DE3390033T1

DE3390033T1 - Adaptive Steuerung für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3390033T1
Application number: DE19833390033
Authority: DE
Inventors: Lee R. Fond du Lac Wis. Ladwig; Eugene A. Olig
Original assignee: Amca International Corp
Current assignee: Giddings and Lewis LLC
Priority date: 1982-06-09
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1984-06-14
Also published as: GB2168828A; CA1218883A; CA1208050A; GB2133187A; WO1983004445A1; GB8603415D0; GB2168828B; US4547847A; US4509126A; DE3348159C2; DE3390033C2; GB2133187B; GB8403256D0

Description

-Λ48-

Leerseite

Claims

3330033

A 119

POT/US 83/000847 6. Februar 1984

P 33 90 033.7 Fug/G

AMCA International Corporation,

Giddings & Lewis Division, 142 Doty Street, Fond du Lac, Wisconsin 54935, U.S.A.

Adaptive Steuerung für Werkzeugmaschinen

Patentansprüche

1. Verfahren zur adaptiven Steuerung eines Anlagenprozesess zur Aufrechterhaltung eines Prozessparameters (M), im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem gewünschten Sollwert (m), wobei die Anlage eine selbsttätige Einstellvorrichtung (33b) aufweist, die auf ein Befehlssignal (Q ) anspricht, um zumindest eine physikalische Variable (Q) zu ändern, wobei Änderungen der Variablen (Q) ihrerseits eine Änderung des Parameters (M) bewirken, und wobei die Reaktion 9es Parameters (M) auf die Variable (Q) in einer nicht vorhersehbaren Weise zeitabhängig ist: gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) Zuführen eines Befehlssignales (Q ) zur Einstellvorrichtung (33b), so daß diese die physikalische Variable (Q) erzeugt,

(b) Festellen des Ist-Wertes des physikalischen Parameters (M) ,

(c) Ermittlung eines Näherungswertes (Q ) des gegenwärtigen Wertes der physikalischen Variablen (Q), und danach

(d) Korrigierendes Ändern des Befehlssignales (Q ) auf

_Ί . einen neuen Wert (Q ), der gleich dem Näherungs-

cn

wert (Q ) des gegenwärtigen Wertes der physikalisehen Variablen (Q) multipliziert mit dem Verhältnis des Sollwertes (m) mit dem Ist-Wert des physikalischen Parameters (M) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

bei der Ausführung des Näherungsschrittes (c) der Näherungswert (Q ) des gegenwärtigen Wertes der physikalischen Variablen (Q) durch Feststellung des Ist-Wertes der physikalischen Variablen erreicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsschritt (c) und der Korrektivänderungsschritt (d) zeitlich beabstandet wiederholt werden, wobei jeder korrektive Änderungsschritt (d) nach einem entsprechenden Näherungsschritt (c) ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Näherungsschritt (c) der gegenwärtige Wert (Q ) der physikalischen Variablen (Q) im wesentlichen gleich dem neuen Wert (Q ) angenommen wird, der durch den vorhergehenden korrektiven Änderungsschritt (d) bestimmt ist.

5. Adaptives Steuerungssystem für die Regelung einer Anlage mit einer automatischen Einstellvorrichtung

(33b), welche den Wert zumindest einer physikalischen Variablen (Q) liefert, die einen Prozeß (33d) in der Anlage beeinflußt, wobei das Steuersystem einen Soll-Wert (m), entsprechend einem bestimmtem physikalischen Parameter des Prozesses (33d) annimmt, der abhängig ist vom Wert der physikalischen Variablen (Q), und wobei das Steuersystem einen Prozeßsensor (33e) aufweist, der den Wert (M) des physikalischen Parameters überwacht, gekennzeichnet durch:

Einrichtungen (33c, 59), um einen Näherungswert (Q ) des gegenwärtigen Wertes der physikalischen Variablen (Q) zu erlangen, und

Verhältnisrechnereinrichtungen (33a), um die Einstellvorrichtung zu veranlassen, die physikalische Variable (Q) so einzustellen, daß sie einen Wert annimmt, der im wesentlichen gleich dem Produkt des Näherungswertes (Q ) des gegenwärtigen Wertes der physikalischen Variablen und dem Verhältnis des Sollwertes (m) zum Viert (M) des physikalischen Parameters, der vom Prozeßsensor angezeigt wird, ist.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (33c) zur Erlangung eines Näherungswertes des laufenden Wertes der physikaiischen Variablen einen Einstellsensor aufweist, der den Wert der physikalischen Variablen mißt.

7y Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisrechnereinrichtungen (33a) Teil eines digitalen Rechners (50) sind, welcher programmiert ist, um iterativ das Produkt des Näherungswertes des laufenden Wertes der physikalischen Variablen und des Verhältnisses des Soll-Wertes zum Wert des physikalischen Parameters, wie er vom Prozeßsensor angezeigt wird, zu berechnen, und daß Einrichtungen (56) vorgesehen sind, um das Produkt der Einstellvorrichtung

(33b) zuzuführen, so daß die physikalische Variable gezwungen ist, einen dem Produkt gleichen Wert anzunehmen.

8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (33c) zur Erlangung einer Näherung des laufenden Wertes der physikalischen Variablen Speichereinrichtungen (59) aufweisen, um das der Einstellvorrichtung (33b) zugeführte Produkt zeitweise zu speichern, und Einrichtungen (31), um eine

Zeitverzögerung zwischen den Iterationsschritten einzu^v-" richten, so daß zu jeder Iterationszeit das zeitweise

gespeicherte Produkt eine hinreichend gültige Näherung des gegenwärtigen Wertes der physikalischen Variablen darstellt, und das Steuersystem damit stabil ist.

9. Verfahren zur adaptiven Steuerung eines Anlagenprozesses zur Beibehaltung eines Prozeßparameters (M), im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem gewünschten Sollwertsignal (m), wobei die Anlage eine Einstellvorrichtung (33b) aufweist, die in Abhängigkeit von einem Befehlssignal (Q ) arbeitet, um zumindest eine Variable (Q ) zu ändern, wobei Änderungen dieser Variablen

(Q ) ihrerseits bewirken, daß der Parameter (M) der *■— m

Anlage geändert wird, mit einer zeitveränderlichen Verstärkungs-Transfer funkt ion

rc - £ ι
^[GP(s) qJ

die nicht vorherbestimmbar ist, gekennzeichnet durch:

(a) Zuführung eines Befehlssignals (Q ) zur Einstellvorrichtung, so daß diese die physikalische Variable (Q ) erzeugt,

(b) Erzeugung eines ersten Signales (M ), welches den tatsächlichen Wert des von der Anlage erzeugten Parameters (M) repräsentiert,

(c) Erzeugen eines zweiten Signales, welches den tatsächlichen Wert der Variablen (Q_m) repräsentiert, und

(d) korrektives Ändern des Befehlssignales (Qj ^_11n dieses einen neuen Wert (Q_cn) annehmen zu lassen, der gleich dem Signal multipliziert mit dem Verhältnis des Sollwertes zum Werte des ersten Sig nales ist, so daß sich ergibt

- °_m · M₀-

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der korrektive Änderungsschritt (d) iterativ zeitlich beabstandet wiederholt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch:

(e) Einstellen des Wertes des zweiten Befehlssignales (Q_c) _{von Ze}i_{t zu} zeit durch Änderung eines darauf angewandten Übergehungs-Maßstabsfaktors (K), und
(f) übereinstimmend mit jeder Ausführung des Schrittes (e), Einstellen des gewünschten Sollwertes (m)

durch identisches Ändern desselben darauf angewandten Maßstabsfaktors (k).

12. Verfahren zur adaptiven Steuerung eines Anlagenprozesses zur Erhaltung eines Prozeßparameters M, im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem gewünschten Sollwersignal (m), wobei die Anlage eine Änderung des Parameters M entsprechend Änderungen zumindest eines Eingangssignales I _m^_t einer zeitveränderlichen Verstärkung

^(GP(s,

die nicht vorhersehbar ist, bewirkt, gekennzeichnet durch:

(a) Zuführung eines Eingangssignals I

_zur

(b) Erzeugen eines Signales M_Qr welches den tatsächlichen Wert des von der Anlage erzeugten Parameters M repräsentiert und

(c) korrektives Ändern des Eingangssignales I derart, daß dieses einen neuen Wert I_{pn annimm}t, der gleich dem Anfangswert I_pold multipliziert mit dem Verhältnis des Sollwertsignales zum aktuellen Signal M_q ist, so daß sich ergibt

~ -¹PoId · M * ,

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zuführschritt (a) das der Anlage zugeführte Signal I ^_n bestimmten Zeitabständen i, i+1, 1+2... auf neue aufeinanderfolgende Werte

pi^f *p(i+l)' *p(i+2)··· gebracht wird, und daß bei

p p()
dem korrektiven Änderungsschritt (c) das Signal I in den bestimmten Zeitabständen korrigierend geändert wird, indem jeder neue Wert I_p(i+1) aus dem vorhergehenden Wert I_pi multipliziert mit dem Verhältnis ÜL gebildet wird. ο

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Erzeugungsschritt (b) das Signal M ^_n bestimmten Zeitabständen j, j+1, j+2 erzeugt wird, so daß das Signal die Werte M . _{M M}

03t ^Mo(j+1)/^Mo(j+2)··· an-

nimmt und daß beim korrektiven Änderungsschritt (c) das Eingangssignal I in bestimmten Zeitabständen i,

i+1, i+2... korrektiv geändert wird, um jeden aufeinanderfolgenden Wert aus dem vorhergehenden Wert multipliziert mit dem Verhältnis des Sollwertsignals m zum tatsächlichen Signal M zu erzeugen, so daß gilt

wobei M_{Qr der} nächstvorhergehende Wert des Signales M₀ ist, der gemäß Schritt (b) erzeugt wurde. 10

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine Werkzeugmaschine ist, und der Prozeß die Bearbeitung eines Werkstückes mittels eines Schneidwerkzeuges, wobei der Parameter M die verbrauchte Leistung und das Eingangssignal I _e^_n B_ef_eni für die relative Bearbeitungsgeschwindigkeit Q ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchte Leistung im wesentlichen der Leistung entspricht, die an der Schneidwerkzeugkante bei der Bearbeitung des Werkstückes aufgebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehl für die relative Bearbeitungsgeschwindigkeit Q^ gebildet wird durch das Produkt zweier veränderlicher Befehle für die Geschwindigkeit und die Zustellung, wobei diese Veränderlichen durch zwei Befehlssignale eingegeben werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, d_adurch gekennzeichnet, daß die beiden Befehlssignale der Werkzeugmaschine als gewünschte Werte für die Oberflächengeschwindigkeit SFM und die Zustellung IPR des Bearbeitungsprozesses eingegeben werden, und daß bei jeder aufeinanderfolgenden Änderung des Eingangssignales und damit der befohlenen relativen Bearbeitungsgeschwindigkeit Q eines

der beiden Befehlssignale ausgewählt und das andere gemäß der Beziehung
Q = SFM . IPR berechnet wird.

.5 19. Adaptive Steuerung für ein physikalisches System, welches in Abhängigkeit von einem Eingangssignal I einen gesteuerten Parameter HP ändert, der zusätzlich zum Eingangssignal durch Variablen mitbestimmt ist, gekennzeichnet durch:
10

(a) Einrichtungen zur Erzeugung eines Sollwertsignales HP,, welches einen gewünschten Viert des Parameters HP repräsentiert,

(b) Repetiereinrichtungen zur Erzeugung eines Signales HP , welches den tatsächlichen bzw. aktuellen Wert des Parameters HP repräsentiert, wobei

das System mit einem bestimmten Wert I des Ein-^J po

gangssignals I arbeitet,

(c) Repetiereinrichtungen zur Bes-timmung eines neuen Wertes I des Eingangssignales I , basierend auf dem Verhältnis HP^ des Sollwertes

zum tatsächlichen Wert multipliziert mit dem bekannten Wert I/ so daß sich ergibt j _m HP

^pn ET *

m
und

(d) Repetiereinrichtungen zur Änderung des Eingangssignales I zur Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Wert I , so daß der tatsächliche Wert

HP des gesteuerten Parameters HP mit dem Soll

wertsignal HP, konvergiert, trotz Änderungen der Variablen, nicht des Eingangssignales I , welche den gesteuerten Parameter HP beeinflussen.

20. Verfahren zur adaptiven Steuerung eines Anlagenprozesses zur Erhaltung eines Prozeßparameters M im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem gewünschten
Sollwertsignal m, wobei die Anlage eine Einstellvorrichtung aufweist, die in Abhängigkeit von zumindest einem Befehlssignal I arbeitet, um eine physikalische Variable I zu verändern, die den Parameter M beeinflußt, mit einer Verstärkung

P(S) ⁼ I_p.

die zeitabhängig und nicht vorherbestimmbar ist, gekennzeichnet durch:

(a) Erzeugung zumindest eines Befehlssignales I _/
(b) Multiplizieren des Befehlssignales mit einem vom

Operator einstellbaren Übergehungsfaktor K zur Erzeugung eines Endbefehlssignales I , so daß gilt

pco = K .J ,

(c) Erzeugen eines Sollwertsignales m, welches einen gewünschten Wert des Parameters M repräsentiert, (d) Multiplizieren des Sollwertes (m) mit demselben
Faktor K zur Erzeugung eines Endsollwertsignales

(e) Feststellen des tatsächlichen Wertes des aktuellen Wertes des Parameters M und Darstellen dieses Wertes durch ein Signal M ,

(f) Feststellen des aktuellen Wertes der physikalischen Variablen I und Darstellen durch ein Sig^{nal 1}Pm' ^und

(g) korrektives Ändern des Befehlssignales I ,so daß

pc

dieses einen neuen Wert I annimmt, der gleich

dem Wert der aktuellen Variablen I multipliziert

P
mit dem Verhältnis des Endsollwertsignales m zum

aktuellen Signal M

pen * *

wobei der Wert des Parameters M gegen das Sollwertsignal m konvergiert, wenn der Faktor K 1,0 ist, wobei jedoch bei von der Bedienungsperson aus geführten Einstellungen des Übergehungsfaktors K -> auf andere Werte als 1,0, um den Änderungsbereich

der Variablen I zu modifizieren, ein Unwirksammachen der übergehungsaktion vermieden wird, indem eine entsprechende Änderung des effektiven Sollwertes m
ο

folgt.

tes m , auf dem der Parameter gehalten wird, er-

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet daß (al) der Schritt (a) die Erzeugung einer Anzahl η von Befehlssignalen I₁, ^I _Pc2**'^Ipcn ^vorsient' ^die

gemeinsam den Prozeßparameter M beeinflussen, (bl) daß der Schritt (b) vorsieht, daß jedes der einzelnen Befehlssignale mit einem entsprechenden individuellen, vom Operator einstellbaren Übergehungsfaktoren K,, K₂...K multipliziert wird, so daß einzelne Endbefehlssignale erzeugt werden gemäß:

¹PCOl ^{= K}l *

*ροο2 ^{C K}2 * ^Jpc2

^Kn ^{e 1}

wobei die Endbefehlssignale der Einstellvorrichtung zugeführt werden, und (dl) daß beim Schritt (d) das Sollwertsignal m mit

allen Übergehungsfaktoren multipliziert wird, um ein Endsollwertsignal

·" m = K,χ K₂ x...K χ m zu erzeugen.

22. Iteratives Steuerverfahren zur Regulierung einer physikalischen Anlage (7O')r wobei die Anlage ein Steuersignal (I ) aufnimmt und einen Ausgangswert (M) abgibt, das Steuersystem einen Sollwert (m) empfängt, und einen Rechner (73¹¹) aufweist, um repetierend ein Steuersignal (I ) zu erzeugen, als vorherbestimmte Steuerfunktion (f(M, m)) des Ausgangswertes (M) und des Sollwertes (m), wobei die Funktion so vorherbestimmt ist, daß das Ausgangssignal (M) dahin tendiert,

■*■" dem Sollwert (m) zu folgen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem eine vom Verbraucher einstellbare Übergehungssteuerung (64, 65) aufweist, die einen Übergehungsfaktor (K) liefert, Einrichtungen zum Skalieren der Steuerfunktion (f) des Rechners (73*') mit dem Skalierungsfaktor (K), um ein Steuersignal (I ) zu erzeugen, dessen Wert im wesentlichen gleich dem Produkt (Kf) der Steuerfunktion (f) und des Skalierungsfaktors (K) ist, und wobei der Sollwert (m) mit dem Faktor (K) skaliert wird, bevor er auf die Steuerfunktion (f)

²^ angewandt wird, so daß die Neigung der Steuerfunktion (f), die Übergehung außer Wirkung zu bringen, vermieden wird, indem der Steuerfunktion (f) ein entsprechend skalierter Sollwert (Km) zugeführt wird.

23. Steuersystem nach Anspruch 22, wobei die physikalische Anlage (70¹) ein zweites Steuersignal (I ₂) empfängt und wobei ein Rechner (73*') vorgesehen ist, der Einrichtungen aufweist, um eine zweite entsprechende Steuerfunktion (f₂ (M, Km)) des Ausgangswertes (M) und des skalierten Sollwertes (Km) zu erzeugen, die so vorher bestimmt ist, daß der Ausgangswert (M) dazu neigt, dem Sollwert (m) zu folgen, wenn die zweite Steuerfunktion (f₂) das zweite Steuersignal (I ₂) ^er~ zeugt, wobei das System eine zweite, vom Benutzer einstellbare übergehungssteuerung aufweist, die einen

zweiten übergehungsfaktor (K2) liefert, ferner Einrichtungen zum Skalieren der zweiten Steuerfunktion (f~), mit dem zweiten Skalierungsfaktor (K~), um das zweite Steuersignal (I _) zu erzeugen, im wesentlichen gleich dem Produkt (K„f₂) des zweiten Skalierungsfaktors (K₂) und der zweiten Steuerfunktion (f.), und wobei der Sollwert (m) zusätzlich mit dem zweiten Skalierungsfaktor K₂ skaliert wird, bevor er auf die erste Steuerfunktipn (f) und die zweite Steuerfunktion (f₂) angewandt wird, so daß die Neigung der Steuerfunktionen (f, f~), die Übergehung außer Wirkung zu bringen vermieden wird und die relativen Gewichte der Steuerwerte (I , I ₂) durch die übergehungssteuerungen (64, 65) eingestellt werden.

24. Steuersystem für eine Werkzeugmaschine mit Einrichtungen, um ein Werkstück zu drehen und relativ zu einem Schneidwerkzeug zuzustellen, wobei die relative Oberflächengeschwindigkeit SFM der Drehung bezüglich der Schneidwerkzeugkante in Übereinstimmung mit einem Schnell-Sollwertsignal SFM gehalten wird und die relative Zustellung (IPR) der Schneidkante bezüglich des Werkstückes in Übereinstimmung mit einem zweiten Sollwertsignal IPR gehalten wird, und wobei das System weiterhin Einrichtungen aufweist, um aktuelle Signale SFM und IPR_ zu erzeugen, die sich in Abhängigkeit von SFM und IPR ändern, gekennzeichnet durch:

. (a) Einrichtungen zur Erzeugung von Befehlssignalen

SFM und IPR , die Befehlswerte der relativen Geschwindigkeit und der Zustellung repräsentieren,
(b) vom Operator einstellbare Einrichtungen zur Übergehung der Befehlswerte, um aus den Befehlswerten

105

yi -

SFM und IPR Sollwertsignale SFM und IPR zu erzeugen, wobei gilt

SFM β KS · SFM

OO C

IPR « KI · IPR

OO C

wobei KS und KI Multiplikatoren sind, die von

der Bedienungsperson hinsichtlich ihres Wertes von einem Normalwert 1,0 einstellbar sind,

(c) Einrichtungen zur Erzeugung eines Sollwertsig-

nales HP,, welches die bei der Relativdrehung aufgebrachte gewünschte Leistung repräsentiert,

(d) Einrichtungen, um periodisch zumindest eines der Befehlssignale SFM , IPR zu ändern in Abhängigkeit von Änderungen zumindest eines der aktuellen Signale SFM_1n, IPR_1n, gemäß:

HP,
^{CS =} HP" * ^KSo * ^KIo * ^MCS

el

während des Betriebs der Maschine, wobei CS das eine der beiden Sollwertsignale, MCS das entsprechende aktuelle Signal und HP die tatsächlieh bei Ausführung der Relativdrehung aufgebrachte Leistung ist, wodurch der Leistungssollwert HP_d auf HP_d . KS₀ . KI_Q effektiv geändert wird, um denselben Prozentsatz, wie die Geschwindigkeit und die Zustellung, wenn die Bedienungsperson Einstellungen der Vorrichtungen (b) vornimmt.

25. Steuersystem für eine Werkzeugmaschine mit Einrichtungen, um ein Werkstück relativ zu einem Schneidwerkzeug zu drehen und zuzustellen, wobei die relative Oberflächengeschwindigkeit SFM der Drehung bezüglich der Schneidwerkzeugkante in ÜBereinstimmung mit einem ersten Sollwertsignal SFM gehalten wird, und die relative Zustellung IPR der Schneidwerkzeugkante bezüglich des Werkstückes in ÜBereinstimmung mit einem zweiten Sollwertsignal IPR gehalten wird, gekennzeichnet durch:

(a) Einrichtungen zur Erzeugung von Befehlssignalen SFM und IPR„, welche Befehlswerte der relativen Geschwindigkeit und Zustellung repräsentieren, (b) vom Bediener einstellbare Einrichtungen zur

übergehung der Befehlswerte, um die Sollwertsignale SFM , IPR aus den Befehlssignalen SFM

und IPR_c zu bilden, wobei gilt SFM =
O KS ·
O SFM
C IPR ■
O ^KIo · IPR
C

wobei KS und KI Multiplikatoren sind, deren Wert vom Maschinenbediener von einem normalen Wert von 1,0 einstellbar sind,

(c) Einrichtungen zur Erzeugung eines Sollwertsignales HP,, welche die bei der Erzeugung der relativen Drehung aufgebrachte gewünschte Leistung repräsentiert,

(d) Einrichtung zum periodischen Ändern, zumindest eines der beiden Befehlssignale SFM , ipr ,während des Betriebs der Maschine gemäß der Beziehung

HP.

^CSi ■ HPT ' ^KSO * ^KIo * ^CS(i-l)

- 15 -

wobei CS das eine Befehlssignal und HP die bei

el

der Aufrechterhaltung der Relativdrehung aufgebrachte aktuelle Leistung darstellt, wodurch eine effektive Änderung des Leistungssollwertpunktes ^HPd ^{auf HP}d * ^KSo * ^KIo um denselben Prozentsatz wie bei Änderungen des Prozentsatzes der Geschwindigkeit und der Zustellung bei Einstellungen des Bedieners mittels der Einrichtungen (b) erzielt wird.

26. Selbsttätige Regelung für eine Werkzeugmaschine, welche ein gewünschtes Leistungssignal empfängt, gekennzeichnet durch

Einrichtungen zum Messen der vom Maschinenantrieb verbrauchten Leistung bei einer Bewegung des Schneidwerkzeuges mit einer steuerbaren Oberflächengeschwindigkeit, relativ über eine Werkstücksoberfläche, wobei ein gemessenes Leistungssignal erzeugt wird, welches die gegenwärtige Bearbeitungsleistung anzeigt, selbsttätige Einrichtungen zur Erzeugung eines relati-

ven Bearbeitungsgeschwindigkeits-Befehlssignals, welches sich entsprechend dem Verhältnis des Signales der gewünschten Leistung zur gemessenen Leistung ändert, und

Antriebssteuereinrichtungen, die in Abhängigkeit von dem Befehlssignal arbeiten, um die relative OBerflächengeschwindigkeit einzustellen, und dadurch die gegenwärtige oder IST-Bearbeitungsleistung im wesentlichen in Übereinstimmung mit dem Signal der gewünschten bzw. Soll-Leistung zu bringen.

3 3 9 U U J J

27. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche eine obere Grenze bilden, um zu verhindern, daß die relative OBerflächengeschwindigkeit einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet, der geringer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Bearbeitung kontinuierlich erfolgen kann, ohne daß Schneidwerkzeug übermäßig zu erhitzen.

28. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung einer unteren Grenze, die verhindert, daß die relative Oberflächengeschwindigkeit unter einen vorbestimmten minimalen Wert fällt, unterhalb dessen die Werkstücksspäne nicht in einzelne Chips zerbrochen werden und daher dazu neigen, die Werkzeugmaschine zu verstopfen.

29. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 26 und einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung einer unteren Grenze, die verhindert, daß die relative OBerflächengeschwindigkeit unter einen vorbestimmten minimalen Wert fällt, unterhalb dessen die Werkstücksspäne nicht in einzelne Chips zerbrochen werden und daher dazu neigen, die Werkzeugmaschine zu verstopfen.

30. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine zweite Steuereinrichtung zur Regulierung der Schneidleistung im wesentlichen unabhängig von Antriebssteuereinrichtungen, wobei die zweite Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Befehlssignal in einem vorbestimmten Verhältnis arbeitet, so daß die gemeinsame Wirkung der Antriebssteuereinrichtungen und der zweiten Steuereinrichtung die ISt-Bearbeitungsleistung im wesentlichen in Übereinstimmung mit dem Soll-Leistungssignal bringt.

-Yi-

31. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der zweiten Steuereinrichtung die Geschwindigkeit der Zustellung des Schneid-Werkzeuges bezüglich des Werkstückes gesteuert wird.

32. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um festzustellen, wenn die Antriebssteuereinrichtungen und die zweite Steuereinrichtung versuchen, relative Geschwindigkeits- und Zustellungswerte zu erzeugen, die beide geringer als die minimalen Grenzwerte sind, und Einrichtungen, die in Abhängigkeit von dieser Feststellung arbeiten, um den Bearbeitungsvorgang zu beenden.

33. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch vom Benutzer einstellbare Verhältniseinrichtungen, die vom Benutzer während des Bearbeitungs-Vorganges eingestellte zeitabhängige Verhältnisfaktoren aufnehmen und die Bearbeitungsgeschwindigkeits-Steuersignale zwischen den Antriebssteuereinrichtungen und der zweiten Steuereinrichtung proportional verteilen.

34. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Befehlssignal arbeitet, um die aktuelle oder Ist-Bearbeitungsleistung zu ändern und daß die Antriebssteuereinrichtungen die relative Geschwindigkeit im wesentlichen auf einem vorbestimmten maximalen Wert

(SFM ) halten, unter der Bedingung, daß die gemax

wünschte Leistung die Ist-Leistung überschreiten würde, wenn die Zustellung und die Geschwindigkeit jeweils IPR_1n^ und SFM^ sind.

/HO

- 18 -

35. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebssteuerungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem Befehlssignal arbeiten, um die Ist-Bearbeitungsleistung zu ändern und daß die zweite Steuereinrichtung die Zustellgeschwindigkeit im wesentlichen konstant auf einem vorbestimmten Minimalwert (IPR ·) halten unter Bedingungen, bei denen die Ist-Leistung den gewünschten Sollwert überschreiten würde, wenn die Zustellung und die Geschwindigkeiten jeweils IPR^_{n und} SFM^ sind.

36. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß vom Benutzer einstellbare Antriebs-Skalierungseinrichtungen vorgesehen sind, um die Antwort der Antriebssteuereinrichtungen mittels zeitabhängiger Skalierungsfaktoren, die vom Benutzer beim Bearbeitungsprozeß eingegeben werden, zu skalieren und die Antwort der Antriebssteuereinrichtungen proportional zum Befehlssignal einzustellen.

37. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine zweite benutzergesteurte Skalierungseinrichtung zum Skalieren der Antwort der zweiten Steuereinrichtung mittels eines zeitabhängigen Skalierungsfaktors, der vom Benutzer während des Bearbeitungsprozesses und zum proportionalen Einstellen der Antwort der Steuereinrichtung bezüglich des Befehl ssignales.

38. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs-Skalierungseinrichtung Skalierungsmittel zum proportionalen Skalieren des Soll-Leistungssignals aufweist.

j ■

39. Steuerungssystem für eine Werkzeugmaschine, wobei die

Werkzeugmaschine aufweist

ΑΛΑ

(i) Antriebseinrichtungen, um ein Werkstück und

ein Schneidwerkzeug relativ zueinander mit einer Oberflächengeschwindigkeit SFM zu drehen, (ii) Zustelleinrichtungen, um das Werkstück und das Schneidwerkzeug zueinander mit einer Zustellge

schwindigkeit IPR zuzustellen,

(iii) Einrichtungen, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen SFM und IPR₀ arbeiten, daß derartige Einrichtungen (i) und (ii) zu steuern und die Ist-Geschwindigkeit und Istzustellung SFM

und IPR in Übereinstimmung mit diesen Signalen

Cl

zu halten,

wobei die Werkzeugmaschine physikalische Charakter istika aufweist, derart, daß ein Schneidwirkungsgradfaktor CEF, der proportional zur Leistung pro ecm (cubic inch) pro Minute der Werkstücksmaterialentfernung ist, sich gemäß der Beziehung

CEF oc — ^Hp

(SFM) (IPR)

ändert, wobei HP die zur Ausführung der Relativdrehung aufgebrachte Leistung ist und diese Leistung sowohl mit SFM und IPR als wie auch mit anderen Variablen, gekennzeichnet durch:

(a) Einrichtungen zum Signalisieren der gewünschten oder Soll-Leistung HPv,

(b) Einrichtungen zum anfänglichen Einstellen der Signale SFM und IPR₀ auf gewünschte Anfangswerte von SFM und IPR,

(c) Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen oder Ist-Leistung HP , die zur Durchführung der Relativ-

- 20 -

drehung aufgebracht wird und Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen oder Ist-Oberflächengeschwindigkeit SFM in bestimmten Zeitabständen,

während die Maschine und das System mit bekannten Eingangssignalen SFM und IPR_Q arbeiten, (d) Einrichtungen zum Bestimmen eines neuen Signales SFM_n während jede
maß der Beziehung

SFM während jedes beabstandeten Zeitintervalls ge-

10 HP

SFM = d · SFM .

ⁿ HP" ^a

15 und

(e) Einrichtungen zum Ersetzen des vorhergehenden Signales SFM durch das neue Signal SFM während jedes Zeitintervalles.

40. Steuerungssystem für eine Werkzeugmaschine, wobei die Werkzeugmaschine aufweist

(i) Antriebsexnrichtungen, um ein Werkstück und ein Schniedwerkzeug relativ zueinander mit einer Oberflächengeschwindigkeit SFM zu drehen, (ii) Zustelleinrichtungen, um das Werkstück und das

Schneidwerkzeug relativ zueinander mit einer Zustellgeschwindigkeit IPR zuzustellen, (iii) Einrichtungen, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen SFM_q und IPR_Q arbeiten, daß der

artige Einrichtungen (i) und (ii) zu steuern und die Ist-Geschwindigkeit und die Ist-Zustellung

SFM und IPR^ in Übereinstimmung mit diesen a a

Signalen zu halten,
wobei die Werkzeugmaschine physikalische Charakteri-

stika aufweist, derart, daß ein Schneidwirkungsgradfaktor CEF, der proportional zur Leistung pro ecm (cubic inch) pro Minute der Werkstücksmaterialentfernung ist, sich gemäß der Beziehung

HP

^CEFOC (SFM) (IPR)

ändert, wobei HP die zur Ausführung der Relativdrehung aufgebrachte Leistung ist und diese Leistung sowohl mit SFM und IPR als wie auch mit anderen Variablen variiert, gekennzeichnet durch:

(a) Einrichtungen zum Signalisieren der gewünschten oder Soll-Leistung HP,,

(b) Einrichtungen zum anfänglichen Einstellen der Signale SFM und IPR_ auf gewünschte Anfangswerte von

SFM und IPR,

(c) Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen oder Ist-Leistung HP . die zur Durchführung der Relativdrehung aufgebracht wird und Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen oder Ist-Oberflächengeschwindigkeit SFM₅₁ in bestimmten Zeitabständen, während die Maschine und das System mit bekannten Eingangssignalen SFM_Q und IPR_Q arbeiten,

(d) Einrichtungen zum Bestimmen eines neuen Signales SFM während jedes be

valls gemäß der Beziehung

Eingangssignalen SFM_Q und IPR_Q arbeiten,

stimmen ei les SFM während jedes beabstandeten Zeitinter-

_Λ - ^HPd . SFM .

^η HP" ° d

MH

und

(e) Einrichtungen zum Ersetzen des vorhergehenden Signales SFM

durch das neue Signal SFM_n während jedes Zeitintervalles.

41. Steuerungssystem nach Anspruch 39 oder 40, wobei die Einrichtungen (e) zum Ersetzen des neuen Signales ferner Mittel zum Vergleichen des neuen Signales SFM mit einem vorbestimmten Grenzwert SFM aufweist und zum Setzen von SFM anstelle des vorhergehenden

max

SFM -Signales, wenn das neue Signal SFM größer ist

als der vorgegebene Grenzwert SFM

max

42. Steuerungssystem nach Anspruch 39 oder 40, wobei die Einrichtungen (e) zum Ersetzen des neuen Signales ferner Mittel zum Vergleichen des neuen Signales SFM mit einem vorbestimmten Grenzwert SFM . aufweist und zum Setzen von SFM . anstelle des vorhergehenden SFM -Signales, wenn das neue Signal SFM geringer ist als der vorgegebene Grenzwert SFM . .

43. Steuerungssystem für eine Werkzeugmaschine, wobei die Werkzeugmaschine aufweist

(i) Antriebseinrichtungen, um ein Werkstück und ein Schniedwerkzeug relativ zueinander mit einer Oberflächengeschwindigkeit SFM zu drehen, (ii) Zustelleinrichtungen, um das Werkstück und das Schneidwerkzeug relativ zueinander mit einer Zustellgeschwindigkeit IPR zuzustellen, (iü) Einrichtungen, die in Abhängigkeit von Ein-

gangssignalen SFM und IPR_Q arbeiten, daß derartige Einrichtungen (i) und (ii) zu steuern und die Ist-Geschwindigkeit und die Ist-Zustellung

SFM und IPR in Übereinstimmung mit diesen a a

Signalen zu halten,

wobei die Werkzeugmaschine physikalische Charakteristika aufweist, derart, daß ein Schneidwirkungsgradfaktor CEF, der proportional zur Leistung pro ecm (cubic inch) pro Minute der Werkstücksmaterialentfernung ist, sich gemäß der Beziehung

ς

(SFM) (IPR)

ändert, wobei HP die zur Ausführung der Relativdrehung aufgebrachte Leistung ist und diese Leistung sowohl mit SFM und IPR als wie auch mit anderen Variablen variiert, gekennzeichnet durch:

(a) Einrichtungen zum Signalisieren der gewünschten

oder Soll-Leistung HP,,

(b) Einrichtungen zum anfänglichen Einstellen der Signale SFM und IPR₀ auf gewünschte Anfangswerte von SFM und IPR,

(c) Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen oder ISt-Zustellung IPR₌ und der aktuellen bzw. Ist-Lei-

el

stung HP . die aufgebracht wird, um die Relativ-

Cl

drehung zu bewirken, in zeitlich beabstandeten Intervallen, in denen die Maschine und das System mit bekannten Eingangssignalen SFM und IRP arbeiten,
Cd) Einrichtungen zum Bestimmen eines neuen Signales

IPR während jedes Zeitintervalles gemäß der Be ziehung

HP,
^IPRn - ΈΓ * ^IPRa'

el

und
(e) Einrichtungen zum Setzen des neuen Signales IPR

anstelle des vorhergehenden Signales IPR während jedes Zeitintervalles.

44. Steuerungssystem nach Anspruch 39 oder 40, wobei die Einrichtungen (e) zum Ersetzen des neuen Signales ferner Mittel zum Vergleichen des neuen Signales IPR mit einem vorbestimmten Grenzwert IPR aufweist und zum

max

Setzen von IPR anstelle des vorhergehenden IPR -Signales, wenn das neue Signal IPR größer ist als der vorgegebene Grenzwert IPR

45. Steuerungssystem für eine Werkzeugmaschine, wobei die Werkzeugmaschine aufweist

(i) Antriebseinrichtungen, um ein Werkstück und ein Schneidwerkzeug relativ zueinander mit einer Oberflächengeschwindigkeit SFM zu drehen, (ii) Zustelleinrichtungen, um das Werkstück und das Schneidwerkzeug zueinander mit einer Zustellgeschwindigkeit IPR zuzustellen,

(iii) Einrichtungen, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen SFM_q und IPR₀ arbeiten, daß derartige Einrichtungen (i) und (ii) zu steuern und die Ist-Geschwindigkeit und Ist-Zustellung SFM und IPR^, in Übereinstimmung mit diesen Signalen

Cl

zu halten,

-2S-

wobei die Werkzeugmaschine physikalische Charakteristika aufweist, derart, daß ein Schneidwirkungsgradfaktor CEF, der proportional zur Leistung pro ecm (cubic inch) pro Minute der Werkstücksmaterialentfernung ist, sich gemäß der Beziehung

CEF <- ^HP

(SFM) (IPR) 10

ändert, wobei HP die zur Ausführung der Relativdrehung aufgebrachte Leistung ist und diese Leistung sowohl mit SFM und IPR als wie auch mit anderen Variablen, gekennzeichnet durch:

(a) Einrichtungen zum Signalisieren der gewünschten

oder Soll-Leistung HP,,

(b) Einrichtungen zum anfänglichen Einstellen der Signale SFM_Q und IPR₀ auf gewünschte Anfangswerte von SFM und IPR,

(c) Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen bzw. Ist-Leistung HP . die in beabstandeten Zeitintervallen für die Relativdrehung aufgebracht wird, während die Maschine und das System mit bekannten Eingangssignalen SFM und IPR- arbeitet,

(d) Einrichtungen zum Bestimmen eines neuen Signales IPR_n wä

Ziehung

IPR während jedes Zeitintervalles gemäß der Be-

HP,
^IPRn * WT * IPR₀'

el

und

(e) Einrichtungen zum Setzen des neuen Signales IPR anstelle des vorhergehenden Signales IPR während jedes Zeitintervalles.
5

46. Steuerungssystem nach Anspruch 45, wobei die Einrichtungen (e) zum Ersetzen des neuen Signales IPR mit einem vorbestimmten Grenzwert IPR aufweist und zum Setzen von IPR anstelle des vorhergehenden IPR -Signales, wenn das neue Signal IPR_n größer ist als der vorgegebene Grenzwert IPR

III Q. X

47. Steuerungssystem nach Anspruch 44 oder 46, wobei die Einrichtungen (e) zum Ersetzen des neuen Signales ferner Mittel zum Vergleichen des neuen Signales IPR mit einem vorbestimmten Grenzwert IPR . aufweist und zum Setzen von ¹PR_1n^_n anstelle des vorhergehenden IPR -Signales, wenn das neue Signal IPR_n kleiner ist als der vorgegebene Grenzwert IPR_m· ·

48. Steuerungssystem für eine Werkzeugmaschine, wobei die Werzeugmaschine aufweist

(i) Antriebseinrichtungen, um ein Werkstück und ein Schneidwerkzeug relativ zueinander mit einer

Oberflächengeschwindigkeit SFM zu drehen, (ii) Zustelleinrichtungen, um das Werkstück und das Schneidwerkzeug zueinander mit einer Zustellgeschwindigkeit IPR zuzustellen, (iii) Einrichtungen, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen SFM_Q und IPR₀ arbeiten, daß derartige Einrichtungen (i) und (ii) zu steuern und die Ist-Geschwindigkeit und Ist-Zustellung SFM und IPR in Übereinstimmung mit diesen Signalen zu halten,

wobei die Werkzeugmaschine physikalische Charakteristika aufweist, derart, daß ein Schneidwirkungsgradfaktor CEF, der proportional zur Leistung pro ecm (cubic inch) pro Minute der Werkstücksmaterialentfernung ist, sich gemäß der Beeziehung

CEF r- ^HP

(SFM) (IPR) 10

ändert, wobei HP die zur Ausführung der Relativdrehung aufgebrachte Leistung ist und diese Leistung sowohl mit SFM und IPR als wie auch mit anderen Variablen, gekennzeichnet durch:

(a) Einrichtungen zum Signalisieren der gewünschten oder Soll-Leistung HP,,

(b) Einrichtungen zum anfänglichen Einstellen der Signale SFM und IPR_Q auf gewünschte Anfangswerte von

SFM und IPR,

(c) Einrichtungen zum Signalisieren der aktuellen bzw. Ist-Leistung HP , die in beabstandeten Zeitinter-

Cl

vallen zur Ausführung der Relativdrehung aufgebracht wird, wobei die Maschine in das System mit bekannten Eingangssignalen SFM und IPR arbeiten,

(d) Einrichtungen zum Bestimmen der relativen Bearbeitungsgeschwindigkeit Q, allgemein als das Produkt der Bearbeitungsparameter SFM, IPR gemäß der Beziehung Q = (IPR ) (SFM ),

el α

(e) Einrichtungen zum Bestimmen eines neuen Befehlssignales Q für die relative Bearbeitungsgeschwindigkeit während jedes Zeitintervalles gemäß der Beziehung

HP,

^Qn ⁼ HPT ^{# Q}'

O.

5 und

(f) Einrichtungen zum Bestimmen der neuen Werte der Signale SFM_n und IPR_n* wobei gilt:

Q_n = (SFM_n)(IPR_n), und

(g) Einrichtungen zum Einstellen der Eingangssig-

nale SFM , ipr gleich den Werten der neuen Signale SFM , IPR während jedes Zeitintervalles. η η

49. Steuerungssystem nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (f) zur Bestimmung der neuen Signale SFM_n und IPR_n Mittel aufweisen, um die neue relative Bearbeitungsgeschwindigkeit Q mit einem mittleren Schwellenwert Q„ zu vergleichen, welcher als das Produkt eines maximalen SFM-Wertes SFM und eines minimalen IPR-Wertes IPRj_n^_n bestimmt ist und zum

Einstellen von SFM auf SFM_m=v und IPR„ gemäß

Γι IUcIX Il

IPR - ⁿ

η SFM

max

wenn Q größer ist als der Schwellenwert Q₂, und Einstellen von IPR auf IPR_1nJ_1n und ^SFM _n gemäß

30 _SFM

^IPRmin

wenn Q kleiner ist als der Schwellenwert

50. Steuerungssystem nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (f) zum Bestimmen der Werte der neuen Signale SFM_n und IPR_n ferner Mittel aufweisen, um die neue relative Bearbeitungsgeschwindigkeit Q mit einem maximalen Schwellenwert Q^ zu ver gleichen, der bestimmt ist als das Produkt eines maximalen IPR-Wertes IPR_n^ und eines maximalen SFM-Wertes SFM und Einrichtungen zum Einstellen von SFM auf

^SFMmax ^{und IPR}n ^{auf IPR}max' ^{wenn Q}n 9^{roßer ist als} Q3· 10

51. Steuerungssystem nach Anspruch 58, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Vergleichen der neuen relativen Bearbeitungsgeschwindigkeit Q mit einem minimalen Schwellenwert Q., der bestimmt ist als das Produkt eines minimalen IPR-Wertes IPR . und eines minimalen SFM-Wertes SFM . und Einrichtungen zur

min

Durchführung von Korrekturschritten, wenn Q geringer ist als Q,.

52. Verfahren für eine Werkzeugmaschine, bei der ein Schneidwerkzeug relativ zur Oberfläche eines Werkstücks angetrieben ist, um eine Schicht Werkstücksmaterial zu entfernen, wobei die einer Antriebseinrichtung zugeführte, gemessene Leistung um die Nettoleistung kompensiert wird, die für eine Nettobeschleunigung der Antriebseinrichtung erforderlich ist, um einen Leistungswert zu signalisieren, der der an der Schneidwerkzeugkante verbrauchten Ist-Leistung näher liegt als die der Antriebseinrichtung zugeführte gemessene Leistung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Bestimmen des Wertes der der Antriebseinrichtung zugeführten Nettoleistung, die für die Nettobeschleunigung der Antriebseinrichtung erforderlich ist, und

(b) Subtrahieren des Wertes der in Schritt (a) bestimmten Nettoleistung von der der Antriebseinrichtung zugeführten gemessenen Leistung.

53. Verfahren für eine Werkzeugmaschine, die ein Schneidwerkzeug aufweist, welches relativ zur Oberfläche eines Werkstückes angetrieben wird, um eine Schicht Werkstückmaterial zu entfernen, wobei die einer Antriebseinrichtung zugeführte gemessene Leistung die durch Reibverluste der Antriebseinrichtung verbrauchte Leistung kompensiert, um einen Leistungswert zu signalisieren, der dem an der Schneidwerkzeugspitze verbrauchten Leistungswert näher liegt als die der Antriebseinrichtung zugeführte Leistung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Messen der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung,

(b) Bestimmen des Wertes der durch Reibverluste in der Antriebseinrichtung verbrauchten Leistung als vorbestimmte Funktion der gemessenen Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung, und

(c) Subtrahieren des Wertes der Leistung , wie sie in Schritt (b) bestimmt wurde von der der Antriebseinrichtung zugeführten gemessenen Leistung.

54. Verfahren für eine Werkzeugmaschine, bei der ein Schneidwerkzeug von einem Elektromotor relativ zur Oberfläche eines Werkstückes angetrieben ist, um eine Schicht Werkstücksmaterial zu entfernen, wobei die dem Motor zugeführte gemessene Leistung kompensiert für die im elektrischen Kreis des Antriebsmotors verbrauchte, als Wärme auftretende Leistung, um einen Leistungswert zu signalisieren, der der an der Schneidwerkzeugkante verbrauchten Ist-Leistung näher liegt

- yi -

als der dem Antriebsmotor zugeführten gemessenen Leistung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Bestimmen des elektrischen Widerstandes des elektrischen Kreises des Antriebsmotors;

(b) Bestimmen des Wertes der als Wärme im elektrischen Kreis des Antriebsmotors verbrauchten Leistung, die im wesentlichen proportional zu dem in Schritt (a) bestimmten elektrischen Widerstand ist; und

(c) Subtrahieren des in Schritt (b) bestimmten Leistungswertes von der dem Antriebsmotor zugeführten gemessenen Leistung.

55. Verfahren zur Berechnung der Nettoleistung HP . die

el

der tragen Masse einer Antriebseinrichtung in einer drehend arbeitenden Werkzeugmaschine bei einer Nettowinkelbeschleunigung dw/dt des mit einer Winkelgeschwindigkeit (w) drehenden Antriebes zugeführt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) anfängliches Bestimmen des Trägheitsmomentes (J) der Antriebseinrichtung, und

(b) danach während des Betriebes der Werkzeugmaschine Berechnen der Nettoleistung HP . die auf die träge

Masse der Antriebseinrichtung übertragen wird, proportional zum Produkt (J) (w) (dw/dt) des Trägheitsmomentes J, der Winkelgeschwindigkeit w und der Winkelbeschleunigung dw/dt. 30

56. Verfahren zum Berechnen der Leistung HP , die infolge von Reibverlusten im Antrieb einer Werkzeugmaschine aufgenommen wird, wobei der Antrieb sich mit einer Geschwindigkeit ν bewegt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) anfängliches Bestimmen von Koeffizienten, die zumindest eine Steigung Ms umfassen, die der Leistung HP entspricht, die infolge von Reibverlusten im Antrieb aufgenommen wird gemäß einem Potenzpolynom von v, welches zumindest zwei Ausdrücke aufweist und wenigstens den Ausdruck (Ms)(v) umfaßt, und

(b) danach während des Betriebs der Werkzeugmaschine Berechnen der Leistung HP , die infolge von Re ib-Verlusten im Antrieb aufgenommen wird, durch Auswerten des Polynoms bezüglich des gemessenen, tatsächlichen Wertes der Geschwindigkeit v.

57. Verfahren zur Berechnung der Leistung HP , die in einem elektrischen Kreis eines elektrischen Antriebsmotors einer Werkzeugmaschine verbraucht wird und als Wärme auftritt, wobei der Antriebsmotor einen elektrischen Strom I aufnimmt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
20

(a) anfängliches Bestimmen des elektrischen Widerstandes R des elektrischen Kreises des Antriebsmotors und

(b) danach während des Betriebs der Werkzeugmaschine Berechnen der Leistung HP_e, die im elektrischen

Kreis des Antriebsmotors verbraucht wird und als Wärme in Erscheinung tritt gemäß

HP « (I)(D (R_). . e e

58. Verfahren zum Signalisieren des Wertes der Leistung, die an einer Schneidwerkzeugkante beim Betrieb einer Werkzeugmaschine aufgebracht wird, wobei ein Schneid-

werkzeug relativ zur Oberfläche eines Werkstückes angetrieben wird, um eine Schicht Werkstücksmaterial zu entfernen und wobei die Werkzeugmaschine einen elektrischen Antrieb für diese Relativbewegung aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Messen der von der Antriebseinrichtung aufgenommenen elektrischen Leistung HP ,

(b) Berechnen der der tragen Masse der Antriebseinrichtung bei einer Nettobeschleunigung zugeführten Nettoleistung HP ,

el

(c) Berechnen der Leistung HP , die infolge von Reibverlusten in der Antriebseinrichtung aufgenommen wird,

(d) Berechnen der Leistung HP , die als Wärme im

elektrischen Kreis der Antriebseinrichtung verbraucht wird, und

(e) Erzeugen eines Signales proportional zur Differenz zwischen (i) der Leistung HP und (ii) der Summe der Leistungen HP , HP und HP , so daß das Signal die an der Schneidkante aufgebrachte Leistung anzeigt.

59. Verfahren zur Bearbeitung mit einer drehend arbeitenden Werkzeugmaschine, wobei die am Schneidwerkzeug aufgebrachte tatsächliche bzw. Ist-Leistung bestimmt und der Bearbeitungsvorgang reguliert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Messen der von der drehenden Antriebseinrichtung zur. Bewegung der Schneidkante relativ entlang der Werkstücksfläche verbrauchten Leistung, Subtrahieren der für die Nettowinkelbeschleunigung der drehenden Maschinenteile verbrauchten Leistung, und Verwenden der Differenz zur Regulierung des Bearbeitungsvorganges.

-IA-

60. Verfahren nach Anspruch 59, wobei die für die Nettowinkelbeschleunigung verbrauchte Nettoleistung allgemein als proportional zu dem Drehmoment, welches vom drehenden Antrieb übertragen wird und der Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebes, berechnet wird, wobei das Drehmoment als proportional zum Produkt eines vorbestimmten Trägheitsmomentes und der Winkelbeschleunigung des Drehantriebes berechnet wird.

61. Verfahren nach Anspruch 60, wobei die Berechnung der Winkelbeschleunigung eine mehrfache Prüfung der Winkelbeschleunigung des Drehantriebes vorsieht und die Berechnung der Differenz der Werte benachbarter Prüfungen.

62. Verfahren nach Anspruch 60, gekennzeichnet durch folgende Schritte zur Bestimmung des vorgegebenen Trägheitsmomentes:

Betreiben des Drehantriebes ohne Schneidbelastung in einem Bereich von Geschwindigkeiten, und Messen der Antriebsleistung und Berechnen des Trägheitsmomentes allgemein als proportional zur Antriebsleistung, dividiert durch das Produkt der Winkelbeschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit des Antriebes.

63. Verfahren nach Anspruch 62, wobei die Antriebsleistung zuerst durch Subtrahieren der Reibverluste des Drehantriebes korrigiert wird, bevor das Trägheitsmoment bestimmt wird.

64. Verfahren nach Anspruch 62, wobei die Antriebseinrichtung einen Elektromotor aufweist, und wobei die Antriebsleistung zuerst durch Abziehen der Widerstands-Verluste im Motor korrigiert wird, bevor das Trägheitsmoment bestimmt wird.

65. Verfahren nach Anspruch 59, wobei die Reibverluste im Drehantrieb gleichfalls von der Antriebsleistung subtrahiert werden, um die tatsächliche oder Ist-Schneidleistung zu bestimmen.

66. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Elektromotor ist und die gemessene Leistung bei der Berechnung der Ist-Schneidleistung gleichfalls durch Subtraktion der Widerstandsverluste des Motors korrigiert wird.

67. Selbsttätige Regelung für eine drehend arbeitende Werkzeugmaschine, wobei die tatsächliche bzw. Ist-Leistung, die am Schneidwerkzeug und im bearbeiteten Bereich des Werkstückes aufgebracht wird, aus der gemessenen Drehantriebsleistung bestimmt und der Bearbeitungsprozeß reguliert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Berechnen der erwarteten Reibverluste als vorgegebene Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebes, Subtrahieren der berechneten Reibverluste aus der gemessenen Drehantriebsleistung, und Verwendung der Differenz zur Regulierung des Bearbeitungsprozesses.

68. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Funktion einen Ausdruck aufweist, der eine lineare Funktion der Winkelgeschwindigkeit ist.

69. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Funktion eine vorgegebene konstante Neigung und eine vorgegebene Schnittkonstante aufweist.

70. Selbsttäige Regelung nach Anspruch 67, wobei die vorge gebene Funktion der Winkelgeschwindigkeit durch ein an fängliches Verfahren bestimmt wird, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Antreiben der Maschine mit einer Anzahl von inkrementell wachsenden, im wesentlichen konstanten Winkel·- geschwindigkeiten ohne Schneidbelastung, Messen der vom Drehantrieb bei jedem inkreraentellen Schritt der Winkelgeschwindigkeit verbrauchten Le istung, und

Bestimmen der vorgegebenen Funktion aus der bei den w Winkelgeschwindigkeiten gemessenen Leistungen mit

tels einer Kurvenanpassungstechnik.

71. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 70, wobei die Kurvenanpassungstechnik ein Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate ist.

72. Selbsttätige Regelung für eine drehend arbeitende Werkzeugmaschine, welche einen Drehantrieb aufweist, der von einem Elektromotor versorgt wird, wobei die tatsächliche bzw. Ist-Schneidleistung, die an der Schneidkante und im bearbeiteten Werkstücksbereich aufgebracht wird, bestimmt und der Bearbeitungsprozeß reguliert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Messen der vom Antriebsmotor verbrauchten elektrischen Leistung,
Korrigieren dieses Wertes zur Berücksichtigung der elektrischen Widerstandsverluste als vorgegebene Funktion der Geschwindigkeit, und

Verwendung des Ergebnisses zur Regulierung des Bearbeitungsprozesses, wobei der elektrische Widerstandsverlust wie folgt bestimmt wird:

(1) Berechnen der am Motor liegenden Spannung als vorgegebene Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebes, und

(2) Berechnen des Widerstandsverlustes als im wesentlichen direkt proportional zu einem vorgegebenen konstanten Widerstand, dem Quadrat der vom Motor verbrauchten Leistung, und umgekehrt proportional zum Quadrat der am Motor anliegenden Spannung.

73. Selbsttätige Regelung nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung als proportional zur Winkelgeschwindigkeit bis zu einer vorgegebenen Basisgeschwindigkeitskonstanten und gleich einer vorgegebenen maximalen Spannung für Winkelgeschwindigkeiten, die größer als die vorgegebene Basisgeschwindigkeit sind, berechnet wird.

74. Verfahren für eine drehend arbeitende Werkzeugmaschine, wobei das Werkstück bei Beginn eines Bearbeitungsvorganges anfänglich mit dem Schneidwerkzeug in Eingriff gebracht wird, wobei unerwünschte mechanische Belastungen vermieden werden, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Beschleunigen eines Drehantriebes mit außer Eingriff befindlichem Schneidwerkzeug, um eine relative Quergeschwindigkeit der Werkstücksfläche bezüglich des Schneidwerkzeuges zu erreichen, die im wesentlichen gleich einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit ist, mit der die Bearbeitung erfolgen kann, ohne das Schneidwerkzeug übermäßig zu erhitzen, so daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit maximiert wird, und Zustellen des Schneidwerkzeuges in das Werkstück mit einer vorgegebenen minimalen Zustellgeschwindigkeit, bei der das Schneiden des Werkstückes kontinuierlich erfolgt, wobei die Späne in einzelne Chips brechen, so

daß die Werkzeugmaschine nicht von Spänen verstopft wird und wobei übermäßige Belastungen des Schneidwerkzeuges minimal gehalten werden.

75. Verfahren für eine drehend arbeitende Werkzeugmaschine mit adaptiver Steuerung zur Regulierung der tatsächlichen Bearbeitungsleistung auf einen Sollwert, wobei das Schneidwerkzeug am Ende des Bearbeitungsvorganges außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird, und wobei unerwünschte Beschleunigungen vermieden werden, um eine konstante Bearbeitungsleistung zu erreichen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Peststellen, wenn die Schneidkante einen vorgegebenen Abstand von der Ausbruchsstelle aus dem Werkstück aufweist, und

(b) danach Absenken der Zustellgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges in das Werkstück auf eine vorgegebene minimale Zustellgeschwindigkeit, bei der das Schneiden des Werkstückes kontinuierlich erfolgt, wobei die Späne in einzelne Chips zerbrochen werden, so daß die Werkzeugmaschine nicht von Spänen verstopft wird, und wobei übermäßige Belastungen des Schneidwerkzeuges vermieden werden, und

(c) danach weitere Durchführung des Bearbeitungsvorganges bei Aufrechterhaltung der relativen Quergeschwindigkeit der Werkstücksfläche bezüglich des Schneidwerkzeuges auf einem im wesentlichen gleichen Wert bis die Schneidkante aus dem Werkstück heraustritt.

76. Verfahren zum überwachen des Zustandes eines Schneid-Werkzeuges einer Werkzeugmaschine und Regulierung des Bearbeitungsprozesses, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Berechnen eines relativen Schneidwirkungsgradfaktors als allgemein proportional zur an der Schneidkante verbrauchten Bearbeitungsleistung und allge-

mein umgekehrt proportional zum Produkt der relativen Quergeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges bezüglich der Werkstücksfläche und der Zustelltiefe des Schneidwerkzeuges in das Werkstück in der Richtung der relativen Zustellgeschwindigkeit senkrecht zur relativen Quergeschwindigkeit, und Verwendung des relativen Schneidwirkungsgradfaktors zur Regulierung des Bearbeitungsprozesses.

77. Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Schneidwerkzeuges einer drehend arbeitenden Werkzeugmaschine und Regulierung des Bearbeitungsprozesses, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Berechnung eines Schneidwirkungsgradfaktors allgemein proportional zu der an der Schneidkante verbrauchten Bearbeitungsleistung und im wesentlichen umgekehrt proportional zum Produkt der relativen Quergeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges bezüglich der Werkstückfläche und dem Schnittbereich annähernd senkrecht zur Quergeschwindigkeit, und

Verwendung des Schneidwirkungsgradfaktors zur Regulierung des Bearbeitungsprozesses.

78. Verfahren nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbereich berechnet wird im wesentlichen als proportional zu

der Tiefe des Schnittes, im wesentlichen senkrecht sowohl zur Quergeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges bezüglich des Werkstückes und der Zustellrichtung des Schneidwerkzeuges in das Werkstück, und

der Lineargeschwindigkeit der Zustellung des Schneidwerkzeuges in das Werkstück, dividiert durch die Winkelgeschwindigkeit eines Drehantriebes der Werkzeugmaschine.
35

79. Verfahren zum kontinuierlichen überwachen des Zustandes des.Schneidwerkzeuges in einer numerisch gesteuerten drehend arbeitenden Werkzeugmaschine und Regulierung des Bearbeitungsprozesses, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

wiederholtes Messen der beim Bearbeitungsprozeß am Schneidwerkzeug verbrauchten Leistung, wiederholtes Bestimmen eines relativen Schneidwirkungsgradfaktors des Schneidwerkzeugs als im wesentliehen proportional zur gemessenen Leistung und im we sentlichen umgekehrt proportional zum Produkt der relativen Quergeschwindigkeit der Werkstücksfläche be züglich des Schneidwerkzeuges und der Zustellgeschwin digkeit des Schneidwerkzeugs in das Werkstück pro Umdrehung des Drehantriebs der Werkzeugmaschine, wiederholtes Vergleichen des relativen Schneidwirkungsgradfaktors mit zumindest einem vorgegebenen Grenzwert, und
Beenden des Bearbeitungsprozesses, wenn der Schneid-Wirkungsgradfaktor außerhalb des durch den vorgegebenen Grenzwert gegebenen Bereiches liegt.

80. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß der relative Schneidwirkungsgradfaktor für einen Anfangsschnitt gemessen wird und die vorgegebene Grenze als vorgegebene Funktion des relativen Schneid wirkungsgradfaktors des Anfangsschnittes berechnet wird.

81. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Grenze zeitlich veränderlich ist, in Abhängigkeit vom Ort der Ausführung des Teilprogrammes des gespeicherten Programmes der numerischen Steuereinheit.

82. Verfahren für ein numerisch gesteuertes Werkzeugmaschinensystem, mit einem Halter für ein Werkstück, einem Schneidwerkzeug, einem Schneidwerkzeughalter, einer Zustellmotoreinrichtung, welche ein Zustellgeschwindigkeitssteuersignal aufnimmt, um das Schneidwerkzeug bezüglich des Werkstückes zuzustellen, einer Antriebsmotoreinrichtung, welche ein Antriebsgeschwindigkeitssteuersignal aufnimmt, um eine relative Quergeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges über die Werk-Stücksfläche zu erzeugen, eine Antriebsleistungsmeßeinrichtung zur Erzeugung eines gemessenen Antriebsleistungssignales, welches die Leistung angibt, die erforderlich ist, um die Antriebsgeschwindigkeit zu halten, eine Antriebsgeschwindigkeitsmeßeinrichtung zur Erzeugung eines Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales, welches die Antriebsgeschwindigkeit angibt, numerische Konvertereinrichtungen zur Umwandlung der gemessenen Signale in numerische Werte und numerischer Steuerwerte in Steuersignale, und mit einer Digitalrechner- einrichtung zur Eingabe von Maschinenparameter und zur Ausführung numerischer und logischer Funktionen, welcher der numerischen Konvertereinrichtung angeschlossen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Eingeben eines Sollwertsignales, welches die gewünschte Bearbeitungsleistung darstellt, in die digitale Rechnereinrichtung, und

(b) Eingeben der numerischen Werte des Antriebsleistungsmeßsignales und des Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales in die digitale Rechnereinrichtung, und

(c) Berechnen eines numerischen Antriebsgeschwindigkeitssteuersignales im wesentlichen proportional zum Produkt des numerischen Wertes des Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales und des Sollwertsignales, dividiert durch den numerischen Wert des Antriebsleistungsmeßsignales,

(d) Ausgeben des numerischen Antriebsgeschwindigkeitssteuerwertes zur numerischen Konvertereinrichtung zur Umwandlung in das Antriebsgeschwindigkeitssteuersignal, und

(e) kontinuierliche Wiederholung der Schritte (b) bis (d), wobei das Schneidwerkzeug während eines wesentlichen Teiles des Bearbeitungsprozesses bezüglich des Werkstückes zugestellt wird, so daß das Werkzeugmaschinensystem adaptiv gesteuert ist, um

auf einem im wesentlichen konstanten Leistungsniveau zu arbeiten, welches trotz Änderung der funktionellen Beziehung zwischen den Bearbeitungsparametern der gewünschten Bearbeitungsleistung entspricht.

83. Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) ferner die Eingabe einer maximalen Antriebsgeschwindigkeitsgrenze in die digitale Rechner einheit umfaßt, und daß beim Schritt (c) eine Einstellung der berechneten Antriebsgeschwindigkeit auf den maximalen Antriebsgeschwindigkeitsgrenzwert erfolgt, wenn die berechnete Antriebsgeschwindigkeit den maximalen Antriebsgeschwindigkeitsgrenzwert überschreitet.

84. Verfahren für ein numerisch gesteurtes Werkzeugmaschinensystem, mit einem Halter für ein Werkstück, einem Schneidwerkzeug, einem Schneidwerkzeughalter, einer Zustellmotoreinrichtung, welche ein Zustellgeschwindigkeitssteuersignal aufnimmt, um das Schneidwerkzeug bezüglich des Werkstückes zuzustellen, einer Antriebsmotoreinrichtung, welche ein Antriebsgeschwindigkeitssteuersignal aufnimmt, um eine relative Querge . schwindigkeit des Schneidwerkzeuges über die Werk-

stücksfläche zu erzeugen, eine Antriebsieistungsmeßein richtung zur Erzeugung eines gemessenen Antriebsleistungssignales, welches die Leistung angibt, die erforderlich ist, um die Antriebsgeschwidigkeit zu halten, eine Antriebsgeschwindigkeitsmeßeinrichtung zur Erzeugung eines Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales, welches die Antriebsgeschwindigkeit angibt, numerische Konvertereinrichtungen zur Umwandlung der gemessenen Signale in numerische Werte und numerischer Steuerwerte in Steuersignale, eine Zustellgeschwindigkeitsmeßeinrichtung zur Erzeugung eines Zustellgeschwindigkeitsmeßsignales, welches die Zustellgeschwindigkeit angibt, und mit einer Digitalrechnereinrichtung zur Eingabe von Maschinenparameter und zur Ausführung numerischer und logischer Punktionen, welcher der numerischen Konvertereinrichtung angeschlossen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Eingeben eines gewünschten Bearbeitungsleistungs-Sollwertes in die digitale Rechnereinrichtung,

(b) Eingeben der numerischen Werte der Antriebsleistungsmeßsignale und der Zustellgeschwindigkeitsmeßsignale in die digitale Rechnereinrichtung,

(c) Berechnung eines numerischen Zustellgeschwindigkeitssteuerwertes proportional zum Produkt des numerischen Wertes des Zustellgeschwindigkeitsmeßsignales und des Sollwertes, dividiert durch den numerischen Wert des Antriebsleistungsmeßsignales, und

(d) Ausgeben des numerischen Zustellgeschwindigkeitssteuerwertes zur numerischen Konvertereinrichtung zur Umwandlung in das Zustellgeschwindigkeitssteuersignal.

85. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) das Eingeben des numerischen Wertes des Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales in die digitale Rechnereinrichtung einschließt, daß der Schritt (c) die Berechnung eines numerischen Antriebsgeschwindigkeitssteuerwertes proportional zum Produkt des numerischen Wertes des Antriebsgeschwindig keitsmeßsignales und des Sollwertes, dividiert durch den numerischen Wert des Antriebsleistungsmeßsignales einschließt und

daß im Schritt (d) die Ausgabe des numerischen Antriebsgeschwindigkeitssteuerwertes zur numerischen Kon vertereinrichtung zur Umwandlung in das Antriebsgeschwindigkeitssteuersignal erfolgt.

86. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß das Zustellgeschwindigkeitssteuersignal und das An triebsgeschwindigkeitssteuersignal mit von Hand einstellbaren Skalierungsfaktoren skaliert wird, bevor die Zustellmotoreinrichtung und die Antriebsmotoreinrichtung in Betrieb gesetzt werden, und daß der Antriebs-Sollwert mit denselben Skalierungsfaktoren vor seiner Anwendung in Schritt (c) skaliert wird, so daß die Werkzeugmaschine schnell auf Änderungen der von Hand einstellbaren Skalierungsfaktoren reagiert und das Steuersystem sich an die erwarteten Änderungen der Bearbeitungsleistung anpaßt.

87. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) ferner die Eingabe einer maximalen Zustellgeschwindigkeitsgrenze und einer minimalen Zustellgeschwindigkeitsgrenze in die digitale Rechnereinrichtung einschließt, und daß beim Schritt (c) die Einstellung der berechneten Zustellgeschwindigkeit auf die maximale Zustellgeschwindigkeitsgrenze erfolgt, wenn die berechnete Zustellgeschwindigkeit die maximale Zustellgeschwindigkeitsgrenze überschreitet

und daß die berechnete Zustellgeschwindigkeit auf die minimale Zustellgeschwindigkeitsgrenze eingestellt wird, wenn die berechnete Zustellgeschwindigkeit geringer als die minimale Zustellgeschwindigkeitsgrenze ist.

88. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) ferner die Eingabe einer maximalen Antriebsgeschwindigkeitsgrenze und einer minimalen Antriebsgeschwindigkeitsgrenze in die digitale Rechnereinrichtung einschließt, und daß der Schritt (b) die Eingabe des numerischen Wertes des Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales in die digitale Rechnereinrichtung einschließt, und daß der Schritt (c) die Einstellung eines numerischen Antriebsgeschwindigkeitssteuerwertes gleich der maximalen Antriebsgerschwindigkeitsgrenze einschließt, wenn jedoch die berechnete Zustellgeschwindigkeitsgrenze geringer ist als die minimale Zustellgeschwindigkeitsgrenze und daher auf die minimale Zustellgeschwindigkeitsgrenze eingestellt ist, wird der numerische Antriebsgeschwindigkeitssteuerwert proportional zum Produkt des numerischen Wertes des Antriebsgeschwindigkeitsmeßsignales und der Soll-Leistung dividiert durch den numerischen Wert des Antriebssignales eingestellt, wenn andererseits der numerische An triebsgeschwindigkeitssteuerwert auf einen Wert eingestellt ist, der geringer als die minimale Antriebsgeschwindigkeitsgrenze ist, wird der Bearbeitungsprozeß zeitweise unterbrochen, wodurch es der Bedienungsperson ermöglicht wird, ein scharfes Schneidwerkzeug einzusetzen, um die geringe Bearbeitungsgeschwindigkeit zu korrigieren, und
daß in Schritt (d) der numerische Antriebsgeschwindigkeitssteuerwert an die numerische Konverterein-

richtung zur Umwandlung in das Antriebsgeschwindigkeitssteuersignal ausgegeben wird.

89. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß vor Einsatz der adaptiven Steuerung gemäß Anspruch 87 das Werkstück auf eine programmierte Antriebsgeschwindigkeit beschleunigt wird, wobei das Schneidwerkzeug außer Eingriff ist und daß das Werkzeug dann mit der minimalen Zustellgeschwindigkeit ein wesentliches Stück in das Werkstück eingeführt wird, so daß ein wesentliches anfängliches Antriebsleistungs niveau erreicht wird und eine anfängliche Konvergenz mit dem Leistungssollwert erleichtert wird, während die anfängliche Kraft auf das Schneidwerkzeug mögliehst gering gehalten wird.

90. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) bis (d) iterativ wiederholt werden und die Berechnung der numerischen Zustellgeschwindigkeitssteuerwerte in Schritt (c) den nachfolgenden Iterationen von Schritt (c) ausgesetzt wird, nachdem ein berechneter numerischer Zustellgeschwindigkeitssteuerwert geringer ist als die minimale Zustellgeschwindigkeitsgrenze und daher auf diese Grenze eingestellt wird.

91. Verfahren nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß ein numerisch gesteuertes Werkzeugmaschinensystem eine drehend arbeitende Maschine steuert und die Antriebsgeschwindigkeitsmeßeinrichtung in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes arbeitet,

daß das numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinensystem eine Meßeinrichtung für die Sehneidwerkzeugzu-Stellgeschwindigkeit aufweist, um ein Signal der radialen Zustellverschiebung zu erzeugen, welches die

Verschiebung des Schneidwerkzeuges bezüglich der Achse des drehenden Werkstückes angibt, und daß Schritt (c) die Berechnung einer radialen Zustellgeschwindigkeit einschließt, proportional zur Änderung des numerischen Wertes der radialen Zustellverschiebung dividiert durch den numerischen Wert der Winkelantriebsgeschwindigkeit, und eine skalierte Berechnung der Winkelantriebsgeschwindigkeit unter Einbeziehung des numerischen Wertes des radialen Zustellverschiebungssignales als Skalierungsfaktor, so daß der numerische Wert der radialen Zustellgeschwindigkeit die radiale Schnitttiefe des Schneidwerkzeuges in das Werkstück anzeigt, und daß der Vergleich zwischen den Antriebsgeschwindigkeitsgrenzen und dem numerischen Wert der Antriebsgeschwindigkeit die Quergeschwindigkeit der Werkstücksoberfläche am Schneidwerkzeug angeben.

92. Verfahren nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoreinrichtung einen Elektromotor aufweist und daß die Antriebsgeschwindigkeitsmeßeinrichtung Mittel zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Motors und die Leistungsmeßeinrichtung ein Wattmeter, welches in Abhängigkeit von der vom Antriebsmotor verbrauchten elektrischen Leistung arbeitet, aufweisen, und daß beim Schritt (c) eine Berechnung der wirklichen Leistung erfolgt, welche bei der Entfernung des Werkstückmaterials am Schneidwerkzeug verbraucht wird, zur Verwendung als numerischer Wert des Antriebsleistungsmeßsignals bei der Ausführung von Schritt (c), und daß die Berechnung eine Korrektur für Leistung sänderungen infolge Nettobeschleunigung der drehenden Teile der Werkzeugmaschine vorsieht, indem vom numerischen Wert der vom Antriebsmotor verbrauchten gemessenen Leistung die für die Beschleunigung der trägen Masse erforderliche Nettoleistung subtrahiert wird.

93. Verfahren nach Anspruch 92, gekennzeichnet durch einen Schritt zur Berechnung der der trägen Masse zugeführten Leistung als proportional zum Produkt des vorgegebenen Trägheitsmoments, des numerischen Wertes des gemessenen Winkelantriebsgeschwindigkeitssignales und der Änderungsgeschwindigkeit des numerischen Wertes der gemessenen Winkelantriebsgeschwindigkeit über wiederholten Messungen des Winkelantriebsgeschwindigkeitssignales.

94. Verfahren nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung des Schrittes (c) zur Berechnung der wahren Leistung, die bei der Werkstücksmaterialentfernung an dem Schneidwerkzeug verbraucht wird, eine Subtraktion der Reibverluste des Antriebssystemes der Werkzeugmaschine erfolgt, berechnet als im wesentlichen proportional zum Produkt einer vorgegebenen Reibkonstanten und dem numerischen Wert des Antriebswinkelgeschwindigkeitsmeßsignales.

95. Verfahren nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung des Schrittes (c) zur Berechnung der wahren Leistung, die bei der Entfernung des Werkstücksmaterials am Schneidwerkzeug verbraucht wird, eine Subtraktion der elektrischen Verluste im Antriebsmotor erfolgt, berechnet als das Produkt des Motorstromes im Quadrat und einer vorbestimmten Widerstandskonstanten, die charakteristisch für den Motor ist, wobei der Motorstrom als eine vorgegebene Funktion des numerischen Wertes des Antriebswinkelgeschwindigkeitsmeßsignales bestimmt wird.

96. Verfahren nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine eine

drehend arbeitende Maschine ist und daß das vorbestimmte Trägheitsmoment berechnet wird, bevor die adaptive Steuerung gemäß den Schritten (a) bis (c) ausgeführt wird durch:
Beschleunigen des Maschinenantriebes, wobei das Schneidwerkzeug außer Eingriff mit dem Werkstück ist, und

Berechnen des Trägheitsmomentes durch Division des numerischen Wertes der während der Beschleunigung gemessenen Leistung durch den numerischen Wert der gemessenen Antriebswinkelgeschwindigkeit und durch die Änderungsgeschwindigkeit des numerischen Wertes der gemessenen Antriebswinkelgeschwindigkeit, so daß die Leistungsmessungen das Trägheitsmoment des betreffenden Werkstückes kompensieren.

97. Verfahren nach Anspruch 84, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:
Wiederholtes Berechnen eines Sehneidwirkungsgradfaktors, im wesentlichen proportional zum numerischen Wert der Antriebsleistung und umgekehrt proportional zum Produkt des numerischen Wertes der Antriebsgeschwindigkeit, des numerischen Wertes der Zustellgeschwindigkeit und einer numerischen Schnittiefe, wiederholtes Vergleichen des Sehneidwirkungsgradfaktor s mit einem vorgegebenen unteren Wirkungsgradfaktor, der auf einen Bruchteil des normalerweise für ein scharfes Werkzeug geltenden Schneidwirkungsgradfaktors eingestellt ist, und Beenden des Bearbeitungsprozesses, wenn der Schneidwirkungsgradfaktor den unteren Wirkungsgradfaktor erreicht, so daß ein gebrochenes Schneidwerkzeug festgestellt und die Werkzeugmaschine für einen Werkzeugaustausch angehalten wird.

98. Verfahren nach Anspruch 84, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Wiederholtes Berechnen eines Schneidwirkungsgradfaktors im wesentlichen proportional zum numerischen Wert der Antriebsleistung und umgekehrt proportional zum Produkt des numerischen Wertes der Antriebsgeschwindig keit, des numerischen Wertes der Zustellgeschwindigkeit und einer numerischen Schnittiefe, wiederholtes Vergleichen des Schneidwirkungsgradfaktors mit einem vorgegebenen oberen Wirkungsgradfaktor, der im wesentlichen oberhalb des für ein scharfes Werkzeug geltenden Schneidwirkungsgradfaktors angesetzt ist, und

Beenden des Bearbeitungsprozesses, wenn der Schneidwirkungsgradfaktor die obere Wirkungsgradfaktorgrenze erreicht, so daß ein stumpfes Werkzeug festgestellt wird und die Werkzeugmaschine für einen Austausch des Werkzeugs angehalten wird.

99. Verfahren nach Anspruch 97 oder 98, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittiefe sich aus einer vorgegebenen Konstante aus einem Teilprogramm ergibt, welches im Speicher der numerischen Steuereinheit enthalten ist.

100. Verfahren nach Anspruch 84, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Anfängliches Berechnen eines relativen Anfangsschneidwirkung sgradfaktors im wesentlichen proportional zum numerischen Wert der Antriebsleistung und umgekehrt proportional zum Produkt des numerischen Wertes der Antriebsgeschwindigkeit und des numerischen Wertes der Zustellgeschwindigkeit, wenn das Schneidwerkzeug anfangs in das Werkstück hinein bewegt wird, und danach wiederholtes Berechnen eines laufenden relativen Schneidweirkungsgradfaktors im wesentlichen proportional zum numerischen Wert der Antriebsleistung und umgekehrt proportional zum Produkt des numerischen Wertes der Antriebsgeschwindigkeit und des numerischen Wertes der Zustellgeschwindigkeit,

wiederholtes Vergleichen des laufenden relativen Schneidwirkungsgradfaktors mit einer unteren Wirkungsgradgrenze, die auf einen Bruchteil des relativen Anfangsschneidwirkungsgradfaktors eingestellt ist, und Beenden des Bearbeitungsprozesses, wenn der relative Schneidwirkungsgradparameter die untere Wirkungsgradfaktorgrenze erreicht, so daß ein gebrochenes Werkzeug . festgestellt ist, und die Werkzeugmaschine angehalten wird, um das Werkzeug zu ersetzen.

101. Verfahren nach Anspruch 84, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Anfängliches Berechnen eines relativen Anfangsschneidwirkung sgradfaktors im wesentlichen proportional zum numerischen Wert der Antriebsleistung und umgekehrt proportional zum Produkt des numerischen Wertes der Antriebsgeschwindigkeit und des numerischen Wertes der Zustellgeschwindigkeit, wenn das Schneidwerkzeug anfangs in das Werkstück hineinbewegt wird, und danach wiederholtes Berechnen eines laufenden relativen Schneidwirkungsgradfaktors im wesentlichen proportional zum numerischen Wert der Antriebsleistung und umgekehrt proportional zum Produkt des numerischen Wertes der Antriebsgeschwindigkeit und des numerischen Wertes der Zustellgeschwindigkeit, wiederholtes Vergleichen des laufenden relativen Schneidwirkungsgradfaktors mit einer oberen Wirkungsgradgrenze, die wesentlich größer eingestellt ist als der relative Anfangsschneidwirkungsgradfaktor, und Beenden des Bearbeitungsprozesses, wenn der relative Schneidwirkungsgradfaktor die obere Wirkungsgradfaktorgrenze erreicht, so daß ein stumpfes Schneidwerkzeug festgestellt ist und die Werkzeugmaschine angehalten wird, um das Werkzeug zu ersetzen.

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102. Verfahren nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wirkungsgradgrenze wesentlich größer eingestellt wird als der relative Anfangsschneidwirkung sgradfaktor, indem die obere Wirkungsgradgrenze als das Produkt eines voreingestellten Obergrenzfaktors und des relativen Anfangsschneidwirkungsgradfaktors eingestellt wird, wobei der obere Grenzfaktor wesentlich größer als eins ist.

103. Verfahren nach einem der Ansprüche 97, 98, 88 oder 89, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung für die Nettoleistung, welche für die Nettobeschleunigung des Antriebs erforderlich ist, kompensiert ist, bevor die Antriebsleistung verwendet wird, um den Schneidwirkungsgradfaktor zu berechnen, indem die für die Nettobeschleunigung benötigte Nettoleistung von der Antriebsleistung subtrahiert wird, so daß Übergangsänderungen der Antriebsleistung, die koinzident mit der Nettobeschleunigung sind, nicht die falsche Feststellung eines ungeeigneten Werkzeugzustandes auslösen.

104. Verfahren für eine drehend arbeitende Werkzeugmaschine mit einem Gleichstrom-Antriebsmotor, der in Abhängigkeit von einem Antriebsgeschwindigkeitsbefehlssignal arbeitet und der eine konstante Grundgeschwindigkeit und ein maximales Drehmoment hat, welches für eine Drehgeschwindigkeit, die geringer als die Grundgeschwindigkeit ist, konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment des Drehantriebes, wie es vom Antriebsmotor festgestellt wird, durch die folgenden Schritte bestimmt wird:

(1) Einstellen der Antriebsmotorgeschwindigkeit auf eine Anfangsgeschwindigkeit, die nicht größer ist als die Grundgeschwindigkeit,

(2) Einstellen des Antriebsgeschwindigkeitsbefehlssignales auf einen Wert, der die Antriebsmotorgeschwindigkeit hinreichend unterschiedlich von der Anfangsgeschwindigkeit macht, so daß der Antriebsmotor sein maximales Drehmoment ausübt,

(3) nach den Schritten (1) und (2), während die Drehge schwindigkeit des Antriebsmotors noch hinreichend unterschiedlich von dem vom Antriebsgeschwindigkeitsbefehlssignal befohlenen Wert und geringer als die Grundgeschwindigkeit des Antriebsmotors

ist, so daß der Antriebsmotor noch sein maximales Drehmoment ausübt,

(a) Bestimmen der Nettodrehbeschleunigung des Antrieb smotors,

(b) Bestimmen der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors, und

(c) Bestimmen der elektrischen Nettoleistung, die zum Antriebsmotor für die Beschleunigung des Antriebes geliefert wird, koinzident mit der Bestimmung der Drehgeschwindigkeit in Schritt (3)(b), und

(4) nach Schritt (3) Berechnen des Trägheitsmoments im wesentlichen proportional zur elektrischen Nettoleistung, die zum Antriebsmotor geliefert wurde und umgekehrt proportional sowohl zur Drehgeschwin digkeit als auch zur Drehbeschleunigung des Antriebsmotors.

105. Verfahren nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der elektrischen Nettoleistung in Schritt (3)(c) die Kompensation für elektrische Widerstandsverluste im Antriebsmotor einschließt.

106. Verfahren.nach Anspruch 105, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der elektrischen Nettoleistung in Schritt (3) (c) eine Kompensation für Antriebsreibverluste als Funktion der Drehgeschwindigkeit, wie sie in Schritt (3) (b) bestimmt ist, vorsieht.

107. Verfahren nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (1) die Anfangsantriebsgeschwindigkeit auf etwa Null eingestellt und in Schritt (2) das Antriebsgeschwindigkeitsbefehlssignal auf den Wert eingestellt wird, bei dem eine Antriebsmotorgeschwindigkeit befohlen wird, die die Codegeschwindigkeit des Antriebsmotors überschreitet.

108. Selbsttätige Regelung für eine Werkzeugmaschine, die ein gewünschtes Leistungssignal annimmt, gekennzeichnet durch

Einrichtungen zur annähernden Bestimmung der Schneid-Spitzenleistung, die vom Maschinenantrieb zur Bewegung des Schneidwerkzeuges mit einer Oberflächengeschwindigkeit relativ und quer zur Werkstücksoberfläche verbraucht wird und zur Erzeugung eines Schneidspitzenleistungssignals, welches im wesentlichen der Ist-Schneidspitzenleistung entspricht, automatischen Einrichtungen zum Vergleichen des Schneidspitzenleistungssignals mit dem gewünschten Leistungssignal und zum Erzeugen eines Bearbeitungsgeschwindigkeitsbefehlssignals in Abhängigkeit vom Vergleich und

Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuereinrichtungen, die in Abhängigkeit von dem Befehlssignal zur Einstellung der Werkstückmaterialschneidgeschwindigkeit, um dadurch die Schneidspitzenleistung im wesentlichen in Übereinstimmung mit dem gewünschten Leistungssignal zu bringen.

109. Regelung nach Anspruch 108, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuereinrichtung eine Antriebssteuereinrichtung aufweist, die diese Be-

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fehlssignale anninunt und die Oberflächengeschwindigkeit des Antriebs einstellt.

110. Regelung nach einem der Ansprüche 108 oder 109,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuereinrichtung eine Schneidwerkzeugzustellsteuereinrichtung aufweist, die diese Befehlssignale annimmt und die Geschwindigkeit, mit der das Schneidwerkzeug relativ zum Werkstück zugestellt wird, einstellt.

111. Verfahren zur Erzeugung eines Signals, welches die Schärfe einer Schneidkante anzeigt, während das Schneidwerkzeug ein Werkstück in einer Werkzeugmaschine bearbeitet, gekennzeichnet durch

Erzeugung eines Meßsignales, welches der Eingangsleistung entspricht, die von der Antriebseinrichtung verbraucht wird, die die Relativoberflächenbewegung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück in der Werkzeugmaschine erzeugt,

Korrigieren des Meßsignales, um ein zweites Signal zu erzeugen, welches der Ist-Schneidspitzenleistung entspricht,

Erzeugen eines dritten Signales, welches proportional zur volumenmäßigen Materialabnahmegeschwindigkeit vom Werkstück ist, und
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Erzeugen eines Werkzeugzustandssignales, das proportional zum Verhältnis des zweiten und des dritten Signals ist.