DE3308765C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung und Steuerung gleichzeitiger Bearbeitungsvorgänge auf einer quadriaxial-numerisch gesteuerten Drehbank, die zwei Werkzeugsupports mit jeweils mehreren Werkzeugen hat und damit gleichzeitig Bearbeitungen durchführen kann.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 26 44 596 be­ reits bekannt. Gemäß diesem bekannten Verfahren werden Bearbeitungsvorgänge für mehrere Werkzeugträger blockwei­ se ausgeführt, wobei in einem Block zumindest teilweise überlappend ausführbare Bearbeitungsvorgänge enthalten sind und ein neuer Block von Bearbeitungsvorgängen erst nach Beendigung aller Bearbeitungsvorgänge des vorherge­ henden Blocks begonnen wird und wobei auch Maßnahmen zur Vermeidung von Kollisionen der Werkzeugträger getroffen werden. Das wesentliche dieses bekannten Verfahrens be­ steht darin, daß in jedem Block Bearbeitungsbefehle, die bei gleichzeitiger Durchführung an mindestens zwei Werk­ zeugträgern zu einer Kollision ihrer Werkzeuge führen kön­ nen, mit einer Bedingung versehen sind, die einer vorgege­ benen Stelle im Bearbeitungsvorgang eines oder mehrerer anderer Werkzeugträger innerhalb dieses Blocks entspricht, und daß die Durchführung dieser Bearbeitungsbefehle erst bei erfüllter Bedingung freigegeben wird. Durch diese Aus­ bildung des bekannten Verfahrens wird eine möglichst weit­ gehende simultane Betriebsweise erreicht, so daß dadurch die gesamte Bearbeitungszeit gering gehalten werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Beurteilung und Steuerung gleichzeiti­ ger Bearbeitungsvorgänge auf einer quadriaxial-numerisch gesteuerten Drehbank der eingangs definierten Art anzuge­ ben, mit dessen Hilfe die Erstellung eines Bearbeitungs­ programms wesentlich vereinfacht werden kann und die Si­ cherheit hinsichtlich der Einhaltung gewünschter Bearbei­ tungsgenauigkeit erhöht werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine spezifische Schwierigkeit beim Programmieren eines Bearbeitungspro­ gramms beseitigt, welche die verschiedenen Bearbeitungs­ arten (wie z. B. Schrubben, Schlichten, Gewindeschneiden, Nutstechen, Bohren usw.) betrifft. Derartige Bearbeitungs­ arten dürfen an einem Werkstück nicht gleichzeitig durch­ geführt werden, um die erzielbare Bearbeitungsgenauigkeit nicht negativ zu beeinflussen.

Die jeweils miteinander kombinierbaren Bearbeitungsarten hängen auch noch von der jeweiligen Bearbeitungsstelle ab, ob beispielsweise am Werkstück der Außenmantel bear­ beitet wird, ob eine Innenmantelbearbeitung durchgeführt wird, eine Stirnflächenbearbeitung durchgeführt wird usw.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Möglichkeit ge­ schaffen, daß ein Programmierer bei der Eingabe eines Be­ arbeitungsprogramms und bei Auswahl zweier verschiedener Bearbeitungsarten, die gleichzeitig durchgeführt werden sollen, unmittelbar eine Information darüber erhält, ob die zwei voneinander verschiedenen Bearbeitungsarten mit­ einander kombiniert werden können oder nicht.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen, wie eine gleichzeitige Bear­ beitung mit einer quadriaxial-numerisch gesteuerten Dreh­ bank ausgeführt wird.

Eine quadriaxial-numerisch gesteuerte Drehbank mit zwei unabhängig voneinander steuerbaren Werkzeugsupports kann ein Werkstück mit Hilfe der durch diese Supports ge­ haltenen Werkzeuge gleichzeitig bearbeiten, wodurch der Bearbeitungsvorgang sehr effektiv wird. Andererseits je­ doch erfordert die gleichzeitige Bearbeitung eine Ent­ scheidung bei der Programmierung hinsichtlich der durch die Werkzeuge auf den Supports auszuführenden Bearbeitungsvorgänge, um ernsthafte Behinderungen wie me­ chanisches Ineinandergreifen der Werkzeugsupports oder der Werkzeuge zu verhindern.

Bisher waren diese Entscheidungsvorgänge dem Programmie­ rer überlassen, der das Bearbeitungsprogramm ausarbeitet. Der Programmierer hatte zu diesem Zweck eine genaue Ana­ lyse der einzelnen Bearbeitungsvorgänge für jeden Prozeß vorzunehmen, um die Programme für die einzelnen Werkzeug­ supports festzulegen, und dabei zu entscheiden, ob zwei Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig ablaufen können oder nacheinander erfolgen müssen. Diese Programmierarbeit ist äußerst mühsam und erfordert einen hohen Kenntnisstand wie auch große Erfah­ rung. Außerdem ist es meist erforderlich, das Bearbei­ tungsprogramm auch des zweiten Werkzeugsupports zu ändern, wenn eine Änderung im Arbeitsprogramm des ersten Werkzeug­ supports vorgenommen wird. Allein die Programmgestaltung erfordert also sehr viel Zeit und Arbeit.

Durch die vorliegende Erfindung kann nun wirksam verhin­ dert werden, daß von einem Programmierer nicht miteinan­ der vereinbare Bearbeitungsvorgänge versehentlich kombi­ niert werden, so daß auf der Grundlage des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens sichergestellt wird, daß die Bearbeitungs­ qualität aufgrund eines unsachgemäßen zusammengestellten Bearbeitungsprogramms nicht verschlechtert wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 Vorgänge gleichzeitiger Bearbei­ tung bei einer quadriaxial-numerisch gesteuerten Drehbank;

Fig. 4 ein Steuerblockdiagramm einer qua­ driaxial-numerisch gesteuerten Drehbank, bei der die Erfindung ausgeübt wird; und

Fig. 5 ein Schema zur Darstellung des In­ halts eines Bearbeitungsmuster- oder -artenpaarspeichers.

Fig. 4 zeigt eine quadriaxial-numerisch gesteuerte Dreh­ bank mit einem Hauptsteuerabschnitt 2, mit dem verschiede­ ne Komponenten wie ein Tastenfeld 3, eine Anzeige 4, eine Werkzeugauswahlsteuerung 6, ein Bearbeitungsinformations­ speicher 7, eine Werkzeugsupportsauswahlsteuerung 9 und ein Bearbeitungsprogrammspeicher 10 verbunden sind. Die Werk­ zeugsupportauswahlsteuerung 9 ist mit einem Bearbeitungs­ artenpaarspeicher 12 verbunden, während die Werkzeugaus­ wahlsteuerung 6 mit einem Werkzeuginformationsspeicher 8 verbunden ist, in dem verschiedene Werkzeugdaten DATA, welche die auf den beiden Werkzeugsupports 16, 17 der Drehbank gehalterten Werkzeuge 19 betreffen, gespeichert sind, nämlich die Werkzeugbefestigungsstellungen, die Werkzeugformen, die Werkzeugbreiten, die Angriffsmöglichkeiten der Werkzeu­ ge, usw. Der Bearbeitungsprogrammspeicher 10 ist mit einer Supportsteuerung 13 verbunden, die ihrerseits wieder mit dem Hauptsteuerabschnitt 2 verbunden ist. Die Support­ steuerung 13 kann die Werkzeugsupports 16 und 17 antreiben und steuern, die so angeordnet sind, daß sie sich bezüglich der Drehbankspindel 15 gegenüberstehen und unabhängig von­ einander in den durch Pfeile A, B, C und D dargestellten Richtungen bewegbar sind. Die beiden Supports 16 und 17 tragen mehrere Werkzeuge 19 und sind so drehbar, daß sie das jeweils gewünschte Werkzeug 19 in Arbeitsstellung bringen, mit anderen Worten, sie ermöglichen die Werkzeug­ auswahl. Ein zu bearbeitendes Werkstück 22 ist zwischen Spindelfutter 20 und Reitstück 21 eingespannt.

Bei der Durchführung der Bearbeitung unter Einsatz der quadriaxial-numerisch gesteuerten Drehbank 1 mit beschrie­ genem Aufbau gibt der Maschinist in den Bearbeitungsinfor­ mationsspeicher 7 verschiedene Bearbeitungsinformationen INF ein, die nötig sind, um die Endform des in der Zeich­ nung wiedergegebenen Werkstücks zu erhalten, und zwar für die beiden Bearbeitungsvorgänge. Der Begriff "Bearbeitungs­ vorgang" bedeutet im vorliegenden Fall eine Reihe von Be­ arbeitungseinheiten, die durch dasselbe Werkzeug 19 nacheinan­ der ausgeführt werden. Die Eingabe der Bearbeitungsinforma­ tion INF in den Bearbeitungsinformationsspeicher 7 erfolgt über den Hauptsteuerabschnitt 2. Die Bearbeitungsinfor­ mation INF enthält Informationen wie den Abschnitt des Werk­ zeugs 19, der bearbeitet werden soll, den Grad des Finish, die Art der Bearbeitung wie Bohren, Gewindeschneiden, Nut­ stechen, usw., für jeden der Bearbeitungsvorgänge.

Der Hauptsteuerabschnitt 2 gibt die eingegebene Bearbei­ tungsinformation INF an die Werkzeugsupportauswahlsteuerung (Steuerung) 9, die nun die Bearbeitungsart PAT auswählt, welche zu den Bearbeitungsvorgängen, die durch die Bearbeitungsinforma­ tion INF gebildet werden, gehört. Die Werkzeugsupportauswahlsteue­ rung 9 bestimmt auch, welche Bearbeitungsarten gleichzeitig paarweise durchgeführt werden, und bei welchen eine paar­ weise Ausführung nicht möglich ist.

Genauer gesagt, speichert der Bearbeitungsartenpaarspeicher 12 eine in Fig. 5 gezeigte Paartabelle TABL, in der die Bearbeitungsvorgänge gemäß den Bearbeitungsabschnitten in drei Arten MODE unterteilt sind, nämlich eine Außenman­ telbearbeitung, eine Innenmantelbearbeitung und eine Stirn­ flächenbearbeitung, und jede dieser Bearbeitungsarten MODE ist in eine Anzahl von Bearbeitungsarten PAT unterteilt wie Schruppen, Schlichten, Gewindeschneiden, Nutstechen, usw. Die Tabelle TABL enthält darüber hinaus Zeichen, durch die angezeigt wird, welche Bearbeitungen gleichzei­ tig von zwei Supports 16, 17 ausgeführt werden können. Bei einer Kennzeichnung mit dem Zeichen ○ sind die Bearbeitungsarten PAT gleichzeitig von den beiden Supports 16, 17 ausführbar, während dies bei einer Kennzeichnung mit dem Zeichen × nicht mög­ lich ist, da die Werkzeuge sich dann gegenseitig stören können. Bearbeitungsvorgänge mit dem Zeichen ∆ sind zwar gleichzeitig ausführbar, doch besteht die Gefahr, daß die Bearbeitungsgenauigkeit bei gleichzeitiger Durchführung leidet.

Die Steuerung 9 bestimmt das Paar (Bearbeitungspaar) PAIR der gleichzeitig durchführbaren Bearbeitungsvorgänge entsprechend einer Vielzahl von eingegebenen Bearbeitungsinformationen INF, wo­ bei der höchste Vorrang dem Paar PAIR von Bearbeitungsvorgängen eingeräumt wird, die mit ○ gekennzeichnet sind, dann den mit ∆ schließlich den mit × gekennzeichneten Paaren. Jedes Paar PAIR der Bearbeitungsvorgänge, die mit ○ mar­ kiert sind und so herausgefunden wurden, wird durch die Steuerung 9 an die Werkzeugauswahlsteuerung 6 über den Hauptsteuerabschsnitt 2 geleitet zusammen mit der Bearbei­ tungsinformation INF. Die Werkzeugauswahlsteuerung 6 bestimmt dann durch Abfragen der Werkzeugdaten TDTA im Werkzeuginformations­ speicher 8 die Daten bezüglich der für die Durchführung des Bearbeitungspaares PAIR erforderlichen Werkzeugtypen, für den Support 16, 17, der diese Werkzeuge 19 enthält sowie für die Positio­ nen der Werkzeuge 19 auf den Supports 16, 17. Diese Daten werden in die Steuerung 9 eingeführt, die ihrerseits nun die Supports 16, 17 für die Durchführung der Bearbeitungsvorgänge, welche das Paar PAIR darstellen, festlegt. Für den Fall des Paares PAIR von Bearbeitungsvorgängen, das mit × bezeichnet ist, wobei keine gleichzeitige Durchführung möglich ist, er­ folgt eine Entscheidung, daß kein Paar PAIR von Bearbeitungsvorgängen erstellt wird und die einzelnen Bearbeitungsvorgänge un­ abhängig voneinander durchgeführt werden. Das Werkzeug 19 für jeden einzelnen Bearbeitungsvorgang wird dabei durch die Werkzeugauswahlsteuerung 6 ausgewählt, und es wird der Werkzeugsupport 16, 17, der das ausgewählte Werkzeug 19 enthält, als derjenige zur Durchführung des Bearbeitungsvorgangs be­ stimmt. Für den Fall eines Paares PAIR von Bearbeitungsvor­ gängen mit der Markierung ∆, bei dem die Vorgänge zwar gleichzeitig durchgeführt werden können, jedoch die Gefahr gegenseitiger nachteiliger Beeinflussung hinsichtlich Be­ arbeitungsgenauigkeit besteht, werden die Bearbeitungsabschnitte MODE, zu denen die fraglichen Bearbeitungsvorgänge gehören, wie auch die Bearbeitungsarten PAT vermittels des Haupt­ steuerabschnitts 2 auf der Anzeige 4 dargestellt, so daß der Maschinist entscheiden und seinen Befehl geben kann, ob die Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig ausgeführt werden sollen, was er mit Hilfe der Tastatur 3 tut.

Wird der Befehl zur gleichzeitigen Durchführung gegeben, läuft ein Vorgang ab, wie er bereits bezüglich Auswahl der Werkzeuge 19 und Supports 16, 17 beschrieben ist. Lautet der Befehl, daß keine gleichzeitige Bearbeitung durchgeführt werden soll, entfällt das Paar PAIR, so daß die Bearbei­ tungsvorgänge voneinander unabhängig und getrennt ausge­ führt werden.

Die Bearbeitungspaare PAIR , die gleichzeitig ausgeführt werden, und die Bearbeitungsvorgänge, die nicht gleichzeitig durchgeführt werden, werden in der obener­ wähnten Weise bestimmt. Der Hauptsteuerabschnitt 2 sorgt dann für das Abspeichern der so bestimmten Vorgänge im Be­ arbeitungsprogrammspeicher 10 zusammen mit den Namen der Werkzeuge 19 und der Bearbeitungsbedingungen, so daß die Bearbeitungsvorgänge auf die Supports 16, 17 aufgeteilt sind und damit ein Bearbeitungsprogramm PRO entstanden ist. Ist das Bearbeitungsprogramm PRO fertig, erzeugt der Haupt­ steuerabschnitt 2 ein Signal, durch das die Supportsteue­ rung 13 getrieben und das Futter 20 mit dem Werkstück 22 in Drehung versetzt werden. Daraufhin liest die Support­ steuerung 13 aus dem Bearbeitungsprogrammspeicher 10 das Bearbeitungsprogramm (Programm) PRO aus und verdreht die auf den Supports 16 und 17 vor­ handenen Revolverköpfe, so daß entsprechend den im Programm PRO enthaltenen gleichzeitig durchführbaren Bearbeitungspaare PAIR die durch den Befehl gekennzeichneten Werkzeu­ ge 19 ausgewählt werden. Die Supportsteuerung 13 treibt dann die Supports 16 und 17 für den gleichzeitigen Be­ arbeitsvorgang in den mit den Pfeilen A, B und C, D an­ gedeuteten Richtungen an, so daß die paarweise Bearbeitung abläuft. Wenn keine gleichzeitige Bearbeitung erfolgen soll, wird die Bearbeitung entweder durch den Support 16 oder durch den Support 17 vorgenommen.

Gemäß der Erfindung speichert also ein Bearbeitungsarten­ paarspeicher 12 eine Paartabelle TABL, die die Möglichkeit gleichzeitig ausführender Bearbeitungspaare PAIR von Be­ arbeitungsarten PAT, welche nach Bearbeitungsabschnitten MODE unterschieden sind, anzeigt, und durch Abfragen dieser Tabelle TABL wird beurteilt, ob eine gleichzeitige Durch­ führung der Bearbeitungsvorgänge möglich ist. Hierdurch ist der Programmierer bei der Ausarbeitung eines Bearbei­ tungsprogramms PRO von der mühsamen Arbeit, abzuschätzen, be­ freit, ob eine gleichzeitige Bearbeitung möglich ist, so daß das Ausarbeiten des Bearbeitungsprogramms PRO wesentlich erleichtert ist.

Außerdem können Bearbeitungsprogramme PRO leicht in der Weise korrigiert werden, daß die Bearbeitungsinformation INF in veränderter Form eingegeben wird, weil das korrigier­ te Bearbeitungsprogramm PRO unmittelbar nach der Beurtei­ lung der Möglichkeit gleichzeitiger Bearbeitung nach dem erläuterten Vorgang erstellt werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Beurteilung und Steuerung gleichzeiti­ ger Bearbeitungsvorgänge auf einer quadriaxial-nume­ risch gesteuerten Drehbank, die zwei Werkzeugsupports mit jeweils mehreren Werkzeugen hat und damit gleich­ zeitig Bearbeitungen durchführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) in einem Bearbeitungsartenpaarspeicher (12) eine Paar­ tabelle (TABL) mit Daten verschiedener Paare (PAIR) von Bear­ beitungsvorgängen gespeichert wird, die nach Bearbei­ tungsarten (PAT), welche gleichzeitig ausführbar sind, klassifiziert sind, und
• b) daß durch Rückgriff auf diese Paartabelle (TABL) im Bearbeitungsartenpaarspeicher (12) beurteilt wird, ob bei eingegebenen Bearbeitungs­ informationen (INF) eine gleichzeitige Durchführung der zugehörigen Bearbeitungsarten (PAT) möglich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Paartabelle (TABL) gespeicherten Daten in drei Gruppen danach unterteilt sind, ob jeweils zwei Bearbeitungs­ arten (PAT) gleichzeitig durchführbar sind, nicht gleichzei­ tig durchführbar sind oder zwar gleichzeitig durch­ führbar sind, dabei die Bearbeitungsgenauigkeit je­ doch beeinflußt werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Paartabelle (TABL) abgespeicherten Bearbeitungsarten (PAT) in drei Bearbeitungsabschnitte (MODE), nämlich Außenmantel­ bearbeitung, Innenmantelbearbeitung und Stirnflächen­ bearbeitung, unterteilt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelbearbeitung in wenigstens vier Bearbei­ tungsarten (PAT), nämlich Schruppen, Schlichten, Gewinde­ schneiden und Nutstechen, unterteilt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmantelbearbeitung in wenigstens fünf Bearbei­ tungsarten (PAT), nämlich Bohren, Schruppen, Schlichten, Gewindeschneiden und Nutstechen, unterteilt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächenbearbeitung in wenigstens drei Bearbei­ tungsarten (PAT), nämlich Schruppen, Schlichten und Nut­ stechen, unterteilt ist.