DE3148078A1

DE3148078A1 - Apparatus for controlling sliding-head-type automatics

Info

Publication number: DE3148078A1
Application number: DE19813148078
Authority: DE
Inventors: Helmut 8522 Höchstadt/Aisch May
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE3148078C2

Abstract

The apparatus relates to a numerical control system for sliding-head-type automatics. In order to keep down the interpolation cost, the distance (W) which can be covered in an additional axis (W) during the motion time (T1) of the workpiece (1) is determined in advance at predetermined relative velocity (W) from this calculated motion time (T1) of the workpiece (1), and the additional axis (W) is accordingly also moved during the workpiece movement. <IMAGE>

Description

Einrichtung zum Steuern von LangdrehautomatenDevice for controlling Swiss type automatic lathes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern von Langdrehautomaten, bei denen mindestens ein Werkzeug in einer senkrecht zu dem in Achsrichtung verschiebbaren und rotierenden Werkstück liegenden Ebene bewegbar ist und dem freien Ende des Werkstückes ein zusätzliches, in Achsrichtung verschiebbares Werkzeug zugeordnet ist.The invention relates to a device for controlling Swiss type automatic lathes, in which at least one tool is displaceable in a direction perpendicular to the one in the axial direction and rotating workpiece lying plane is movable and the free end of the workpiece an additional, axially displaceable tool is assigned.

Bei Langdrehautomaten der vorgenannten Art, die vor allem in der Massenfertigung Verwendung finden, wird normalerweise der Vorschub in den einzelnen Achsen über Kurvenscheiben oder dgl. gesteuert und damit die jeweils gewünschte Bearbeitung des Werkstückes vorgenommen.In Swiss type automatic lathes, which are mainly used in mass production The feed rate in the individual axes is usually over Cams or the like. Controlled and thus the processing required in each case of the workpiece.

Bei der Umrüstung derartiger Naschinen auf numerische Steuerungen ergibt sich das Problem, daß infolge der vielen gleichzeitig zu steuernden Achsen ein relativ aufwendiger Interpolator verwendet werden müßte.When converting such machines to numerical controls the problem arises that as a result of the many axes to be controlled at the same time a relatively complex interpolator would have to be used.

Normale numerische Steuerungen für Drehbänke sind meistens nur mit Interpolation in zwei Achsen und für Fräsmaschinen mit Interpolatoren in vier Achsen ausgerostet (vgl. z.B. die Siemens-Kataloge NC 4 und NC 5 über Sinumerik-Steuerungen von 1977).Normal numerical controls for lathes are mostly just with Interpolation in two axes and for milling machines with interpolators in four axes rusted out (see e.g. the Siemens catalogs NC 4 and NC 5 on Sinumerik controls from 1977).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuerung so zu gestalten, daß man mit einem möglichst einfachen Interpolator auskommt.The object of the present invention is to control to be designed in such a way that one can get by with the simplest possible interpolator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Interpolator zur koordinierten Steuerung der Bewegung des Werkstückes und der Werkzeuge in der zur Achsrichtung senkrechten Ebene vorgesehen ist und daß bei einem gleichzeitigen Wegbefehl für das Werkstück und den Relativweg zwischen zusätzlichem Werkzeug und Werkstück aus der errechneten Bewegungszeit des Werkstückes und der erforderlchen Geschwindigkeit des Werkzeuges der vom Werkzeug während dieser Zeit zu verfahrende Weg im voraus ermittelbar ist und das Werkzeug entsprechend dem Verhältnis von Werkstückweg zu errechnetem Werkzeugweg gleichzeitig durch die Steuerpulse des Interpolators für die Werkstückbewegung mit verschiebbar ist und daß beim Erreichen des geforderten Werkstück- oder Relativweges der Interpolator die restliche Bewegung des Werkzeuges oder Werkstückes mit dem synchron mitgeführten Werkzeug steuert.This object is achieved according to the invention in that the interpolator for coordinated control of the movement of the workpiece and the tools in the to the axis direction perpendicular plane is provided and that with a simultaneous Path command for the workpiece and the relative path between the additional tool and Workpiece from the calculated movement time of the workpiece and the required Speed of the tool that to be moved by the tool during this time Path can be determined in advance and the tool according to the ratio of workpiece path to the calculated tool path simultaneously by the control pulses of the interpolator for the workpiece movement with is displaceable and that when the required is reached Workpiece or relative path of the interpolator the rest of the movement of the tool or controls the workpiece with the synchronously guided tool.

Auf diese Weise wird erreicht, daß während der Interpolation zwischen Werkzeug- und Werkstückbewegung auch das zusätzliche Werkzeug mit der richtigen Geschwindigkeit die Bearbeitung am Werkstück ausführt.In this way it is achieved that during the interpolation between Tool and workpiece movement also the additional tool with the right one The speed at which machining is carried out on the workpiece.

Falls kein definierter Wegbefehl für den Relativweg von Werkstück zu Werkzeug vorliegt, wird das zusätzliche Werkzeug gleichsinnig zur Bewegung des Werkstückes durch die Steuerpulse des Interpolators für die Werkstückbewegung mitverschoben, d.h. das Werkstück führt die gleiche Bewegung wie das zusätzliche Werkzeug aus.If there is no defined path command for the relative path of the workpiece to the tool is present, the additional tool is in the same direction as the movement of the Workpiece moved by the control pulses of the interpolator for the workpiece movement, i.e. the workpiece executes the same movement as the additional tool.

Auf diese Weise werden Kollisionen zwischen Werkzeug und Werkstück vermieden.In this way there are collisions between the tool and the workpiece avoided.

Wird das Werkstück allein bewegt, so wird ständig die Differenz zwischen Werkstückposition und Werkzeugposition erfaßt, intern abgespeichert und bei einer nachfolgenden Bewegung des zusätzlichen Werkzeuges berücksichtigt.If the workpiece is moved alone, the difference between Workpiece position and tool position recorded, stored internally and with a subsequent movement of the additional tool is taken into account.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 ein Prinzipbild der Steuereinrichtung in schematisch vereinfachter Weise und Figur 2 das Weg-Zeitdiagramm der Bewegung von Werkstück und zusätzlichem Werkzeug.The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing; show it: Figure 1 is a schematic diagram of the control device in a schematically simplified manner and FIG. 2 shows the path-time diagram of the movement of the workpiece and additional tool.

Das zu bearbeitende Werkstück 1 rotiert in Richtung des Pfeiles 5 um seine Längsachse und ist in Z-Richtung mit der Geschwindigkeit Z verschiebbar. Mit Z5 und Z5 sind die vorgegebenen Sollwerte bezeichnet. Ebenso ist das zusätzliche Werkzeug 3 in W-Richtung relativ zum Werkstück 1 mit der Geschwindigkeit W bewegbar. Hier sind die geforderten relativen Verschiebewege mit W5 und die zugehörige geforderte relative Sollgeschwindigkeit mit 4 diese diese geforderten Sollwerte in W-Richtung nur das durch erreicht werden, daß jeweils Bewegung und Geschwindigkeit in Z-Richtung mit in Betracht gezogen werden.The workpiece 1 to be machined rotates in the direction of arrow 5 around its longitudinal axis and is displaceable in the Z-direction with the speed Z. The specified setpoints are designated by Z5 and Z5. Likewise, that is additional Tool 3 can be moved in the W direction relative to workpiece 1 at speed W. Here are the required relative displacement paths with W5 and the associated required relative target speed with 4 these required target values in the W direction only that can be achieved by that each movement and speed in the Z-direction to be considered with.

In einer zur Längsrichtung des Werkstückes 1 senkrechten Ebene sind weitere Werkzeuge in X- und U-Richtung durch Antriebsmotoren 4 bewegbar. Ubersichtlichkeitshalber ist nur eines dieser Werkzeuge 2 dargestellt.In a plane perpendicular to the longitudinal direction of the workpiece 1 are further tools can be moved in the X and U directions by drive motors 4. For the sake of clarity only one of these tools 2 is shown.

Die koordinierte Steuerung aller Bewegungen in den einzelnen Achsen wird durch eine an sich bekannte numerische Steuerung 6 vorgenommen, wie sie beispielsweise in einem der eingangs genannten Kataloge näher dargestellt ist.The coordinated control of all movements in the individual axes is carried out by a per se known numerical controller 6, such as, for example is shown in more detail in one of the catalogs mentioned at the beginning.

Es ergeben sich je nach der Programmierung verschiedene Bewegungsverhältnisse in der W-Richtung. Ist z.B. in einem Satz eine Geschwindigkeit in dieser W-Achse angegeben und nur ein allgemeiner Wegbefehl ohne Weginformation vorgesehen, so wird die W-Achse simultan zur Z-Achse verfahren, so daß es zwischen Werkzeug und Werkstück zu keiner Kollision kommt. Dies läßt sich auf einfache Welse z,B. dadurch erreichen, daß die Pulse des Interpolators in der numerischen Steuerung 6, die die Bewegungen in X- und Z-Richtung steuern, in gleicher Weise wie zur Steuerung der Z-Achse auch zur Steuerung der W-Achse verwendet werden.Depending on the programming, different movement conditions result in the W direction. If, for example, there is a speed in this W-axis in a block and only a general route command without route information is provided, then move the W-axis simultaneously to the Z-axis so that it is between the tool and the workpiece no collision occurs. This can be done in simple catfish z, B. achieve by that the pulses of the Interpolators in numerical control 6, which control the movements in the X and Z directions, in the same way as for the control the Z-axis can also be used to control the W-axis.

Wird weder eine Geschwindigkeit noch eine Weginformation für die W-Achse gegeben, so wird die Positionsdifferenz W-Z intern abgespeichert und bei einer folgenden Bewegung in der W-Achse verrechnet.Will neither speed nor path information for the W-axis given, the position difference W-Z is stored internally and in the case of a subsequent one Movement in the W axis offset.

Wird im Programmsatz eine gleichzeitige Bewegung in W-und Z-X-Richtung gefordert, so werden die Programmsätze intern zerlegt. Hierbei sind zwei Fälle zu unterscheiden, nämlich wenn die Bewegung in der W-Achse zuerst abgeschlossen ist oder die Bewegung in der W-Achse länger als in der Z-X-Achse dauert. Im nachfolgenden sei davon ausgegangen, daß die Bewegung in den W-Achse länger als in der Z-X-Achsen dauern-wird. Bei einem gleichzeitigen Verfahrbefehl in W- und Z-Richtung ergeben sich folgende Verhältnisse: W = Weg w = Geschwindigkeit Von Interesse ist die gleichzeitige Steuerung der Bewegung in W- und Z-Richtung. Hierzu wird in der numerischen Steuerung zunächst die Zeit T1 ermittelt, die die Bearbeitung in Z-Richtung erfordern wird. Aus dieser Zeit wird dann mit der erforderlichen Geschwindigkeit W in W-Richtung insgesamt zu fahrende Weg während dieser Be- wegungszeit T1 des Werkstückes 1 ermittelt. Wird die W-Achse während dieser Zeit T1 im Verhältnis der Geschwindigkeiten bzw. der Wege mitgeschleppt, so ergibt sich die erforderliche Relativgeschwindigkeit zwischen zusätzlichem Werkzeug 3 und Werkstück 1. Es brauchen hierzu nur die Pulse für die Steuerung in Z-1tichtung entsprechend dem Wegverhältnis untersetzt werden, wie beispielsweise durch den Rechenteil 61 in der Steuerung 6 angedeutet ist.If a simultaneous movement in W and ZX directions is required in the program block, the program blocks are split up internally. A distinction must be made here between two cases, namely when the movement in the W-axis is completed first or the movement in the W-axis takes longer than in the ZX-axis. In the following it is assumed that the movement in the W-axis will last longer than in the ZX-axis. With a simultaneous movement command in W and Z directions, the following conditions arise: W = path w = speed The simultaneous control of the movement in W and Z directions is of interest. For this purpose, the time T1 is first determined in the numerical control, which the machining in the Z direction will require. From this time, the total distance to be traveled in the W direction during this movement time T1 of the workpiece 1 is determined at the required speed W. If the W-axis is dragged along in the ratio of the speeds or the distances during this time T1, the required relative speed between additional tool 3 and workpiece 1 results as indicated, for example, by the computing part 61 in the controller 6.

Damit ergeben sich während der Zeit T1 die der Bewegungszeit des Werkstückes 1 entspricht, die geschilderten Verhältnisse mit einer tatsächlichen Geschwindigkeit W in WRichtung, die kleiner und entgegengesetzt gerichtet zur programmierten Geschwindigkeit W5 in W-Richtung ist.This results in the movement time of the workpiece during time T1 1 corresponds to the described relationships with an actual speed W in W direction, which is smaller and opposite to the programmed speed W5 is in the W direction.

Durch die Uberlagerung dieser Geschwindigkeit mit der Bewegung des Werkstückes ergibt sich jedoch zwischen Werkstück und Werkzeug die erforderliche Relativgeschwindigkeit Ws. Ist die Bewegung in der Z-Achoe beendet, so wird die Z-Achse abgeschaltet und die Pulse des Interpolators für die Z-Richtung entsprechend den geforderten Verhältnissen an die W-Achse ausgegeben. Nach der Zeit T2 ist dann auch der geforderte Relativweg W5 von Werkstück 1 zu Werkzeug 3 erreicht.By superimposing this speed on the movement of the Workpiece, however, there is the required between workpiece and tool Relative speed Ws. If the movement in the Z-Achoe has ended, the Z-axis switched off and the pulses of the interpolator for the Z-direction accordingly output to the required conditions on the W-axis. After the time T2 is then the required relative path W5 from workpiece 1 to tool 3 is also achieved.

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Claims

Claims 1. Device for the numerical control of long turning machines with interpolator, in which at least one tool is in a perpendicular to the in Axially displaceable and rotating workpiece lying plane is movable and the free end of the workpiece - an additional one that can be moved in the axial direction The tool is assigned, that is to say, the interpolator (6) a numerical control for coordinated control of the movement of the workpiece (1) and tools (2) in the plane (x) perpendicular to the axial direction is and with a simultaneous path command for the workpiece (1) and the relative path between additional tool (3) and workpiece (1) from the calculated movement time (T1) of the workpiece (1) and the required speed of the tool (9) the path (W) to be traversed by the tool (3) during this calculated time (T1) can be determined in advance and the tool (3) according to the ratio of workpiece path to tool path simultaneously by the control pulses of the interpolator (6) for the Workpiece movement is also displaceable and that when the required workpiece is reached or relative travel of the interpolator (6) the remaining movement of the tool (3) or the workpiece (1) controls with the synchronously carried tool (3).

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the additional tool (3) is in the same direction as the movement of the workpiece (1) Can be moved by the control pulses of the interpolator (6) for the workpiece movement (2) is, if there is no defined path command for the relative path from workpiece (1) to tool (3) is present.

3. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that with a single movement of the workpiece (1) the difference (W-Z) recorded between workpiece position and tool position and stored internally is taken into account in a subsequent movement of the additional tool (3) will.