dieser optimalen Anpassung nicht über den ganzen Umfang mindestens die benötigte Werkstoffmenge vorhanden ist, wird der Rohling zurückgewiesen.

Die Bedeutung des Diagrammblocks 58 in Fig. 3 wird im folgenden anhand von ]?ig. 4 und in Anlehnung an Pig. 1 näher erläutert. Wie erwähnt, wird die Schleifscheibe 22 mit Hilfe eines Diamanten 46 abgerichtet, der auf einem pneumatisch betätigbaren Arm 31 montiert ist, welcher durch den Rechner über ein Magnetventil 48 gesteuert wird, damit sich die Abrichteinrichtung nach Bedarf in Betrieb setzen läßt. Ein in den Arm 45 eingebauter Meßwertwandler, der mit einer elektro-

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nischen Steuereinrichtung kombiniert ist, führt dem Rechner 18 ein Signal zu, sobald der Diamant 46 in Berührung mit der Schleifscheibe 22 steht. Bei der kühleinrichtung 47 und der elektronischen Steuereinrichtung handelt es sich um ein Erzeugnis der Firma TJVA, Ulsunda Verkstader AB.

Das Programm läuft entsprechend dem Diagrammblock 65 ab, d.h. der Arm 45 wird so verstellt, daß der Diamant 46 in seine Abrichtstellung gebracht wird. Dann wird auf den Diagrammblock 66 übergegangen, d.h. der Schlitten 26 wird veranlaßt, sich zwischen den vorbestimmten Endpunkten der Abrichtstrecke hin- und herzubewegen, so daß der Diamant 46 die Schleifscheibe 22 über ihre ganze Breite überstreicht. Hierauf folgt der dem Diagrammblock 67 entsprechende Arbeitsschritt, bei dem der Spindelkopf 1 bewegt wird, um die Schleifscheibe 22 in die zuletzt zum Abrichten benutzte Stellung (R ,) bzw. eine neu montierte Schleifscheibe in eine einem neuen Wert entsprechende Stellung zu bringen.

Gemäß dem Diagrammblock 68 wird dann eine software-Zähleinrichtung auf einen Wert H, eingestellt, welcher der Anzahl der zum Abrichten der Schleifscheibe durchzuführenden Arbeitsspiele entspricht.

Während jeder Hubbewegung wird die Schleifscheibe um einen vorbestimmten Betrag R , radial vorgeschoben, damit sie abgerichtet wird. In jedem Fall besteht gemäß den Diagrammblöcken 70 und 71 Gewähr dafür, daß die Berührung zwischen dem Diamanten 46 und der Schleifscheibe 22 aufrechterhalten wird. Gemäß Fig. 4 kann von dem Diagrammblock 71 aus wieder zu dem Diagrammblock 69 zurückgekehrt werden, wenn der Spindelkopf 1 einen Hub ausgeführt hat, ohne daß die Schleifscheibe in Berührung mit dem Diamanten kam, da der Spindelkopf nicht genügend weit vorgeschoben wurde, um den Abrichtvorgang einzuleiten. Entsprechend den Diagrammblöcken 72 und 73 wird erneut ermittelt, ob die Schleifscheibe den Abrichtdiamanten berührt, und es wird von dem Diagrammblock 73 auf den Diagrammblock 77 übergegangen, wenn eine Berührung während eines Hubes

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des Schlittens 26 nur einmal herbeigeführt wird, d.h. sobald die Schleifscheibe einwandfrei abgerichtet worden ist. Wurde die Schleifscheibe nicht einwandfrei abgerichtet, wird gemäß Fig. 4 auf den Diagrammblock 74 übergegangen, woraufhin gemäß dem Diagrammblock 75 die software-Zähleinrichtung in der Abwärtszählrichtung betätigt wird, die dann, wenn sie nicht das Zählergebnis Mull anzeigt, bewirkt, daß gemäß Fig. 4 von dem Diagrammblock 76 erneut auf den Diagrammblock 69 übergegangen wird. Ist es auch nach der Durchführung einer vorbestimmten Anzahl von Versuchen nicht möglich, die Schleifscheibe einwandfrei abzurichten, wird die Schleifscheibe somit für unbrauchbar erklärt, und es wird auf das Abrichten endgültig verzichtet. Am Ende des Abrichtvorgangs kann der Schleifscheibenradius R' entsprechend der nachfolgenden Gleichung berechw

net und zur Verwendung während des Schleifens gespeichert werden:

^{= R}d ~ ^Rcwd

Hierin ist

H = Stellung der Abrichteinrichtung gegenüber

der ÜTockendrehachse
H , = Stellung des Schleifspindelkopfes am Ende

des Abrichtvorgangs

Diese Arbeitsschritte am Ende des Abrichtvorgangs werden entsprechend den Diagrammblöcken 77 und 78 durchgeführt, an die sich der Diagrammblock 59 (siehe auch Fig. 3) anschließt, gemäß welchem geprüft wird, ob der berechnete Wert von R¹ zu klein ist, um festzustellen, ob ein Signal erzeugt werden muß, um anzuzeigen, daß eine neue Schleifscheibe benötigt wird, wie es in Fig. 3 durch den Diagrammblock 64 angedeutet ist.

Im folgenden wird anhand von Fig. 5 der eigentliche, dem Diagrammblock 60 in Fig. 3 entsprechende Schleifvorgang erläutert.

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Um den Schleif Vorgang zu "beginnen, werden Anfangswerte für die Stellung des Schleifspindelkopfes (R__m4) und die Win-

CWX

kelausgangssignale (ß.) "benutzt. Diese Werte werden aus Gleichung (1) unter Benutzung des Wertes R'_w» der während des Abrichtens berechnet wurde, sowie aus den Gleichungen (4), (5) und (6) berechnet. Die Werte von R_cw;4 werden um einen kleinen Betrag geändert, damit anfänglich ein Spielraum zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe vorhanden ist (Diagrammblock 79).

Dann wird die Maschine dadurch zum Schleifen eingestellt, daß die Abrichteinrichtung angehoben wird, während der Schlitten 26 gemäß dem Diagrammblock 80 zum Schleifen des Nockens hin- und herbewegt wird.

Hierauf tritt der Rechner 18 in eine Programmschleife entsprechend dem Diagrammblock 81 ein, die mit den Unterbrechungsimpulsen synchronisiert ist, welche durch die Einrichtung 16 zum Fühlen der Winkelstellung des Nockens erzeugt werden. Bei jedem Unterbrechungsimpuls wird die Nockenstellungszähleinrichtung (θ¹^) schrittweise weitergeschaltet (Diagrammblöcke 82, 83, 84), es wird mit Hilfe des Bewegungsabnahmegliedes ein Meßwert (R¹ ₀·^) gewonnen (Diagrammblock 85), es wird ein neuer Wert (R_owi) für die Stellung der Schleifscheibe zur späteren Verwendung berechnet, und es wird ein Wert R'_wi ermittelt, der bei Θ'. ausgegeben wird.

Außerdem ist vorher ein geeigneter, einen konstanten Radius aufweisender Umfangsabschnitt des Nockens "markiert" worden, der beim Prüfen des Schleifscheibenradius R¹ benutzt und gemäß dem Diagrammblock 86 in Fig. 5b nachgewiesen wird. Sobald dieser Abschnitt nachgewiesen worden ist, durchläuft das Programm gemäß Fig. 5b die Arbeitsschritte, die den Diagrammblöcken 87 bis 94 entsprechen. Mit Hilfe dieser iolge von Arbeitsschritten wird der Radius der Schleifscheibe geprüft, und wenn sich dieser Radius als zu klein erweist, wird ein Warnsignal erzeugt, um anzuzeigen, daß eine neue Schleifscheibe benötigt wird. Wird der erwähnte markierte Abschnitt des Nok-

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kens nicht nachgewiesen, schließt sich gemäß Fig. 5b an den Arbeitsschritt 86 der Arbeitsschritt 95 an, bei dem ß. mit Hilfe von Gleichung (4) ermittelt wird. Hierauf folgt dann der Arbeitsschritt 96, bei dem die Schnittiefe dadurch bestimmt wird, daß die Werkstoffmenge r ~. berechnet wird, die an dem Punkt Θ¹. noch abgetragen werden muß. Im Verlauf der Arbeitsschritte 97 bis 104 des Programms wird dann gemäß Fig. 5b der Wert von r ~. mit den Grenzwerten L und L-, für das Vor- und Fertigschleifen verglichen. Zunächst werden Arbeitsschritte zum Vorschleifen durchgeführt, bis der entstehende Hocken eine vollständige Umdrehung zurücklegt, ohne daß ein weiteres Vorschleifen erforderlich ist. Nach dem Erreichen dieses Stadiums wird mit der Durchführung von Feinschleifvorgängen begonnen, und sobald der Hocken eine vollständige Umdrehung zurückgelegt hat, ohne daß ein weiteres Feinschleifen erforderlich ist, wird das Feinschleifen als beendet betrachtet, und der gesamte noch vorhandene Werkstoff wird im Verlauf einer einzigen Umdrehung abgetragen. Sobald dieses Stadium erreicht ist, wird gemäß dem Diagrammblock 105 bewirkt, daß der Nocken eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführt, ohne daß die Schleifscheibe weiteren Werkstoff abträgt, und hierbei wird der Nocken gemäß dem Diagrammblock 106 durch Vergleich mit den gespeicherten Bezugsinformationen geprüft. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Durchführen des Schleifvorgangs handelt es sich natürlich nur um ein Beispiel, d.h. man könnte den SohleifVorgang auch auf eine andere Weise zu Ende führen.

Das Signal für die Stellung der Schleifscheibe, das bei Ö'j ausgegeben werden muß, ist bereits berechnet worden, und gemäß dem Diagrammblock 107 in Fig. 5a wird der bei θ'^.-j auszugebende Wert dadurch ermittelt, daß die Tabelle der Werte von ß. abgefragt wird, bis ein Wert β-ί,-ι gefunden worden ist, der gerade noch größer ist als Q 'j+i· Definitionsgemäß ist dann ß. kleiner als θ'·,.,, und R_nm+ kann gemäß dem Diagramm-

J 1+ I CWJ

block 108 benutzt werden, um den Wert von R'_cwj_₊i ^zu berechnen, der bei der nächsten Unterbrechung ausgegeben werden muß.

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Es ist erforderlich, geeignete Programmierverfahren anzuwenden, um die Probleme zu lösen, die sich ergehen, wenn ß. den Übergang zwischen 359° und 0° durchläuft. Ein solches Programmierverfahren ist in Fig. 6 dargestellt, aus der weitere Einzelheiten des Arbeitsschritts 107 nach Fig. 5a ersichtlich sind. Ist ö'_i+1 groß, d.h. ist dieser Wert größer als 180°, und nähert er sich 359°, was gemäß dem Diagrammblock 111 festgestellt wird, kann beim Abfragen der Werte für ß . der Wert 360 durchlaufen werden. Um dies nachzuweisen, werden gemäß dem Diagrammblock 117 Prüfungen für kleine Werte von ß. durch-

«J geführt; wenn ein solcher Wert auftritt, wird er gemäß dem Arbeitsschritt 118 um 360° vergrößert, um die Kontinuität aufrechtzuerhalten. Ist der Wert von θ ¹^₊-J klein, d.h. ist er

kleiner als 180°, und liegt er gerade eben über 0°, kann das Abfragen der Werte von S. zu großen Werten von etwa 350° füh-

J
ren, und es würde sofort festgestellt, daß dieser Wert größer ist als ö'j,i» so daß man falsche Ergebnisse erhalten würde. Um dies zu verhindern, werden gemäß dem Diagrammblock 113 Prüfungen für große Werte von ß. durchgeführt; wenn ein sol-

CJ

eher Wert auftritt, wiri er gemäß dem Diagrammblock 115 um 360 verkleinert, um die Kontinuität aufrechtzuerhalten.

Sind gemäß dem Biagrammblock 109 in Fig. 5a die Werte von V . und A, . berechnet worden, werden diese Werte gemäß dem

Wl WX

Diagrammblock 110 zusammen mit R^r . ausgegeben.

Patentansprüche:

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Claims

-22- PATENTANSPRÜCHE

1. ] Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einer

nrichtung zum Bestimmen eines an einem Werkstück zu erzeugenden Profils, mittels welcher die Stellung eines an dem Werkstück angreifenden umlaufenden Werkzeugs bestimmt bzw. geregelt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Bestimmen des gewünschten Profils ein Digitalrechner (18) ist, der einen Speicher für Informationen über das gewünschte Profil aufweist, daß ein erster Motor (2) zum Einstellen eines Werkzeugs (22) vorhanden ist, ferner eine erste lagefühleinriehtung (5, 6, 7) zum Erzeugen eines die tatsächliche lage des Werkzeugs repräsentierenden ersten digitalen Signals, wobei der Rechner geeignet ist, so betätigt zu werden, daß er ein eine gewünschte lage des Werkzeugs anzeigendes zweites digitales Signal liefert, ein Komparator (3)» der auf jeden Unterschied zwischen den durch das erste und das zweite Signal repräsentierten Werten reagiert, um den ersten Motor im Sinne einer Verringerung des Unterschiedes zwischen den Signalen zu steuern, eine zweite lagefühleinrichtung (16, 17} zum Erzeugen eines die tatsächliche Winkelstellung des Werkstücks (10) anzeigenden dritten digitalen Signals, sowie eine dritte lagefühleinrichtung (21, 22, 23) zum Erzeugen eines vierten digitalen Signals, das die-lage eines Bewegungsabnahmegliedes (20) repräsentiert, welches an einer bearbeiteten Fläche des Werkstücks an einem Punkt anliegt, der gegenüber dem Werkzeug um die Achse der Winkelbewegung des Werkstücks um einen bekannten Winkel versetzt ist, wobei die zweite und die dritte lagefühleinrichtung so geschaltet sind, daß sie Signale dem Rechner zuführen, der so programmiert ist, daß er das zweite digitale Signal in Abhängigkeit von einem Teil der gespeicherten Informationen erzeugt, wobei dieser Teil unter Benutzung des dritten Signals gewählt wird, sowie in Abhängigkeit von dem vierten digitalen Signal, das zum Ausgleichen der Abnutzung des Werkzeugs dient.

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2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 mit einem zweiten Motor zum Herbeiführen einer Winkerbewegung des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet , daß der Rechner (18) so programmiert ist, daß er ein digitales Sollwertsignal liefert, das einer Einrichtung (12) zum Steuern des zweiten Motors (11) zugeführt wird.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zu jeder Lagefühleinrichtung eine optische Gitteranordnung (5, 16, 21) gehört.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Rechner (18) außerdem geeignet ist, Werte eines Versetzungswinkels (ψ) zu speichern, oder daß er ein Programm zum Berechnen von Werten dieses Versetzungswinkels enthält, der den Unterschied zwischen der Winkelstellung eines gegebenen Punktes (A) auf dem Bewegungsa'bnahmeglied (20) gegenüber der Achse (B) des Werkstücks (10) und der Winkelstellung der Achse (0) des Werkzeugs (22) gegenüber der Achse des Werkstücks für den Fall angibt, daß das Bewegungsabnahmeglied und das Werkzeug am gleichen Punkt des Werkstücks anliegen.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die in dem Speicher des Rechners (18) enthaltenen Informationen die Sollwerte für das zu erzeugende Profil in Form von Sollwerten (R_cf) für den genannten gegebenen Punkt (A) auf dem Bewegungsabnahmeglied (20) repräsentieren, daß der Rechner dazu dient, Sollwerte (R_QW) für die radiale Stellung des Werkzeugs aus den genannten Sollwerten und gegebenen Werten des Werkzeugradius (R^) sowie der Abmessung (R_f ) des Bewegungsabnahmegliedes zwischen dem gegebenen Punkt (A) und dem Punkt (0) seiner Berührung mit dem Werkstück (10) zu berechnen und zu speichern, daß der Rechner ferner für ^eden Sollwert (R__) die entsprechende Winkelstellung (ß) des Werkzeugs in Beziehung zur Achse des Werkstücks berechnet und speichert, und daß die Winkelstellung (ß) in Abhängigkeit von dem genannten Versetzungswert berechnet wird.

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6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten digitalen Signale bei tatsächlichen Werten der Stellung (R_c-p) des Bewegungsabnahmegliedes (20) gespeichert werden, daß intermittierend ein Istwert (E') für den Werkzeugradius aus den Istwerten

(R A der genannten Abmessung (R_f) des Bewegungsabnahmegliedes sowie aus der radialen Stellung (E' ) des Werkzeugs (22) be-

CW

rechnet wird, aus der sich die Istwerte (R -) ergeben haben, und daß der Istwert (E'_w) der gegebene Wert des Werkzeugradius ist, der benutzt wird, um Sollwerte (R ) für die radiale Stellung des Werkzeugs zu berechnen.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelstellungen (ß) des Werkzeugs (22) aus kompensierten bzw. berichtigten Werten (γ¹) des Yersetzungswinkels berechnet werden, und daß diese kompensierten bzw. berichtigten Werte aus den gespeicherten Yersetzungswinkeln (ψ) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Istwert des Werkzeugradius (R' ) berechnet werden.

8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite digitale Signal in jedem Fall in Abhängigkeit vom Sollwert (C ) der radialen Stellung des Werkzeugs (22) erzeugt wird, welcher einer Winkelstellung (ß) des Werkzeugs entspricht, die der jeweiligen Winkelstellung (θ') des Bewegungsabnahmegliedes (20) entspricht, und daß der Sollwert (R ) durch eine Interpolation zwischen den beiden Werten der Winkelstellung des Werkzeugs ermittelt wird, zwischen denen die Winkelstellung des Bewegungsabnahmegliedes liegt.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bearbeitung des Werkstücks (10) in mehreren Arbeitsspielen durchgeführt wird, und daß bei jedem Arbeitsspiel das zweite digitale Signal einen Sollwert repräsentiert, der dem endgültig zu erzielenden Sollwert näher benachbart ist als bei den vorausgegangenen Arbeitsspielen.

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10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß der Rechner (18) so programmiert ist, daß er vor dem Beginn des Bearbeitungsvorgangs das Bewegungsabnahmeglied (20) veranlaßt, das Profil des Werkstücks (10) abzutasten und unter Verwendung der hierbei gemessenen Werte eine Bezugswinkelstellung für das Werkstück zu ermitteln, bei der sich eine optimale Anpassung der gespeicherten Werte für das zu erzeugende Profil an das tatsächliche Profil des Werkstücks ergibt.

Der Patentanwalt

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