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Verfahren zum Bestimmen der Position einer in einem
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Werkstück vorzusehenden Öffnung zum Einführen des Schweifsägeblatts
in einer numerisch gesteuerten Schweifsägemaschine Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung einer numerisch gesteuerten Frett-
oder Schweifsägemaschine. Gesteuert werden soll die Bewegung eines plattenförmigen
Werkstücks und die Drehung des Schweifsägeblatts. Die Erfindung befaßt sich insbesondere
mit einem Verfahren und einer Anordnung zum Bestimmen der Mittenposition von einer
oder mehreren im Werkstück vorzusehenden Öffnungen, die zum Einführen oder Einsetzen
des Schweifsägeblatts dienen. Nachdem die Mittenposition bestimmt ist, wird mit
Hilfe eines Bohrers die Offnung im Werkstück ausgebildet.
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Der Einfachheit halber wird die Erfindung in Verbindung mit der Herstellung
einer Schnitt- oder Stanzplatte erläutert, die als Stanzstempel oder Matrize zum
Ausstanzen von Papierartikeln, wie Pappe, dient. Wie man der Fig. 2 entnehmen kann,
weist eine Stanzplatte ein nutenförmiges oder schlitzförmiges Muster PTRN II auf,
das einem gewunschten Stanz- oder Verpackungsmuster PTRN I nach der Fig. 1 entspricht.
Ein Schneidmesser K ist in einen Abschnitt nahe bei einem Abschnitt PT-5 der Nut
oder des Schlitzes eingesetzt, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Bei einem Abschnitt
J, bei dem die Nut oder der Schlitz unterbrochen ist, ist der untere Abschnitt des
Schneidmessers K mit einer Ausnehmung versehen. Die Fig. 4 und 5 sind Schnittansichten
längs der Linien IV-IV und V-V in der Fig. 3.
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Das in der Fig. 2 dargestellte Muster PTRN II besteht aus einer Vielzahl
von Abschnitten PT-1, PT-2 und PT-3, die durch nicht geschlitzte oder genutete Abschnitte
PT-4, PT-5 und PT-6 getrennt sind. Obgleich das in der Fig. 1 dargestellte Stanzmuster
PTRN I eine geschlossene Kontur aufweist, ist das Schlitzmuster PTRN II so ausgebildet,
daß das Schneidmesser K entsprechend der Darstellu nach der Fig. 3 eingesetzt werden
kann. Das bedeutet, daß die Nut oder der Schlitz nicht kontinuierlich um den gesamten
Umfang des Musters geführt ist. Ein in die Fig. 2 eingezeichneter Pfeil gibt die
Schnittrichtung an.
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Im folgenden wird auch auf die Fig. 6 Bezug genommen, die eine vergrößerte
Teilansicht des in der Fig. 2 dargestellten Musters ist. Damit man mit dem Schneiden
eines Schlitzes oder einer Nut durch den Abschnitt PT-3 im Anschluß an den nicht
geschnittenen Abschnitt PT-6 beginnen kann, ist es nach dem Einsetzen oder Einschieben
eines Schweifsägeblatts T notwendig, die Mitte eines Zahns des Schweifsägeblatts
an einem Punkt A zu positionieren und den Zahn in der Schneidrichtung der Nut oder
des Schlitzes auszurichten.
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Bei einer bekannten Steuerung war die Öffnung HA zum Einsetzen des
Schweifsägeblatts T so gestaltet, daß der Schnitt- oder Schneidanfangspunkt A mit
der Mitte der Öffnung zusammenfiel. Infolge dieses Zusammenfallens der Öffnungsmitte
und des Schneidanfangspunktes konnte man die Position der Mitte eines Bohrers zum
Bohren der Öffnung sehr leicht dadurch festlegen, daß man lediglich die Versetzung
bzw. den Abstand zwischen dem Schweifsägeblatt T und dem Bohrer berücksichtigte.
Nachteilig war allerdings, daß die Querschnittsfläche der Öffnung HA wesentlich
größer als diejenige des Schweifsägeblatts T war, so daß im Falle von mehreren nicht
geschlitzten oder nicht geschnittenen Abschnitten der Durchmesser der Öffnung HA
die Stanzplatte
schwächte. Somit war es unmöglich, mit einer einzigen
Stanzplatte eine größere Anzahl von Mustern zu stanzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Position der Öffnung für das Schweifsägeblatt
so zu bestimmen oder festzulegen, daß der Durchmesser für die Öffnung einen minimalen
Wert annimmt und das Schweifsägeblatt die Öffnung einbeschreibt.
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Ferner soll zum Bestimmen der Position der öffnung ein Verfahren
geschaffen werden, das gemäß der Erfindung von einem Verfahren zum Berechnen der
rechtwinkligen Koordinaten der Mitte der Öffnung oder von einem Verfahren zum Berechnen
der Versetzung zwischen dem Schneidanfangspunkt und der Mitte der Öffnung Gebrauch
macht.
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Bei einer Maschine zum Schneiden von Nuten oder Schlitzen entsprechend
einem vorgegebenen Muster durch ein Werkstück mit Hilfe eines Schweifsägeblatts
werden die Öffnungen zum Einsetzen des Schweifsägeblatts an den Anfangspunkten der
Nuten oder Schlitze nach der Erfindung prinzipiell so bestimmt, daß sich die Mitte
jeder Öffnung an einem Punkt befindet, der vom Schneidanfangspunkt um eine Strecke
entfernt ist, die gleich der halben Breite des Schweifsägeblatts ist, wobei die
Mitte der Öffnung vom Schneidanfangspunkt aus gesehen in einer Richtung liegt, die
der anfänglichen Schneid- oder Schnittrichtung entgegengesetzt ist.
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Bezüglich der speziellen Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird
auf die Ansprüche verwiesen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigt:
F i g . 1 ein Verpackungsmuster, das man beim Stanzen
mit einer Stanz- oder Schnittplatte erhält, F i g . 2 ein genutetes oder geschlitztes
Muster für eine Stanz- oder Schnittplatte zum Herstellen des in der Fig. 1 dargestellten
Verpackungsmusters, F i g . 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines in der Fig.
2 gezeigten, nicht geschlitzten Abschnitts PT-5, F i g . 4 eine Querschnittsansicht
längs der Linie IV-IV in der Fig. 3, F i g . 5 eine Querschnittsansicht längs der
Linie V-V in der Fig. 3, F i g . 6 eine vergrößerte Ansicht des in der Fig. 2 dargestellten
Abschnitts PT-6, F i g . 7 eine Ansicht zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Positionsbeziehung
zwischen einem Schneidanfangspunkt A und einem Schweifsägeblatt T, F i g . 8 eine
perspektivische Ansicht eines Ausfuhrungsbeispiels einer nach der Erfindung arbeitenden
Maschine zum Herstellen einer Schnitt- oder Stanzplatte, F i g . 9 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht eines Antriebsmechanismus zum Drehen eines Schweifsägeblatts,
F i g . 10 eine Seitenansicht eines Schweifsägeblatts.
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F i g . II einen Querschnitt durch das in der Fig. 10 dargestellte
Schweifsägeblatt längs der Linie XI-XI, F i g . 12 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung
für die in der Fig. 8 gezeigten Maschine, F i g . 13 eine schematische Darstellung
zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Drehung des Schweifsägeblatts
und einem rechtwinkligen X-Y-Koordinatensystem,
F i g . 14 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung der Bewegung des Schweifsägeblatts längs
einer Linie 11 und 12 sowie zur Erläuterung der Drehung des Schweifsägeblatts im
Anschluß an den Schnitt längs einer Linie 10, F i g . 15a bis 15d die Beziehung
zwischen der Orientierung des Schweifsägeblatts beim Schneidanfangspunkt A und der
Öffnung, in die das Schweifsägeblatt eingesetzt wird, und zwar für die beiden Fälle
einer geradlinigen und kreisbogenförmigen Schnittbahn A-rB, wobei das Schweifsägeblatt
aus dem in der Fig. 15d gezeigten Zustand in die Zustände nach den Fig. 15a bis
15c bewegt wird, F i g . 16 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Prozeß- oder Verarbeitungsschritte
zur Ausbildung der Öffnung für das Schweifsägeblatt, F i g . 17a, 17b, 18 und 19
Flußdiagramme zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen der
Position der Öffnung unter Anwendung eines Winkels @, wobei die Fig. 17a
und 17b zusammen ein Flußdiagramm zeigen, das die Schritte zum Berechnen einer absoluten
Anzahl von Impulsen p2 veranschaulicht, die der Orientierung des Schweifsägeblatts
bei einer neuen Startposition zum Schneiden eines Schlitzes entsprechen, die Fig.
18 ein Flußdiagramm mit Schritten zeigt, die in Übereinstimmung mit der absoluten
Anzahl von Impulsen p2 zwei Codewerte (SX) und (SY) bestimmen, und die Fig. 19 ein
Flußdiagramm mit Schritten zeigt, die die Koordinaten (XP, YP) der Mitte der Öffnung
gemäß zu (SX), (SY) bestimmen, F i g . 20 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
der oben angefLihrten Flußdiagramme,
F i g . 21 eine schematische
Darstellung zur Unterscheidung von Bereichen für XBUF und YBUF in dem rechtwinkligen
X-Y-Koordinatensystem, F i g . 22a, 22b und 22c Vektordiagramme zur Erläuterung
eines in der Fig. 23 gezeigten Flußdiagramms, F i g . 23 ein Flußdiagramm mit einem
anderen Beispiel von Schritten, die zur erfindungsgemäßen Bestimmung der Position
der Öffnung dienen, F i g . 24 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines
in den Fig. 26a und 26b gezeigten Flußdiagramms, wobei die Bahn A4B eine gerade
Linie darstellt, F i g . 25 ein Diagramm zur Erläuterung des Flußdiagramms in den
Fig. 26a und 26b, wobei die Bahn A*B einen Kreisbogen darstellt, F i g . 26a und
26b ein Flußdiagramm, eines weiteren Beispiels von Schritten zum erfindungsgemäßen
Bestimmen der Position der Öffnung für das Schweifsägeblatt, F i g . 27 eine schematische
Darstellung zur Erläuterung des in der Fig. 2 gezeigten Musters, F i g . 28 eine
schematische Darstellung von sechs Mustern nach der Fig. 27 und F i g . 29 und 30
eine vergrößerte schematische Darstellung zur Erläuterung der tatsächlichen Schnittbahnen
nahe bei den Wendepunkten des in der Fig. 27 gezeigten Schlitzes.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
an Hand der Fig. 8 bis 30 erläutert. In der Fig. 8 ist eine Maschine zur Bearbeitung
einer Stanz- oder Schnittplatte dargestellt. Auf einem Maschinenbett II sind in
der Y-Richtung verlaufende Führungsteile 12 befestigt.
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Ein Y-Schlitten oder Y-Tisch 13 wird von den Führungsteilen 12 getragen.
Auf dem Y-Tisch 13 befinden sich in der X-Richtung verlaufende Führungsteile 14,
die einen X-Schlitten oder X-Tisch 15 tragen. Der Antrieb des X-Tisches 15 und des
Y-Tisches 13 in der X- bzw- Y-Richtung erfolgt mit Hilfe von Impulsmotoren oder
Servomotoren 16 bzw. 17, und zwar über Vorschubspindeln 18 bzw. 19. Rahmenstäbe
21 und 22 zum Festklemmen der Seitenwände eines Werkstücks, bei dem es sich in diesem
Fall um eine Platte 20 handelt, sind am Rahmen des X-Tisches 15 so angebracht, daß
sie in der X-und Y-Richtung einstellbar sind. In der Oberfläche des Maschinenbetts
II sind mehrere, voneinander beabstandete Kugeln oder Rollen 23 teilweise eingelassen,
die eine ruckfreie Verschiebung oder Bewegung der Platte 20 zulassen. Am freien
Ende eines Werkzeugmaschinenarms 24, der sich in der gezeigten Weise über das Masohinenbett
11 erstreckt, ist ein Kopf 25 befestigt. Einspannelemente 26 und 27 ragen von der
Unterseite des Kopfes 25 nach unten und dienen zum Einspannen der oberen Enden von
Frett- oder Schweifsägeblättern T1 und T2. An der einen Seitenfläche des Kopfes
25 ist eine Vorschubvorrichtung befestigt, beispielsweise ein pneumatischer Zylinder
30, der zum senkrechten Verschieben einer Antriebseinheit 29 dient, die ihrerseits
einem Bohrer 28 eine Drehbewegung mitteilt, um an einer gewünschten Position der
Platte eine Öffnung herzustellen, die zur Aufnahme eines Sägeblatts geeignet ist.
Obgleich es in der Zeichnung nicht zu sehen ist, befindet sich im Kopf 25 ein Mechanlsmus
zum Auf- und Abbewegen des Einspannelementes 27. Ferner sind im Kopf 25 Impulsmotoren
vorgesehen, die zum Drehen der Sägeblätter dienen. Direkt unter dem ersten Kopf
25 befindet sich im Maschinenbett 11 ein zweiter Kopf, der nicht dargestellt
ist,
jedoch in ähnlicher Weise wie der Kopf 25 ausgebildet ist. Dieser zweite Kopf enthält
somit ebenfalls einen Mechanismus zum senkrechten Hin- und Herbewegen des Einspannelementes
sowie Impulsmotoren zum Drehen der betreffenden Sägeblätter. Der zweite Kopf enthält
somit untere Klemmelemente, die so ausgebildet sind, daß sie die unteren Enden der
Schweifsägeblätter T1 und T2 automatisch festklemmen und freigeben können. Die im
ersten und zweiten Kopf untergebrachten Mechanismen zum Ausführen senkrechter Hin-
und Herbewegungen sowie die in den beiden Köpfen untergebrachten Impulsmotoren werden
synchron betrieben. Ein digitales Steuergerät 31 dient zur Abgabe von Befehlsimpulsen
an die Impulsmotoren 16 und 17 der Maschine sowie an die in den beiden Köpfen untergebrachten
Impulsmotoren, von denen ein mit 34 bezeichneter Impulsmotor in der Fig. 9 dargestellt
ist und die zum Drehen der Schweifsägeblätter dienen.
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Die Fig. 9 zeigt Einzelheiten einer Vorrichtung, die zum Drehen eines
Sägeblatts dient und in dem in der Fig. 8 dargestellten Kopf 25 untergebracht ist.
Die Drehbewegung der Ausgangswelle des bereits erwähnten Impulsmotors 34 wird über
eine Kupplung 35 auf eine Welle 36 übertragen, die ihrerseits über Zahnräder 37
und 39, eine Welle 38, Zahnränder 40 und 41 sowie eine Keilnutmuffe 33 eine Keilnutwelle
31 antreibt. Am unteren Ende der Keilnutwelle 31' ist das Einspannelement 27 in
Form eines Futters befestigt, das zum Festklemmen des oberen Endes des Schweifsägeblatts
T1 dient. Das obere Ende der Keilnutwelle 31' ist über ein Axialdrucklagerpaar mit
einem Bauteil 42 verbunden, das seinerseits mit einem im Kopf 25 untergebrachten
Mechanismus gekuppelt ist, der zum Ausführen einer senkrechten Hin-und Herbewegung
dient. Dieser Mechanismus kann beispielsweise eine angetriebene Welle sowie einen
Gelenkinechanismus aufweisen, der die Drehbewegung der Welle in eine hin-und hergehende
Translationsbewegung umsetzt.
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Die Fig. 12 zeigt das Blockschaltbild einer digitalen Steuereinrichtung,
die von einem Mikrokomputer- oder Mikrorechnersystem gebildet wird und deren Aufgabe
darin besteht, Befehlsimpulse zum Ausführen der Relativbewegung zwischen dem Schweifsägeblatt
T und dem Werkstück, in diesem Fall ein Stanzplatte, in der X- und in der Y-Richtung,
wobei in Wirklichkeit nur das Werkstück verschoben wird, Befehlsimpulse zum Ändern
der Orientierung des Sägeblatts T, Befehlsimpulse zum Umschalten an den Eckabschnitten
sowie Befehlsimpulse zum Bestimmen der Position für die Öffnung zum Einsetzen des
Sägeblatts zu erzeugen. Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 12 werden die
Inhalte entsprechender Blöcke eines Programmbandes von einem Bandleser TR ausgelesen
und nach Durchlaufen einer Eingabe/Ausgabe-Einheit i/o und einer Sammelleitung BL
in einem Zwischenspeicherabschnitt BFM eines Speichers mit direktem Zugriff RAM1
gespeichert. Der Inhalt des Zwischenspeicherabschnitts BFM wird über die Sammelleitung
BL in Register Rx, Fd, Ri und Rj eines Speichers mit direktem Zugriff RAM2 gegeben,
deren Inhalte zum Einstellen oder Antreiben der Antriebswellen der Maschine dienen.
Informationen, die an einem Digitaldifferentialanalysator DDA überlaufen, werden
Servoausgaberegistern SX, SY und SC zugeführt, die Befehlsimpulse für die Impulsmotoren
abgeben. Die Ausgangssignale dieser Register gelangen zu der die Schnitt-oder Stanzplatte
bearbeitenden Maschine M über die Sammelleitung BL und die Eingabe/Ausgabe-Einheit
i/o, und zwar in Form von Impulssignalen XPM, YPM und CPM.
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Entsprechende Verarbeitungsschritte (Programmausführungsbefehle)
zum Lesen der Inhalte der betreffenden Blöcke mit dem Bandleser TR, zum Decodieren
der ausgelesenen Inhalte und schließlich zum Anlegen der entsprechenden Befehlsimpulssignale
XPM, YPM und CPM sind in einem Festwertspeicher ROM vorgespeichert, der als Programmspeichervorrichtung
dient und mit der Sammelleitung BL verbunden
ist. Der Festwertspeicher
ROM ist so geschaltet, daß er mit einem zentralen Prozessor oder einer Zentraleinheit
CPU zusammenarbeitet, um die oben beschriebenen Verarbeitungsschritte sequentiell
auszuführen. Ein Decodierer DCD, der mit gestrichelten Linien im Direktzugriffsspeicher
RAM2 angedeutet ist, dient zum Decodieren des Inhalts des Zwischenspeicherabschnitts
BFM, um im Falle eines geradlinigen Schnitts die Werte zu berechnen, die in die
Register X und Ry einzusetzen sind, und im Falle eines kreisförmigen Schnitts einschließlich
eine. Eckschnitts die Werte zu berechnen, die in die Register Rx, , Ri und Rj einzusetzen
sind. Im Direktzugriffsspeicher RAM1 ist noch ein mit AL bezeichneter Speicherbereich
vorhanden, der dem Ausmaß des Zurückschaltens entspricht. Der Wert für ZS L wird
durch einen äußeren Einsteller S AL vorgegeben, oder er wird in Übereinstimmung
mit Daten, die die Zahndicke ST des Schweifsägeblatts T betreffen und die in einem
Arbeitsprogramm enthalten sind, vorgegeben (in diesem Fall ist es nicht notwendig,
n L von außen einzustellen), oder er wird aufgrund des Ergebnisses von Berechnungen
eingestellt, die an entsprechenden Wendepunkten ausgeführt werden.
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In jedem Falle wird bei einem Vorwärtslauf A LX als Wert für das
Register RX und LY als Wert für das Register RY vorgegeben. Weiterhin speichert
der in der Fig. 12 dargestellte Direktzugriffsspeicher RAM1 Daten, die die Stärke
ST und Breite SW eines Zahns des in den Fig. 10 und 11 dargestellten Schweifsägeblatts
betreffen, sowie Winkeldaten @, die eine Welle C zum Drehen des Schweifsägeblatts
betreffen. Wie noch im einzelnen beschrieben wird, werden die Winkeldaten zum Steuern
der Achse bzw. Welle C benutzt.
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Bei einem modifizierten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden jedoch
die Winkeldaten G zum Bestimmen der Mittenposition einer herzustellenden Öffnung
herangezogen.
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Die Steuerung der Drehbewegung des Schweifsägeblatts (C-Achse-Steuerung)
wird im folgenden an Hand der Fig. 13 erläutert. Bei dem in der Fig. 13 dargestellten
rechtwinkligen XY-Koordinatensystem ist es möglich, die Orientierungsrichtung des
Schweifsägeblatts T um einen Ursprungspunkt 0 herum anzugeben. Der Orientierungsbefehls
wird dadurch erstellt, daß ausgehend von der Richtung -Y im Gegenuhrzeigersinn gerichtete
Winkel gemessen werden, wobei bei einer Unterteilung des gesamten Kreises in 2000
gleiche Winkeleinheiten ein Winkel von 0,180 die kleinste Einheit (einen Impuls)
darstellt. Wenn beispielsweise die Mitte der Spitze eines Zahns des Schweifsägeblatts
in der Richtung eines Vektors w zeigt, ist der Zählwert CABS eines Absolutzählers
für die C-Achse durch die folgende Gleichung gegeben: #1 CABS(Q1) = # 0,18 In ählicher
Weise gilt im Falle der Richtung oder der # # Vektoren O.Q2 und O.Q3 folgendes:
#2 CABS(Q2) = # 0,18 #3 CABS(Q3) = # 0,18 Wenn ein kreisförmiger Schnitt von einem
Anfangspunkt Q1 zu einem Endpunkt Q2 im Gegenuhrzeigersinn ausgeführt werden soll,
ist die Orientierung der Zahnspitze des Schweifsägeblatts am Anfangspunkt Q1 entsprechend
der Darstellung aus der Zeichnung durch die folgende Gleichung gegeben: #° = #1°
+ 90°.
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Wenn von einem Anfangspunkt Q3 ein kreisförmiger Schnitt im Uhrzeigersinn
zu einem Endpunkt Q2 ausgeführt werden soll, ist die Orientierung der Zahnspitze
des Schweifsägeblatts T durch die folgende Gleichung gegeben: i° = @) - 900
In der Fig. 13 sind der erste bis vierte Quadrant mit I bis IV bezeichnet.
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Die Richtungen der Koordinatenachsen -Y, X, Y und -X entsprechen
Impulsanzahlen von 0(2000), 500, 1000 bzw.
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1500. Diese Werte stellen den Zählwert CABS des Absolutwertzählers
dar.
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Die Fig. 14 zeigt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Sequenzoperation
zum Antrieb der C-Achse. Die folgenden Befehlscodes dienen zum Schneiden einer Nut
von einem Punkt SP0 zu einem Punkt E0 längs einer geraden Linie l0 (die Orientierung
des Sägeblatts ist zu dieser Zeit mit T(So) bezeichnet) und sollen dann das Sägeblatt
an einer Stelle SP in einen Zustand T(S2) bringen, um eine gerade Linie 11 oder
einen kreisförmigen Bogen 12 zu schneiden. Die Sequenzen zum Herausziehen und Einsetzen
des Schweifsägeblatts in die Öffnung sind weggelassen.
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Schneiden der geraden Linie l1 vom Punkt SP zum Punkt E1: G1 X(SP0)-X().Y(SP0)-Y(O)
G1 XC(E0)-X(SP0).Y(E0)-Y(SP0) G0 X(SP)-X(E0).Y(SP)-X(E0)
G1 X(E1)-X(SP).Y(E1)-Y(SP)
Schneiden des Bogens 12 vom Punkt SP
bis zum Punkt E2: G1 X(SPo)~X( ).Y(SP0)-Y( ) G1 X(Eo)-X(SPo)*Y(Eo)-Y(SPO) G0 X(SP)-X(E0).Y(SP)-Y(Eo)
G3 X(E2)-X(SP)-Y(E2)-Y(SP)-x(sP)-x(z) .y(sp)-y(z) In die Klammern ( ) von X( ) und
y( ) werden die X- und Y-Absolutkoordinatenwerte der Positionen von Punkten eingesetzt.
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In den Fällen 1 und X werden nur die Bewegungen längs der X- und
Y-Achse durchgeführt, um den Zustand T(S1) zu erreichen, während sich das Schweifsägeblatt
in einem Zustand T(So) befindet, d.h., aus der Schneid- oder Stanzplatte herausgezogen
ist, un.d die C-Achse wird von einem Befehlscode Go im Zustand T(So) aufrecht erhalten
Wenn im Anschluß an den Code G0 ein mie einem Pfeilchen bezeichneter Code ausgelesen
wird, wird unter Anwendung eines Verfahrens, das bereits an Hand der Fig. 13 erläutert
wurde, ein einem Vektor SP.E1 entsprechender Winkel, d.h. eine Impulsanzahl, berechnet.
Der Wert dafür sei durch die folgende Gleichung gegeben: p2 = p(#SP.E1).
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Die Impulsanzahl, die dem Vektor SPo.Eo entspricht, sei durch die
folgende Gleichung dargestellt: p1 = p(#SP0.E0) Die C-Achse oder C-Welle wird somit
um die Differenz zwischen den oben genannten Werten gedreht, um die Orientierung
des Schweifsägeblatts mit dem Zustand T(S2) in Einstimmung zu bringen. Dabei gilt
für die genannte Differenz:
p = p2 - p1.
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Im Zustand T(S2) wird das Schweifsägeblatt zum Punkt E1 in der X-
und Y-Richtung bewegt. Vor Beginn der Achsenbewegung wird das Schweifsägeblatt in
die Öffnung eingesetzt und in senkrechter Richtung hin- und herbewegt.
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Da im Falle 2 die C-Achse in Gegenuhrzeigerrichtung (Code G3) gedreht
wird, werden am Anfangspunkt SP, wie es oben erläutert wurde, 900 zu einem Winkel
GZ.SP hinzugefügt, der dem Vektor Z-Sentspricht, so daß folgendes gilt: p2 = p(@ZSP)
+ 500 p1 = p(#SP0.E0) Damit ist p gegeben durch: p = p2 - pl In der Fig. 14 haben
die Vektoren SP0E0' und SP-Z dieselbe Richtung. Dies bedeutet, daß T(S2) in den
beiden Fällen 1 und X zusammenfällt.
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Die Fig. 15a, 15b, 15c und 15d zeigen die Orientierung der Zahnspitze
des Schweifsägeblatts T, wenn der Zustand von einem Zustand (1) in einen Zustand
(2), (3) und (4) übergeht.
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Im Zustand (2) befindet sich die Zahnspitze des Sägezahnblatts T
an einem Schneidanfangspunkt A, und die Zahnspitze ist in Richtung auf einen Punkt
B orientiert. Die Mitte x einer Öffnung H2, die zur Aufnahme des Schweifsägeblatts
T geeignet ist, befindet sich auf der Verlängerung einer geraden Linie BA an einer
Stelle, die um die halbe Zahnbreite SW von der Zahnspitze entfernt ist. Der Durchmesser
der Öffnung sollte so gewählt ssi.n, daß das Schweifsägeblatt
mit
seinen Kanten nahezu an der Innenfläche der Kreisöffnung anliegt.
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In den Zuständen (3) und (4) erstrecken sich die kreisförmigen Bögen
vom Anfangspunkt A zum Endpunkt B im Uhrzeigersinn G2 bzw. im Gegenuhrzeigersinn
G3. Die Mitten der Öffnungen H3 uno H4 befinden sich auf Tangenten, die am Anfangspunkt
A den Kreisbogen berühren, und sind um die Hälfte der Breite des Sägeblatts ( -
SW) in 2 der der Schnittrichtung entgegengesetzten Richtung vom Anfangspunkt A entfernt.
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In einem in der Fig. 16 gezeigten Flußdiagramm sind die ProzeB- oder
Verarbeitungsschritte für eine axiale Bewegung dargestellt, die zum Ausbilden einer
Öffnung erforderlich ist, in die ein Schweifsägeblatt eingesetzt werden kann. Beim
Schritt ST1 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob der Befehlscode T4 vorhanden
ist oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Überprüfung ein Ja ist, wird zum Schritt
ST2 übergegangen, um den nächsten Bewegungsbefehlscode in den nächsten Block zu
schreiben, und zwar zwecks Herstellung der Öffnung. Beim nächsten Schritt ST3 wird
die Orientierung (Winkel) des Schweifsägeblatts am Anfangspunkt des nächsten Schneidschrittes
aufgrund der Daten berechnet, die beim Schritt ST2 eingeschrieben wurden.
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Der Prozeß oder Vorgang geht dann zum Schritt ST4 huber, bei dem das
Ausmaß der Verschiebung der Mitte eines Bohrers berechnet wird, der zum Herstellen
der Öffnung verwendet wird. Beim Schritt ST5 werden durch Addieren des Abstands
zwischen dem Schweifsägeblatt und dem Bohrer zu dem Verschiebungsbetrag der Bohrermitte
die Bewegungsbefehlswerte AX und AY berechnet. Anschließend werden beim Schritt
ST6 X- und Y-Tabellen um AX und AY bewegt. Beim Schritt ST7 werden Rückwärtsbewegungsbefehlswerte
-AX und -AY berechnet, und beim Schritt ST8 werden die X- und Y-Tabellen in ihre
ursprüngliche Position zurückgebracht, und zwar durch
Bewegen dieser
Tabellen um -AX bzw. -AY.
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Die Fig. 17a und 17b, Die Fig. 18 sowie die Fig. 19 zeigen ein Beispiel
für das Verfahren zum Bestimmen der Position der das Schweifsägeblatt aufnehmenden
Öffnung.
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Dabei stellen die Fig. 17a und 17b das Flußdiagramm einer Routine
zum Bestimmen der Orientierung des Schweifsägeblatts dar, wobei diese Orientierung
unter Verwendung von Impulsanzahlen mit Hilfe von Daten berechnet wird, die den
Anfangspunkt A und den Endpunkt B (vgl. Fig. 15a bis 15d) der im Anschluß an das
Bohren zu schneidenden Nut betreffen. Demgegenüber zeigt die Fig. 18 das Flußdiagramm
einer Routine zum Berechnen der Daten von Codes (SX)*(SY), die zum Bestimmen der
Position der Mitte (dargestellt durch ein x in den Fig. 15a bis 15d) der gebohrten
Öffnung notwendig sind, und zwar unter Verwendung der Beziehung G t tan (), die
durch die Routine nach den Fig. 17a und 17b berechnet wird. Wie es in der Fig. 20
bei (1) und (2) gezeigt ist, besteht zwischen der Mitte P der Öffnung und dem Punkt
A, der als Schneidanfangspunkt A zur Positionierung des Schweifsägeblatts erforderlich
ist, die folgende Beziehung.
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Eine Position, die gegenüber dem Punkt A um 1/2SW.cos# oder 1/1SW.sin#
in der X-Richtung und um 1/2SW.sin# oder 1/2SW.cos# in der Y-Richtung entgegen dem
Richtungssinn von AB versetzt ist, wird als Punkt P bezeichnet. Wenn nun die Strecke
A t B eine gerade Linie ist, kann man die folgenden Fälle unterscheiden: I. Wenn
| XBUF | # | YBUF | XP = XA + (SX).1/2cos# YP = YA + (SY).1/2sin#
II. Wenn |XBUF|<|YBUF| XP = XA + (SX).1/2SW.sin# ... 2 YP =
YA + SY.1/2SW.cos# Ist hingegen die Strecke A+B ein kreisförmiger Bogen, können
die folgenden Fälle unterschieden werden: III. Wenn |XBUF| # |YBUF| XP = XA + (SX).1/2SW.sin#
...
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YP = YA + (SY).1/2SW.cos# IV. Wenn XBUF < |YBUF| XP = XA + (SX).1/2SW.cos#
... 1 YP = YA + (SY).1/2SW.sin# In den obige Beziehungen ist # = ¼# und XBUF sowie
YBUF stellen die X- bzw. Y-Komponente des Vektors AB dar, wenn es sich bei der Bahn
oder Strecke A+B um eine gerade Linie handelt, wohingegen diese Größen die X- bzw.
Y-Komponente eines Vektors darstellen, der sich zwischen der Mitte des Kreisbogens
und dem Anfangspunkt A erstreckt, wenn es sich um eine kreisförmige Bahn oder Strecke
handelt.
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In der Fig. 21 sind Bereiche dargestellt, in denen |XBUF| # |YBUF|
und |XBUF| # |YBUF|. Bei Betrachtung des Vektors V1 kann man dieser Figur beispielsweise
entnehmen, daß bei XBUF = +V1X und YBUF = - V1Y, die Beziehung |XBUF|<|YBUF|
gilt. Gleichermaßen ist ein Vektor V2 in einem Bereich, in dem |XBUF|#|YBUF|.
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In der oben beschriebenen Gleichungen 1 und hat (SY) (SY) ein Vorzeichen
von +.-, während bei (1) und (2) in der Fig. 20 (sx) = -1 und (SY) = -1.
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Da bei (1) der Vektor t in einem Bereich ist, für den entsprechend
der Darstellung nach der Fig. 21 XBUF| # YBUF| gilt, kann man das Ausmaß der Bewegung
aus der Gleichung W berechnen. Wenn man bei (2) nach der Fig. 20 die Komponenten
eines Vektors, der sich von der Mitte ZA eines Kreisbogens aus erstreckt, mit AX
und AY bezeichnet, gilt: XBUF = AX, YBUF = AY.
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Da nach der Figur |XBUP YBUF|, kann man das Ausmaß der Bewegung (Abstand)
aus der Gleichung X berechnen.
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Im folgenden sollen die Flußdiagramme nach den Fig.
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l7a, 17b, 18 und 19 erläutert werden. Entsprechend der Darstellung
nach der Fig. 17a erfolgt im Anschluß an den Start bei einem Schritt ST1 eine Überprüfung,
ob es sich bei dem eingeschriebenen Befehlscode um einen Bohrcode T4 handelt oder
nicht. Im Falle von Ja wird beim Schritt ST2 überprüft, ob der dem Code T4 nachfolgende
Code ein Befehlscode G1 für einen geradlinigen Schnitt, ein Befehlscode G2 für einen
kreisförmigen Bogenschnitt oder ein anderer Befehlscode G3 ist oder nicht. Falls
beim Schritt ST2 ein Code G1, G2 oder G3 vorliegt, wird beim Schritt ST3 überprüft,
ob es sich um einen Code für einen geradlinigen Schnitt handelt oder nicht.
-
Wenn ein solcher Code G1 für einen geradlinigen Schnitt vorliegt,
werden beim Schritt ST4 die dem Code Gl nachfolgenden Daten XL und Yl in die XBUF-
und YBUF-Register gesetzt, wobei XL und YL die X- und Y-Inkremente vom Anfangspunkt
A bis zum Endpunkt B darstellen. Falls die Überprüfung beim Schritt ST3 ergibt,
daß es sich um den Code G2 oder den
Code G3 handelt, werden beim
Schritts ST5 i und j in das XBUF- bzw. YBUF-Register gesetzt, wobei i und j die
X- bzw. Y-Inkremente von der Mitte des kreisförmigen Bogens zum Anfangspunkt sind.
Beim Schritt ST6 werden dann die Absolutwerte von XBUF und YBUF miteinander verglichen.
-
Wenn |XBUF| # |YBUF|, wird der Wert vonα beim Schritt ST7 bestimmt.
Beim Schritt ST8 wird dann @ = tan 1 (|α|) berechnet. Falls das Vergleichsergebnis
beim Schritt ST6 Nein lautet, wird beim Schritt ST9 bestimmt und beim Schritt ST10
# bereichnet.
-
Aus diesem Grunde genügt der Wert von e, der bei den Schritten ST8
und ST10 berechnet wird, stets der folgenden Beziehung: 0 < # 1/4 # Beim Schritt
ST11 wird überprüft, ob YBUF 0 0 oder nicht.
-
Wenn das Ergebnis Ja lautet, wird beim Schritt ST12 überprüft, ob
XBUF # 0 oder nicht. Wenn auch dies bejaht wird, wird beim Schritt ST13 ein absoluter
Winkel #QABS mit #/2 + + @ angegeben. Wenn das Überprüfungsergebnis beim
Schritt ST12 ein Nein ist, wird beim Schritt ST14 der absolute Winkel #ABs mit 3/2#
- # angegeben. Im Falle eines Nein bei der Überprüfnung nach dem Schritt ST11 erfolgt
beim Schritt ST15 eine Überprüfung, ob XBUF<0 oder nicht. Bei einem Nein wird
zum Schritt ST16 übergegangen, bei dem eABs mit #/2 - # angegeben wird. Bei einem
Ja erfolgt ein 2 Übergang zum Schritt ST17, bei dem #ABS = 3/2#+ # gesetzt wird.
-
Die Schritte ST18 bis ST24 werden in der gleichen Weise wie die Schritte
ST11 bis ST17 ausgeführt, um #ABS als (# - #), #, (# + #) bzw. (2# - #) anzugeben,
wie es in der Fig. 17b dargestellt Ist.
-
Beim Schritt ST25 wird überprüft, ob der Code Gl vorliegt oder nicht.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung Ja lautet, wird beim Schritt ST26 die Anzahl der
Impulse P2(GABS) berechnet, die dem betreffenden §ABS entspricht, das bereits berechnet
worden ist. Da, wie bereits erwähnt, die Anzahl der Impulse so ausgewählt ist, daß
der Gesamtumfang von 2# Radiant 2000 Impulsen entspricht, ist P2(GABS) gleich 1000
GABS. Wenn das fjberpfügungsergebnis beim Schritt ST25 Nein lautet, erfolgt ein
Übergang zum Schritt ST27, bei dem festgestellt wird, ob der Code G2 (im Uhrzeigersinn)
vorliegt oder nicht. Ist die Antwort Ja, wird beim Schritt ST29 #ABS gleich (#ABS
- #/2) gesetzt. Bei einem Nein, was bedeutet, daß der Code G3 (im Gegenuhrzeigersinn)
vorliegt, wird beim Schritt ST28 #ABS gleich (@ABS + 2) gesetzt.
-
2 Bei den Schritten ST30 bis ST32 werden entsprechend der Darstellung
nach der Fig. 18 die Quadranten der Vektoren überprüft, die aufgrund der Berechnung
beim Schritt ST26 der Anzahl der Impulse P2 = P2(GABS) entsprechen.
-
P2 = 0 bedeutet, daß die -Y-Achse gemeint ist, so daß eine Anzahl
von Impulsen P2 einem Winkel entspricht, der von dieser Achse im Gegenuhrzeigersinn
(vgl. Fig. 13) weggedreht ist. Wenn beim Schritt ST30 das Uberpfügungsergebnis 0<
P2 ( 500 lautet, liegt der Vektor im vierten Quadranten, so daß beim Schritt ST33
(SX) und (SY) entsprechend definiert werden. In der gleichen Weise werden wie beim
Schritt ST33 bei den Schritten ST34, ST34, ST35 und ST36 (SX) und (SY) in passender
Weise definiert. Die Art und Weise, wie die Werte +1 und -1 den Größen (SX) und
(SY) zugeteilt werden, soll im folgenden beispielshalber für den Schritt ST33 beschrieben
werden. In diesem Falle liegt ein Vektor vor, der OP2 c500 entspricht.
-
Dieser Vektor liegt im vierten Quadranten und hat eine Richtung, die
vom Schneidanfangspunkt A bis zum Schneidendpunkt B führt. Im Falle eines kreisförmigen
Bogens liegt die Richtung in der Tangente, die durch den Anfangspunkt A
geht.
Ein Vektor in der entgegengesetzten Richtung liegt im zweiten Quadranten, und seine
X-Komponente ist (-) und seine Y-Komponente ist (+), so daß (sx) und (SY) die Werte
(-1) bzw. (+1) erhalten.
-
Das in der Fig. 19 dargestellte Flußdiagramm wird benutzt, um die
Gleichungen 1 und t auszuwählen. Beim Schritt ST37 wird überprüft, ob die Werte
von @, (SX) und (SY) gesetzt worden sind oder nicht. Lautet die Antwort Nein,
erfolgt eine Rückkehr zu dem in der Fig. 17a dargestellten Schritt ST3. Bei einem
Ja erfolgt hingegen ein Übergang zum Schritt ST38, bei dem überprüft wird, ob es
sich um den Code G1 für einen geradlinigen Schnitt handelt oder nicht. Im Falle
eines Ja wird zum Schritt ST39 vorangeschritten. Lautet jedoch die Antwort Nein,
was bedeutet, daß der Code G2 oder G3 vorliegt, erfolgt ein Übergang zum Schritt
ST40. Ist das Ergebnis der Überprüfung beim Schritt ST39 ein Ja, wird beim Schritt
ST41 die Gleichung 1 angegeben, um XP und YP zu bestimmen. Bei einem Nein wird beim
Schritt ST42 die Gleichung 2 angegeben, um XP und YP zu bestimmen. Lautet die Uberpfügungsantwort
nach dem Schritt ST40 Ja, wird als nächstes der Schritt ST42 ausgeführt. Ist hingegen
diese Antwort Nein, erfolgt die Ausführung des Schrittes ST41 (vgl. Fig. 20, (1)
und (2)).
-
In den Fig. 22a bis 22c und in der Fig. 23 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert. Die Fig. 22a zeigt die Beziehung zwischen dem Anfangspunkt
A zum Schneiden einer geradlinigen (A+B) Nut und der Mitte P der Öffnung, wobei
XL' und YL' die Versetzungsbeträge vom Anfangspunkt A aus darstellen. Entsprechend
dem Ähnlichkeitsgesetz von Dreiecken gelten die folgenden Beziehungen: AB : IXLI
= AP : jxL'f |YL| = AP : |YL'|
Durch Substitution von
AP = 1/2SW und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß sich der Punkt P auf derjenigen
Seite befindet, die der Richtung von A4B entgegengesetzt ist, erhält man:
Somit sind die Koordinaten des Punktes P wie folgt gegeben: XP = XA + XL' XP = YA
+ YL' Die Fig. 22b zeigt die Beziehung zwischen dem Anfangspunkt A und der Mitte
P der Öffnung für den Fall, daß ein kreisförmiger Bogen geschnitten werden soll.
-
Wenn man den Punkt C als die Mitte des kreisförmigen Bogens betrachtet,
ergeben sich nach dem Ähnlichkeitsgesetz für Dreiecke die folgenden Gleichungen:
AC : i = P ; YL' AC : J = AP XL' Durch Substitution von
AP = 1/2SW
und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Punkt
P auf der der Richtung A4B entgegengesetzten Seite liegt, erhält man die folgenden
Beziehungen:
Dabei stellen (SX) und (SY) einen Zustand dar, bei dem ein kreisförmiger Bogen vom
Punkt A zum Punkt B dem Code G2 oder G3 entspricht, und sie stellen einen Zustand
dar, bei dem der Punkt A in einem spezifischen Quadranten des rechtwinkligen Koordinatensystems
liegt. Die Fig. 22c zeigt die Beziehung zwischen dem Punkt A und dem Punkt P, wenn
es sich um die Codes G2 und G3 handelt.
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Wenn beispielsweise der Code G2 vorliegt und wenn der Punkt A im
ersten Quadranten liegt, ist in Ubereinstimmung mit den obigen Gleichungen XL' negativ
und n,' positiv, also: (SX) = -1 und (SY) = +1.
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Die Fig. 23 zeigt ein Flußdiagramm für das Verfahren nach den Fig.
22a bis 22c.
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Beim Schritt STI wird überprüft, ob einer der Codes G1, G2 und G3
vorliegt oder nicht. Lautet die Antwort Ja, wird beim Schritt ST2 das Vorliegen
des Code G1 überprüft.
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Wenn es sich um den Code G1 (linear) handelt, werden beim Schritt
ST3 die dem Code G1 folgenden Werte XL und YL eingeschrieben, und beim Schritt ST4
werden Werte für XL' und YL' wie folgt berechnet:
Im Falle eines Nein beim Schritt ST2 erfolgt ein Übergang zum Schritt ST5, bei dem
die Daten i und J, die dem Code G2 oder G3 folgen, eingeschrieben werden. In den
nachfolgenden Schritten ST6, ST10 und ST14 werden die Quadranten bestimmt.
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Bei den Schritten ST7, ST11, ST15 und ST18 erfolgen dann Überprüfungen,
ob der Code G2 (JA) oder G3 (Nein) vorliegt.
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Bei den Schritten ST8, ST9, ST12, ST13, ST16, ST17, ST19 und ST20
werden die Werte für (SX) und (SY) in der gezeigten Weise festgelegt. Beim Schritt
ST21 werden die Werte von XL und YL' in der folgenden Weise bestimmt:
Anschließend werden beim Schritt ST22 die rechtwinkligen Koordinaten des Punktes
P in der folgenden Weise berechnet: XP = XA + XL' XP = YA + YL' Gemäß dem Verfahren
zum Bestimmen der Position der Öffnung, das in Verbindung mit den Fig. 22a bis 22c
und der Fig. 23 beschrieben worden ist, ergeben sich vereinfachte Flußdiagramme,
da Verarbeitungsschritte zum Bestimmen des Winkels g nicht erforderlich sind.
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Die Fig. 24, 25, 26a und 26b veranschaulichen ein weiteres Bestimmungsverfahren.
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Die Fig. 24 zeigt die Beziehung zwischen dem Anfangspunkt A und der
Mitte P für einen Fall, bei dem eine Nut vom Punkt AO zu einem Punkt BO geschnitten
werden soll und dann ein geradliniger Schnitt von dem Punkt A bis zum Punkt B erfolgen
soll. Der Punkt P entspricht einem der Schnittpunkte Al und A2 zwischen der geraden
Linie AB und einem Kreis, dessen Mittelpunkt bei A liegt und dessen Radius 1/2SW
beträgt. Der Punkt P entspricht einem Vektor A.A1, der dem Vektor A.B bzw. einem
Vektor A.A2 entgegengesetzt ist.
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Die Fig. 25 zeigt die Verhältnisse für einen Fall, bei dem die Bahn
oder Strecke AB einen Abschnitt eines kreisförmigen Bogens darstellt. Es liegt der
Code G3 vor. Beim Code G2 wären die Verhältnisse ähnlich. Die Schnittpunkte einer
geraden Linie lc und eines Kreises C2 sind mit A7 und A2 bezeichnet. Die Mitte des
Kreises liegt beim Punkt A, und der Radius des Kreises beträgt 2SW. Die Schnittpunkte
2 zwischen den Kreisen C1 und C2 sind mit A3 und A4 bezeichnet. Der Punkt Q wird
wie folgt bestimmt: (1) Zunächst wird die Anzahl der Impulse pA-B, pA*A3 und pAA4
in einer Richtung vom Punkt A zum Punkt B ermittelt.
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Da einer der Punkte A3 und A4 (in diesem Fall der Punkt A3) stets
auf einem Bogen AB liegt, gilt pA.A3 < pA.A4. Diese Diskriminierung oder Unterscheidung
liefert den Punkt A3.
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(2) Anschließend werden die Abstände zwischen den Punkten Al und A3
sowie A2 und A3 bestimmt. Ein Punkt (in diesem Fall der Punkt A2), der dem größeren
der Abstände entspricht, ist der Punkt P.
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Das oben erläuterte Verfahren ist durch Flußdiagramme nach den Fig.
26a und 26b veranschaulicht. Die Schritte ST4 bis ST19 sind die Schritte zum Bestimmen
des Punktes P beim Vorliegen einer gerade Linie AwB entsprechend der Darstellung
nach der Fig. 24, wohingegen die Schritte ST20 bis ST3O für einen kreisförmigen
Bogen gelten. Die Schritte ST5, ST6 und ST7 sind für den Zweck der Verwendung der
Flußdiagramme in einem Fall vorgesehen, bei dem die gerade Linie AB mit einer der
Koordinatenachsen X und Y zusammenfällt.
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In der Fig. 27 ist in Ubereinstimmung mit der Fig. 2 die Gestalt
einer Nut für ein Verpackungsmuster gezeigt.
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Bei der Darstellung nach der Fig. 27 wird angenommen, daß mit dem
Schneiden der Nut bei einem Punkt a begonnen wird.
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In diesem Fall werden die Koordinaten des Punktes a gleich dem Ursprungspunkt
(0.0) des Arbeitsprogramms gesetzt. Vom Punkt a aus erfolgt dann der Schnitt im
Uhrzeigersinn, wie es durch einen eingezeichneten Pfeil angedeutet ist. Bei zwei
Zwischenpunkten 1 und s wird das Schweifsägeblatt T aus der Schneid- oder Stanzplatte
gezogen. Dieses Herausziehen des Schweifsägeblatts aus dem Werkstück erfolgt durch
entsprechende Freigabe am unteren Klemmelement. Das Sägeblatt wird erneut in die
Öffnungen Hm und Ht eingesetzt, die den Punkten m bzw. t entsprechen. Nachdem das
untere Ende des Schweifsägeblatts vom unteren Klemmelement wieder erfaßt worden
ist, erfolgt die weitere Duchführung des Schnitts in Richtung auf den Punkt n bzw.
in Richtung auf den Punkt u. Beim Punkt y ist der Schneidevorgang beendet.
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Bei den Punkten b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, n, p, q, r, u, v, w
und x find die oben erwähnten Umschaltoperationen und Eckenschneidopesaticnen statt.
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Die Fig. 28 stellt einen Fall dar, bei dem sechs Verpackungsmuster
mit jeweils einer Nutengestalt nach der Fig. 27 entsprechend einer 1$ ordnung geschnitten
werden,
wie sie zu sehen ist. Die folgende Tabelle I gibt ein Ausgabeformat
des in der Fig. 28 dargestellten Arbeitsprogramms an. Die Inhalte entsprechender
Sequenznummern des Ausgabeformats entsprechen einem Block des in der Fig. 12 dargestellten
Bandes.
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Tabelle T Ausgabeformat eines numerisch gesteuerten Arbeitsprogramms
Nr. Ol T1 Nr. 02 L3 SW, ST Nr. 03 F4 Nr. 04 L6 Nr. 05 T4 Nr. 06 M3 Nr. 07 M4 Nr.
08 G1 XL1, YL1 Nr. 09 G4 Nr. 10 G2 XL2, YL2, I2, J2 Nr. 11 G1 XL3, YL3 Nr. 12 G4
Nr. 13 G2 XL4, YL4, I4, J4 Nr. 14 G1 XL5, YL5 Nr. 15 G4 Nr. 16 G3 XL6, YL6, I6,
J6 Nr. 17 G1 XL7, YL7 Nr. 18 G4 Nr. 19 G2 XL8, YL8, I8, J8 Nr. 20 Gl XL9, YL9 Nr.
21 G4 Nr. 22 G2 XL10, Yl10, I10, J10 Nr. 23 G1 XL11, YL11 Nr. 24 G4 Nr. 25 G2 XL12,
YL12, I12, J12 Nr. 26 G1 XL13, YL13 Nr. 27 G4
Nr. 28 G2 XL14, YL14,
I14, J14 Nr. 29 G1 XL15, YL15 Nr. 30 G4 Nr. 31 G3 XL16, YL16, 116, J16 Nr. 32 G1
XL17, YL17 Nr. 33 G4 Nr. 34 G2 XL18, YL18, I18, J18 Nr. 35 G1 XL19, YL19 Nr. 36
G4 Nr. 37 G2 XL20, YL20, I20, J20 Nr. 38 G1 XL21, YL21 Nr. 39 M5 Nr. 40 M6 Nr. 41
GO XL22, YL22 Nr. 42 T4 Nr. 43 M3 Nr. 44 M4 Nr. 45 G1 XL23, YL23 Nr. 46 G4 Nr. 47
G2 XL24, YL24, I24, J24 Nr. 48 G1 XL25, YL25 Nr. 49 G4 Nr. 50 G3 XL26, YL26, I26,
J26 Nr. 51 Gl XL27, YL27 Nr. 52 G4 Nr. 53 G2 XL28, YL28, I28, J28 Nr. 54 G1 XL29,
YL29 Nr. 55 M5 Nr. 56 M6 Nr. 57 GO XL30, YL30 Nr. 58 T4 Nr. 59 M3 Nr. 60 M4 Nr.
61 G1 XL31, YL31 Nr. 62 G4 Nr. 63 G2 XL32, YL32, I32, J32
Nr. 64
Gl XL33, YL33 Nr. 65 G3 XL34, YL34, I34, j34 Nr. 66 G4 Nr. 67 G2 XL35, YL35, I35,
J35 Nr. 68 G1 XL36, YL36 Nr. 69 G4 Nr. 70 G2 XL37, YL37, I37, J37 Nr. 71 G1 XL38,
YL38 Nr. 72 M5 Nr. 73 M6 Nr. 74 M2 Nr. 75 G7 XL39, YL39, NX, NY Nr, 76 MO Die Fig.
29 ist eine vergrößerte Ansicht und zeigt Abschnitte nahe bei den Punkten a, b und
c des in der Fig. 27 dargestellten Musters. Die Fig. 30 ist eine vergrößerte Ansicht
und zeigt Abschnitte nahe bei den Punkten v, w und x des gleichen Musters. Im folgenden
wird bei der Erläuterung des Inhalts des in der Tabelle I zusammengestellten Programms
auch auf diese Figuren Bezug genommen.
-
In einer Spalte zur Rechten einer Spalte, die die Sequenznummern zeigt,
sind Operationscodes (oP) angegeben, die die Inhalte der Befehle anzeigen. Wenn
die OP-Codes Daten benötigen, sind diese Daten in derjenigen Spalte dargestellt,
die sich am weitesten rechts befindet. Das numerische Steuergerät liest das Arbeitsprogramm
entsprechend der Sequenznummer mit Hilfe des Bandlesers, um an die Bearbeitungsmaschine
einen Befehl abzugeben und den Inhalt auszuführen, der von einem ausgelesenen OP-Code
dargestellt wird. Auf diese Weise wird eine Nut geschnitten oder eine Öffnung gebohrt.
Die Sequenznummer 01 bezeichnet ein Werkzeug, das benutzt werden soll, d.h. in diesem
Falle ein Schweifsägeblatt T1. Bei der Sequenznummer 02 sind die Abmessungen des
Schweifsägeblatts Tl genannt. Das Symbol SW stellt die Zahnbreite und das Symbol
ST die Zahnstärke dar.
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Bei der Sequenznummer 03 ist durch einen der F-Codes die Schneidgeschwindigkeit
für die Nut mit F4 angegeben.
-
Obgleich bei den einzelnen Blöcken des Programms verschiedene F-Codes
(beispielsweise F2) genannt sein können, werden bei diesem Ausführungsbeispiel alle
Schnittgeschwindigkeiten des Musters durch einen bestimmten Code F4 dargestellt.
Bei der Sequenznummer 04 findet man einen OP-Code L6, der Schleifenbefehl genannt
wird und der dazu dient, um die Sequenz zwischen der Nr. 04 und der Nr. 75 mit dem
Code G7 zu wiederholen. Die Sequenznummern 05 bis 75 bilden somit ein Arbeitsprogramm,
das einem Verpackungsmuster (Fig. 27) entspricht. Dieses Arbeitsprogramm wird entsprechend
der in der Fig. 28 gezeigten Reihenfolge sechsmal wiederholt.
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Die Sequenz 05 stellt einen OP-Code T4 dar, der einen Bohrbefehl
beinhaltet, der herangezogen wird, um an einer Einsetzposition für das Schweifsägeblatt
T1 eine Öffnung oder ein Loch zu bohren. Somit wird die Öffnung Ha, die dem Programmarbeitsursprung
a (0.0) entspricht, gemäß der Erfindung ausgebildet. Die Mitte der Öffnung Ha wird
gegenüber dem Ursprungspunkt a in Richtung der Achse -Y verschoben. Ein OP-Code
M3 bei der Sequenznummer 06 ist ein Sägeblatt-Klemmbefehl zum Einsetzen des Sägeblatts
T1 in die Öffnung Ha und zum Festklemmen des unteren Endes des Schweifsägeblatts
Tl durch das untere Klemmelement. Bei der Sequenznummer 07 liegt ein OP-Code M4
(Sägeblatt-Antriebbefehl) vor, der dazu dient, um das Sägeblatt in vertikaler Richtung
hin- und herzubewegen.
-
Bei der Sequenznummer 08 liegt ein OP-Code Gl oder ein Bewegungsbefehl
vor, um die Spitze des Sägezahnblatts TI vom Ursprungspukt a (0.0) zu einem Punkt
b' zu bewegen, der sich geringfügig vor dem Punkt b befindet. Auf diese Weise wird
eine gerade Nut geschnitten. Bei der genannten Bewegung handelt es sich um eine
Relativbewegung
zwischen dem Sägeblatt und dem Werkstück. Wenn
die Koordinaten des Punktes b' durch (Xb'.Yb') gegeben sind, wird das Ausmaß der
Bewegung in der Richtung der X-Achse und der Y-Achse durch die folgenden Beziehungen
dargestellt: XL1 = Xb' - O YL1 = Yb' - 0.
-
Bei der Sequenznummer 09 tritt dann ein OP-Code G4 auf, der einen
Rückschaltbefehl enthält, nachdem das Schweifsägeblatt T1 vom Punkt b' zum Punkt
b um einen Rückschaltbetrag tL vorgeschoben und dann um denselben Betrag zurückgefahren
wird, so daß eine Rückschaltoperation ausgeführt wird. Es wird angenommen, daß der
Betrag oder das Ausmaß der Rückschaltung #L gleich ST ist.
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Während dieser Rückschaltoperation ändert sich nicht die Orientierung
der Sägeblattspitze. Bei der Sequenznummer 10 wird dann ein OP-Code G2 erzeugt,
um zwischen den Punkten b' und b" einen Eckschnitt vorzunehmen. Dieser OP-Code G2
erfolgt im Uhrzeigersinn.
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Die Daten XL2, YL2, I2 und J2 werden in der folgenden Weise bestimmt:
YL2 = Xb" - Xb', YL2 = Yb" - Yb' I2 = Xb' - xl , J2 = Yb' - y1 Dabei sind (Xb" Yb")
und (Xb'(Yb') die Koordinaten der Punkte b" und b', wohingegen (x1.y1) die Koordinaten
der Mitte eines Eckkreises sind.
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Bei der Sequenznummer II tritt der OP-Code G1 wieder auf. XL3 und
YL3 geben das Ausmaß der Bewegung vom Punkt b" zum Punkt c' an. Dieses Bewegungsausmaß
oder diese Bewegungsbeträge werden wie folgt bestimmt: XL3 = Xc' - Xb", YLD = Yc'
- Yb"
Dann erscheint bei der Sequenznummer 12 wieder der OP-Code
G4, um beim Punkt c' eine Rückschaltoperation auszuführen.
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Nach der Durchführung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung entsprechend
dem Betrag des Rückschaltens erscheint bei der Sequenznummer 13 ein OP-Code G2,
um zwischen den Punkten c' und c" einen Eckschnitt auszuführen, wobei: XL4 = Xc
" - Xc' ; yL4 = Ycn - Yc I4 = Xc' - x2 ; J4 = Yc' - y2.
-
Die Radien R der Kreise für den Eckschnitt sind dieselben.
-
Bei dieser Ausführungsform sind die Radien R auf die Zahnbreite SW
in einer solchen Weise bezogen, wie es aus der Tabelle II hervorgeht.
-
Tabelle II
| SW(mm) R(mm) |
| - 0,99 1,00 |
| 1,00 - 1,99 2,00 |
| 2,00 - |
Wenn die Befehle bis zum OP-Code G1 bei der Sequenz-Nr. 38 ausgeführt worden sind,
ist bis zum Punkt 1 eine Nut geschnitten worden. Der OP-Code G3 ist ein Kreisbogen-Schnittbefehl,
der dem OP-Code G2 ähnlich ist, oder ein Eckschnittbefehl, der aber eine Drehung
im Gegenuhrzeigersinn verursacht. Bei der Sequenznummer 39 tritt ein OP-Code M5
auf, der die vertikale Hin- und Herbewegung des Schweifsägeblatts T1 beendet. Bei
der Sequenznummer 40 erscheint ein OP-Code M6, der das untere Klemmelement veranlaßt,
das untere Ende des Schweifsägeblatts T1 freizugeben.
-
Somit kann das Sägeblatt aus der Schneid- oder Stanzplatte
gezogen
werden.
-
Wenn dann bei der Sequenznummer 41 ein OP-Code GO erscheint, bedeutet
dies, daß das Schweifsägeblatt T1, das nach oben gezogen worden ist, mit hoher Geschwindigkeit
zu einem Punkt bewegt wird, der sich unmittelbar über dem Punkt m befindet. Bei
der Sequenznummer 42 tritt ein OP-Code T4 auf, der die Ausbildung der Öffnung Hm
mit einem nicht dargestellten Bohrer veranlaßt. Es sei bemerkt, daß die Mitte des
Bohrers (T4), d.h. die Mitte der Öffnung Hm, gegenüber dem Punkt m versetzt ist.
Diese Versetzung ist motwendig, um zu ermöglichen, daß die Mitte des Zahnes des
Schweifsägeblatts T1 beim Einsetzen in die Öffnung Hm beim Punkt m positioniert
ist. Das Schweifsägeblatt wird dann in dieser Position festgeklemmt.
-
Mit den Sequenznummern 43 und 44 wird das Einsetzen und die vertikale
Hin- und Herbewegung des Schweifsägeblatts befohlen. Bei der Sequenznummer 45 tritt
dann ein Befehl auf, gemäß dem das Schweifsägeblatt vom Punkt m zu einem Punkt nahe
beim Punkt n bewegt wird. Bei der Sequenznummer 46 ist wieder eine Rückschaltoperation
vorgesehen.
-
Bei der Sequenznummer 47 wird ein Befehl gegeben, um einen Eckschnitt
mit einem Radius R auszuführen. Bei der Sequenznummer 48 erscheint ein OP-Code G1,
um bis nahe an den Punkt p einen geradlinigen Schnitt auszuführen.
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Bei der Sequenznz r 49 gibt der OP-Code G4 einen Rückschaltbefehl.
Bei der Sequenznummer 50 erscheint ein OP-Code G3, um zwischen den Punkten p und
q einen Kreisbogen im Gegenuhrzeigersinn zu schneiden. Dieser Bogen ist nicht gleich
dem Kreisbogen mit einem Radius von R, und er ist in der Fig. 30 dargestellt, allerdings
an anderer Stelle mit den Komponenten XL28 und YL28 zum Ausführen einer Bewegung
vom Punkt p zum Punkt q und mit den Komponenten I28 und J28 als Abstand zwischen
dem Anfangspunkt p und der Mitte des Bogens.
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Bei der Sequenznummer 51 erscheint ein OP-Code G1 zum Ausführen einer
geradlinigen Bewegung. Es erfolgt daher ein geradliniger Schnitt vom Punkt q zu
einem Punkt r' nahe beim Punkt r. Bei der Sequenznummer 52 tritt ein OP-Code G4
auf, um einen Rückschaltschnitt um einen Betrag von 8 L vorzunehmen. Bei der Sequenznummer
53 wird ein Befehl gegeben, um einen Eckschnitt im Uhrzeigersinn auszuführen, um
über den Punkt r einen Punkt r" zu erreichen.
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Bei der Sequenznummer 54 tritt ein OP-Code G1 auf, so daß bis zum
Punkt s ein geradliniger Schnitt erfolgt. Bei den Sequenznummern 55 und 56 werden
Befehle gegeben, nach denen die vertikale Hin- und Herbewegung des Schneidsägeblatts
T1 angehalten und das untere Klemmelement freigegeben wird, so daß das Schweifsägeblatt
nach oben aus der Schneidplatte gezogen werden kann. Durch einen OP-Code GO bei
der Sequenznummer 57 wird dann das Schneidsägeblatt zum Punkt t bewegt.
-
Bei der Sequenznummer 58 wird ein OP-Code T4 erzeugt, um den Befehl
zum Bohren einer Öffnung Ht zu geben.
-
Bei den Sequenznummern 59 und 60 wird das Schweifsägeblatt T1 wieder
in die gebohrte Öffnung eingesetzt und vom unteren Klemmelement festgeklemmt. Durch
einen Code M4 wird dann wieder die vertikale Hin- und Herbewegung aufgenommen. Bei
der Sequenznummer 61 wird ein OP-Code G1 erzeugt, um vom Punkt t bis zu einem Punkt
u' nahe beim Punkt u einen geradlinigen Schnitt auszuführen, wie es aus der Fig.
30 hervorgeht.
-
Bei der Sequenznummer 62 erfolgt dann wieder ein Rückschaltschnitt
mit Hilfe eines OP-Code G4. Bei der Sequenznummer 63 wird dann mit einem Code G2
ein Eckschnitt ausgeführt, und zwar vom Punkt u' zum Punkt u". Es folgt dann bei
der Sequenznummer 64 ein geradliniger Schnitt vom Punkt u" bis zum Punkt v. Daran
schließt sich ein bogenförmiger
Schnitt im Gegenuhrzeigersinn
zwischen den Punkten v und w' an. Beim Punkt w' erfolgt ein Rückschaltschnitt unter
der Einwirkung eines OP-Code G4 bei der Sequenznummer 66. Durch einen bei der Sequenznummer
67 erzeugten OP-Code wird anschließend ein Eckschnitt zwischen dem Punkt w' und
dem Punkt w" längs eines Kreises ausgeführt, dessen Mitte bei (xw-yw) liegt und
der einen Radius R hat.
-
Bei der Sequenznummer 68 wird ein linearer Schnitt zwischen dem Punkt
w und einem Punkt x' nahe beim Punkt x ausgeführt. Ein Rückschaltschnitt erfolgt
bei der Sequenznummer 69. Es schließt sich dann bei der Sequenznummer 70 ein Eckschnitt
zwischen den Punkten x' und x" an, und zwar längs eines Kreisbogens mit einem kleineren
Radius R'. Bei der Sequenznummer 71 wird ein OP-Code G1 erzeugt, um vom Punkt x"
bis zum Punkt y einen geradlinigen Schnitt auszuführen. Bei der Sequenznummer 72
wird ein Code M5 erzeugt, um die vertikale Hin- und Herbewegung des Schweifsägeblatts
T1 anzuhalten. Bei der Sequenznummer 73 wird ein Code M6 erzeugt, um das untere
Ende des Schweifsägeblatts T1 freizugeben. Schließlich tritt bei der Sequenznummer
74 ein OP-Code M2 auf, um das Programm zum Startpunkt oder Anfangspunkt a(O.O) zurückkehren
zu lassen, wobei die Spitze des Zahns des Schweitsägeblatts T7 genau über den Punkt
a gebracht wird. Bei der Sequenznummer 75 wird dann ein OP-Code G7 erzeugt, um einen
Schleifenbefehlscode bereitzustellen, nachdem die Operationen zwischen der Sequenznummer
64 und der Sequenznummer 75 wiederholt werden. Die Daten XL39 und Kl39, die dem
OP-Code G7 folgen, sind in der Fig. 28 dargestellt.
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Die Daten NX und NY nach der Fig. 28 sind Nx = 3 und Ny = 2. Diese
Daten geben die Anzahl der Packungsmuster in der X- bzw. in der Y-Richtung an.
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Die Reihenfolge der Schnitte ist A#B#C#D#E#F, wie in der Fig. 28
gezeigt. Nach Beendigung des Verpackungsmusters F wird das Schweifsägeblatt t1 zum
Ursprungspunkt a6 zurückgefahren und dann zurück zum Programmarbeitsursprung a1
gebracht, und zwar durch den Befehl eines OP-Code MO, der beim Sequenzschritt 76
erzeugt wird.
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Nach der ausführlichen Erläuterung des Ausgabeformats nach der Tabelle
I sei bemerkt, daß dieses Ausgabeformat durch ein einfacherers Eingabeformat gemäß
einem Eingabe/ Ausgabe-Umsetzungsprogramm präpariert werden kann. Ein Beispiel hierfür
wird unter Bezugnahme auf eine Bahn oder Strecke zwischen den in der Fig. 29 dargestellten
Punkten a und c' beschrieben.
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Es wird eine TTY-Eingabe angenommen: * G1 XaYa Rückkehr * Xb.Yb "
Eingabe-* GO " format * G1 Xc.Yc " Dabei stellen Xa, Ya, Xb, Yb, Xc und Yc die Werte
absoluter Koordinaten dar. Es gilt dann: G1 XL1.YL1 (Punkte a#b') G4 (Rückschaltbefehl)
G2 XL2.YL2.I2.J2 (Punkte b'#b") Gl XL3 . YL3 (Punkte b"#c') Dabei stellen XL1 bis
XL3 und YLI bis YL3 inkrementale Werte dar. Somit ist es nicht notwendig, die Koordinaten
der Punkte b' und b" einzeln zu berechnen. Diese Koordinatenwerte werden durch das
Umsetzprogramm vorgesehen.
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Die Rückschaltschnittoperationen und nachfolgenden Eckschnittoperationen
an den betreffenden Wendepunkten schützen das Schweifsägeblatt gegenüber Schäden
durch Kräfte,
die am Sägeblatt angreifen, wenn die Orientierung
des Sägeblatts an einem Wendepunkt schnell geändert wird, und sie schützen das Sägeblatt
gegen wiederholt auftretende Biegekräfte.
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Obgleich das in der Tabelle I dargestellte Ausgabeformat ein Beispiel
für ein Programm bildet, bei dem die Öffnungen und die sich daran anschließenden
Nuten sequentiell erzeugt werden, ist es bei der tatsächlichen Bearbeitung möglich,
an den erforderlichen Stellen zunächst die Öffnungen zu bohren und dann mit einem
Schweifsägeblatt die Nuten zu schneiden. Wie es aus den Fig. 29 und 30 hervorgeht,
sind die Mitten der Öffnungen Ha und Ht, die entsprechenden Schnittanfangspunkten
a und t zugeordnet sind, gemäß der Erfindung gegenüber diesen Punkten versetzt.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zum Bestimmen der Positionen
von Öffnungen ist die das Schweifsägeblatt aufnehmende Öffnung, die dem Nutschnittanfangspunkt
entspricht, gegenüber der Schnittstartposition um eine Strecke versetzt, die gleich
dem halben Wert der Zahnbreite SW ist und in einer der Schnittrichtung entgegengesetzten
Richtung verschoben ist, so daß es möglich ist, den Durchmesser der Öffnungen auf
einen Minimalwert herabzusetzen, die erforderlich sind, um ein Nuterrnuster mit
diskentlnuierlichen Nuten in einer Schneid- oder Stanzplatte auszubilden. Aus diesem
Grunde schwächen die Öffnungen nicht die mechanische Festigkeit der Stanzplatte.
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Gemäß der Erfindung wird entsprechend dem ersten Beispiel nach den
Fig. 17, 18 und 19 die Bohrposition unter Verwendung des Winkels O berechnet, wobei
der Winkel verwendet wird, um die Orientierung des Zahnes des Schweifsägeblatts
am Startpunkt A zum Schneiden einer Bahn oder Strecke AWB so einzustellen, wie es
im Flußdiagramm gezeigt ist. Die Datenverarbeitungsmo-glichkei t eines Mikrokoinputersystems
braucht
nicht ausschließlich für die Bestimmung der Position der Öffnung zur Verfügung zu
stehen. Die Speichereinrichtung kann man ebenfalls für andere Verarbeitungen einsetzen.
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Bei dem System oder der Anordnung nach den Fig. 23 sowie 26a und
26b wird der Winkel o nicht benutzt0 Jedoch sind die beiden Systeme oder Anordnungen
äquivalent, und die Öffnungsposition kann durch einen äußerst einfachen Verarbeitungsschritt
bestimmt werden, mit Ausnahme der Berechnung der Quadratwurzel.
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L e e r s e i t e