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T i t e 1 : Digitales Steuerungssystem
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zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, Die Erfindung betrifft ein
digitales Steuerungssystem zur Steuerung einer Werkzeugmaschine mittels eines Steuerwerkes
zur Ablaufsteuerung und mittels eines Steuerwerkes zur digitalen Steuerung der Arbeitsstellung
eines Werkzeuges und/ oder eines Werkstückes während eines Arbeitsvorganges.
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Aus der DT-AS 23 30 911 ist eine rechnergeführte, numerisch gesteuerte
Werkzeugmaschine bekannt, welche unter der Führung eines veränderbaren Programmes
gespeichert in einem Speicher eines elektronischen Rechners arbeitet.
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Das Programm enthält für jeden Arbeitsvorgang Soll-Daten für die Lage
des Werkzeuges und die Art und Weise eines in einer Lage durchzuführenden Arbeitsschrittes.
Zur wahlweisen
Eingabe von vom ursprünglich vorgesehenen Programm
abweichenden Soll-Daten ist ein Schalter zum Umschalten vom rechnergeführten Betrieb
auf die Eingabe von Hand vorgesehen. Von einer Bedienungsperson können Anderungen
des Programmes vorgenommen werden, wobei die Bedienungsperson selbst die Programmiersprache
für den Rechner nicht zu beherrschen braucht. Diese Anderungen beziehen sich auf
Anderungen über die Lage des Werkzeuges, über die Art und Weise, wie ein Arbeitsschritt,
z. B. mit welcherGeschwindigkeit, dieser durchzuführen ist und darüber hinaus, welcher
Arbeitsschritt selbst durchzuführen ist. Solche Anderungen können dadurch vorgenommen
werden, daß ein gerade ablaufendes Programm angehalten und die abgeänderte Information
für den Arbeitsschritt über ein Schaltregister in den Programmspeicher eingegeben
wird. Eine Anderung im Steuerwerk zur Ablaufsteuerung ist bei dieser rechnergeführten,
numerischen Steuerung nicht vorgesehen. Ein Steuerwerk zur digitalen Steuerung der
Arbeitsstellung des Werkzeugs und/oder des Werkstücks während eines Arbeitsvorgangs
(d. h. die numerische Steuerung für die Werkzeugmaschinen), ist bei dieser Maschine
gekennzeichnet durch eine digitale, d. h.
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zahlenmäßige, Verarbeitung von Größen, wie z. B. Mengen, Wege, Drücke,
Drehzahlen usw.. Ein solches Steuerwerk ist u.a. aufgebaut mit Zählern, Registern,
Rechenwerken, Frequenzteilen, Analog-Digitalumsetzern, Kodeumsetzern. Mit der numerischen
Steuerung ist also im wesentlichen die digitale Punkt-, Bahn- und Streckensteuerung
von Werkzeugmaschinen bezeichnet. Daneben ist ein sogenanntes Steuerwerk zur Ablaufsteuerung
(Programmsteuerwerk) erforderlich, welches den zeitlichen Ablauf des numerischen
Steuerwerkes steuert. Dieser schrittweise Ablauf bzw: diese Programmsteuerung kann
abhängig sein von Rückmeldesignalen der Werkzeugmaschine oder von der Zeit. Die
Schritt für Schritt durchzuführenden Befehle der Ablaufsteuerung werden beispielsweise
in digitaler, d. h. in zahlenmäßiger, Darstellung in einem Programmspeicher abgespeichert.
Ein Rechenwerk
fragt diese Befehle zyklisch ab, interpretiert die
darin enthaltenen Anweisungen und sorgt über das numerische Steuerwerk für deren
Ausführung. Für die numerische Steuerung einer Werkzeugmaschine ist in der Regel
ein Bedienfeld vorgesehen, welches in der Nähe oder an der Werkzeugmaschine angeordnet
ist. Im Bedienfeld sind Taster oder Schalter vorgesehen, mit denen beispielsweise
Betriebsarten und Unterbetriebsarten für das numerische Steuerwerk eingestellt werden
können. Als Betriebsarten sind beispielsweise die Stellungen "Aus, Handeingabe,
Programmbetrieb oder konventionell" vorgesehen. Befindet sich ein Wahlschalter in
der Stellung "konventionell", so wird die Werkzeugmaschine von einem Rechner geführt.
Für den Programmbetrieb, d. h. in der Regel Steuerung mittels eines Lochstreifens,
sind beispielsweise als Unterbetriebsarten Bandlauf "vorwärts" oder Bandlauf "rückwärts"
für einen Lochstreifenleser, Lochstreifenbetrieb im Einzelsatz, Lochstreifenbetrieb
einschließlich ausblendbarer Sätze, Lochstreifen prüfen und Satzunterdrückung vorgesehen.
Mittels weiterer Tasten im Bedienfeld können u.a. Positionswerte in verschiedene
Koordinatenrichtungen, zur Vorgabe der Mittelpunktwerte bei Kreisinterpolation -und
für Korrekturschritte eingegeben werden. Zur Bearbeitung eines Werkstücks können
folgende programmgesteuerte Arbeitsschritte beispielsweise notwendig sein: a) Positionieren
eines Bohrwerkzeugs auf einer Achse einer zu erzeugenden Bohrung, b) Anhalten einer
Werkzeugwelle, c) Ausrichten des Bohrwerkzeugs und geringfügiges Verschieben des
Werkzeuges, d) bearbeiten der Bohrung bis das Werkstück durchbohrt ist, d) Rückkehr
des Werkzeuges.
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Das Bohren in dem Werkstück erfolgt durch Zusammenwirken des Programmsteuerwerks
(Ablaufsteuerung) und der numerischen Steuerung. Dazu müssen zwischen Bedienpult
mit dem
numerischen Steuerwerk und dem Programmsteuerwerk und der
Werkzeugmaschine ein Übertragungskanal sowie zwischen numerischem Steuerwerk und
Programmsteuerwerk ein weiterer übertragungskanal vorgesehen sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein digitales Steuerungssystem
derart weiterzuentwickeln, daß mit geringem Aufwand die Programmierung von dem Bedienungspersonal
erfolgen und die Zahl der übertragungskanäle verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden
Steuerwerke mit einem Bedienungspult der Werkzeugmaschine verbunden sind, daß mittels
eines Steuerbefehles entweder über das Bedienungspult der Werkzeugmaschine in ein
Befehlsregister eines Arbeitsspeichers des Steuerwerkes zur Ablaufsteuerung Befehle
eingegeben werden oder Daten über die Arbeitsstellungen in das Steuerwerk zur digitalen-Steuerung
der Arbeitsstellung zugeführt werden, und daß beide Steuerwerke zu einer Einheit
zusammenfaßbar sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dsrgestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein Bedienpult für die Steuerung einer Werkzeugmaschine
und Fig. 2 eine am Bedienpult angesctrlossene Werkzeugmaschine.
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Zur numerischen Steuerung einer Werkzeugmaschine 1 ist ein Bedienpult
2 vorgesehen, welches der Steuerung der Werkzeugmaschine zum Zwecke einer automatischen'Bearbeitung
von Werkstücken dient. Im Bedienpult 2 sind Eingabeeinheiten 21, 22, 23 und 25 für
Weg- und Zusatzdaten vorgesehen. Diese Daten werden in einem Datenspeicher eines
Steuerwerks zur digitalen Steuerung der Arbeitsstellung 31 (numerisches Steuerwerk)
gespeichert. Die augenblickliche Position eines
Werkzeuges ist an
einem Anzeigeinstrument 24 ablesbar. Beispielsweise kann die Position jeder Achse,
wie X,Y,Z, zur Bahnsteuerung mittels eines Drehmelders erfaßt und über das Anzeigeinstrument
24 angezeigt werden. Zusatzfunktionen, wie beispielsweise Kühlmittel ein" oder "aus",
Spindeldrehrichtung "links" oder "rechts", Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit
der verschiedenen Achsen und dafür benötigte zusätzliche Daten werden mittels der
Eingabeeinheit 23 eingelesen. Diesem numerischen Steuerwerk 31 ist eine Programmsteuerung
mittels eines Steuerwerkes zur Ablaufsteuerung 32 überlagert. Die Eingabe von Weginformationen
für das numerische Steuerwerk 31 kann beispielsweise mittels einer Anzahl von Tasten
25 erfolgen. Ein weiterer Taster 26 dient zur Ein- und Ausschaltung des digitales
Steuerungssystems mit dem numerischen Steuerwerk 31 und dem Programmsteuerwerk 32.
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Mittels eines Betriebsartenschalters 27 kann das Bedienpult 2, welches
dem Eingeben von Informationen für das numerische Steuerwerk 31 dient, in ein Prgrammiergerät
für das Programm steuerwerk 32 umfunktioniert werden (Stellung Programmerstellung).
über das Bedienpult 2 kann ein Programm erstellt werden, wobei zur Programmerstellung
von Hand die Taster 25 bzw. weitere Taster 28 vorsehbar sind. Die Befehle werden
in einem Arbeitsspeicher des Programmsteuerwerks 32 eingelesen und steuern den Arbeitsablauf
der Werkzeugmaschine 1. Die Art der Programmeingabe ist dabei abhängig vom gewählten
Aufbau des Bedienpultes 2 bzw. von einer entsprechenden Verdrahtung innerhalb dieses
Bedienpultes. Das einregebene Programm wird in sogenannte PROM-Bausteine übernommen
und ist nach der Umschaltung mittels des Betriebsartenschalters 27 aus der Stellung
"Programmerstellung" in eine weitere Betriebsart manuell abgeschlossen. Befindet
sich der Betriebsartenschalter 27 in der Betriebsart "manuell" so werden von einer
Bedienungsperson dem numerischen Steuerwerk 31 Informationen zugeführt, welche zur
Positionierung
und zur Information über Art und Weise eines durchzuführenden
Arbeitsschrittes dienen, zugeführt. In dieser Stellung entspricht die Funktion des
Bedienpultes 2 dem des Bedienpultes, welches in der DE-AS 23 30 911 vorgesehen ist.
Befindet sich der Betriebsartenschalter 2/ in einer Stellung "Programmablauf", so
wird dem Programmsteuerwerk 32 entweder das Programm, welches sich auf einem Datenträger
(z.B.
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Lochstreifen) befindet, über einen Lochstreifenleser 29 oder das Programm,
welches in der Stellung "Programmerstellung" in die PROM-Bausteine niedergelegt
wurde, zugeführt.
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Für den Programmablauf können vorteilhafte Techniken, wie beispielsweise
Aufrufen von Unterprogrammen, für mehrfach wiederholte Bearbeitungsvorgänge, verwendet
werden.
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Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen, digitalen Steuerungssystemes
besteht jedoch darin, daß durch Umschalten zwischen der Betriebsart "Programmablauf"
und der Betriebsart "manuell" ein Dialog zwischen Programmsteuerwerk 32 und numerischem
Steuerwerk 31 über das Bedienpult 2 herstellbar ist. Ein besonderer übertragungskanal
zwischen numerischem Steuerwerk 31 und Programmsteuerwerk 32 muß deshalb nicht vorgesehen
werden.