DE3611266C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufsuchen eines Bearbeitungsbezugspunktes in Beziehung zum C-Achsen­ ursprung in einer Drehbank nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Aus der Zeitschrift "Technisches Messen tm", 1980, Nr. 9, Seiten 299 bis 305 (Schweizer, Manfred: Einsatz taktiler Sensoren an Handhabungsgeräten) ist der allgemeine Ein­ satz von taktilen Sensoren bekannt. Neben der Signali­ sierung einer einfachen Berührung können mit komplex aufgebauten Kontaktsensoren Werkstückmerkmale, wie bei­ spielsweise Bohrungen, Vertiefungen, Einschnitte usw., ferner die Lage und Position von Werkstücken im Greifer sowie das Oberflächenprofil von Werkstücken ermittelt werden. Außerdem sind mit Hilfe derartiger taktiler Sen­ soren auch Abstandsmessungen im Nahbereich möglich, und es können schließlich auch Suchbewegungen ausgeführt werden, um eine Lageerkennung oder Mustererkennung zu ermöglichen.

Um anzugeben, wenn ein axial asymmetrisches Werkstück, welches eine Erhebung oder eine Vertiefung aufweist, die an seinem inneren oder äußeren Umfang oder an seiner Endoberfläche vorgesehen ist und welche durch den Winkel beschrieben ist, der zwischen dieser und dem Bearbei­ tungsbezugspunkt in Richtung auf die Drehachse festgelegt ist, durch eine solche Drehbank bearbeitet wird, ist es für den Bearbeitungsbezugspunkt notwendig, welcher im Bearbeitungsprogramm beschrieben ist, daß dieser in bezug auf den C-Achsenursprung akkurat eingestellt wird, wel­ cher als Kriterium der C-Achsensteuerung angenommen wird. Aus diesem Grund wurden in einer solchen Drehbank spezi­ fische Spannvorrichtungen und ähnliches verwendet.

Entsprechend diesem Verfahren müssen jedoch unterschied­ liche Spannvorrichtungen in Übereinstimmung mit jeder zu bearbeitenden Werkstücksart vorbereitet werden. Dieses ist unangenehm im Licht der jüngsten Entwicklung, Güter in kleinen Größen und in unterschiedlichen Abwandlungen herzustellen. Wenn solche Spannvorrichtungen nicht ver­ wendet werden, wird die Einstellung bzw. Einrichtarbeit der Werkstücke zeitaufwendig und kann nicht mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden. Das kon­ ventionelle Verfahren ist somit nachteilig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der angegebenen Gattung so weiterzuentwickeln, daß es die Möglichkeit bietet, einen Bear­ beitungsbezugspunkt in Relation zu einem C-Achsenursprung in einer Drehbank problemlos und mit hoher Genauigkeit einstellen zu können.

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

Durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird zur Ermittlung eines Bearbeitungsbezugspunktes, der von einem taktilen Sensor nicht unmittelbar erfaßt werden kann, erreicht, trotzdem einen taktilen Sensor einsetzen zu können, wobei darüber hinaus auch noch eine hohe Meß­ genauigkeit erreicht wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungs­ beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Steuerblockschaltung eines Ausführungsbeispieles einer Drehbank gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Frontansicht zur Darstellung der Beziehung des C-Achsenursprungs, des Bearbeitungsbezugspunkts und einer vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration in bezug auf ein Werkstück,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Beispieles eines Außendurchmessersuchprogrammes,

Fig. 4 und 5 Verarbeitungsdiagramme, welche den Zustand des Suchens am Außenumfang des Werkstücks zeigen, welches eine vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration aufweist,

Fig. 6 eine stark vergrößerte schematische Darstellung, welche die Berechnung des Grads zur Bewegung der C-Achse beim Messen des Außenumfanges ermöglicht,

Fig. 7 eine schematische Darstellung, welche die Meßschritte zeigt, und zwar des Außenumfangsmeßprogrammes,

Fig. 8 eine stark vergrößerte schematische Darstellung zur Darstellung des Meßzustandes, ausgeführt durch Außenumfangsbewegungsschritte,

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Beispieles eines Innenseitendurchmesser- und Endoberflächensuchprogrammes,

Fig. 10 und 11 Verarbeitungsdiagramme zur Darstellung des Suchzustandes an der Endoberfläche des Werkstückes, welches die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration aufweist,

Fig. 12 eine stark vergrößerte schematische Darstellung, die die Berechnung des Bewegungsgrades der C-Achse beim Messen des Innenseitendurchmessers und der Endoberfläche ermöglicht,

Fig. 13 eine schematische Darstellung, die die Meßschritte im Innenseitendurchmesser- und Endoberflächenmeßprogramm darstellt, und

Fig. 14 eine stark vergrößerte schematische Darstellung, die den Meßzustand darstellt, der durch das Innenseiten- und Endoberflächenmeßprogramm ausgeführt wird.

Eine Drehbank 1, die eine Funktion der C-Achsensteuerung aufweist, umfaßt, wie in Fig. 1 gezeigt, einen Hauptsteuerbereich (nachfolgend auch Hauptreglerbereich genannt) 2, an den über eine Busleitung 3 eine Tastatur 5, ein C-Achsenantriebsreglerbereich 6, ein Bearbeitungsbezugspunktspeicher 7, ein C-Achsenwinkelberechnungsbereich 9, ein Meßprogrammspeicher 11, ein Sensorreglerbereich 12, ein Werkzeugspeicher 13, ein Sensorantriebsreglerbereich 10, ein Bezugspunktberechnungsbereich 15, ein Bearbeitungsprogrammspeicher 21 angeschlossen sind. Ein C-Achsenantriebsmotor 16 ist mit dem C-Achsenantriebsreglerbereich 6 verbunden und weist einen Wandler 17 auf, der geeignet ist, den Drehwinkel des C-Achsenantriebsmotors 16 zu ermitteln und der mit dem C-Achsenwinkelberechnungsbereich 9 verbunden ist. Ein taktiler Sensor 19 ist mit dem Sensorantriebsreglerbereich 10 verbunden, um durch diesen angetrieben zu werden. Der taktile Sensor 19 ist außerdem mit dem Sensorreglerbereich 12 verbunden.

Wie in Fig. 2 gezeigt wird ein Werkstück 20 in Form eines allgemeinen Zylinders lösbar durch eine Spannfuttereinrichtung (nicht dartgestellt) an einer Spindel der Drehbank 1 gehalten, welche durch den C-Achsenantriebsmotor 16 gedreht wird. Am äußeren Umfang des Werkstückes 20 ist eine C-Achsenwert­ konfiguration 20a ausgebildet, welche nach außen herausragt.

Entsprechend der obigen Anordnung, die in der Hauptsache für die Drehbank 1 gedacht ist, wenn am Werkstück 20 gearbeitet wird, liest der Hauptreglerbereich 2 ein Bearbeitungsprogramm PRO, welches dem Zielwerkstück 20 entspricht, aus dem Bearbeitungsprogrammspeicher 21 aus und führt die vorbeschriebene Bearbeitung aus. Wenn beispielsweise eine Fräsarbeit durch die C-Achsensteuerung festgelegt wird mit dem Kriterium eines Bearbeitungsbezugspunktes MP des Werkstückes 20 im Bearbeitungsprogramm PRO, kann die Bearbeitung an jedem Bereich des Werkstückes 20 gestartet werden, wenn das Werkstück 20 axial symmetrisch ist. Wenn das Werkstück 20 eine Erhebung mit einer C-Achsenwertkonfiguration 20a aufweist, wie in Fig. 2 gezeigt, und wenn ein erster Winkel γ zuvor gegeben ist als ein C-Achsenwert für eine solche Erhebung in bezug auf den Bearbeitungsbezugspunkt MP (eine Konfiguration mit einem vorbeschriebenen C-Achsenwert dieser Art wird bezeichnet als "vorbeschriebene, vorgeschriebene Bearbeitungsbezugspunkt- C-Achsenwertkonfiguration"), kann die Bearbeitung durch die C-Achsensteuerung in bezug auf die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration (Sitzbereich) 20a in geeigneter Weise nicht ausgeführt werden ohne die Ermittlung des Winkels R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP, auf dem die C-Achsensteuerung basiert (d. h., die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a und eine Konfiguration, gebildet durch das Fräsen, werden miteinander verknüpft in Ausdrücken bzw. Termen der Beziehung ihrer Positionen mit dem Bearbeitungsbezugspunkt MP, welcher dazwischenliegt).

Wenn dann der erste Winkel γ im Bearbeitungsprogramm PRO vorbeschrieben worden ist als der C-Achsenwert, definiert zwischen der C-Achsenwertkonfiguration 20a und dem Bearbeitungsbezugspunkt MP, startet der Hauptreglerbereich 2 unverzüglich die Suchbewegung zur Ermittlung des Bearbeitungsbezugspunktes MP. Wenn der C-Achsenwert zwischen der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a und dem Bearbeitungsbezugspunkt MP im Bearbeitungsprogramm PRO angefordert wird, empfiehlt das Maschinenprogramm PRO unterschiedliche Meßdaten INF zum Messen der Winkelposition der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a zusätzlich zum ersten Winkel γ. Diese Meßdaten INF werden durch Positionsdaten gebildet, die anzeigen, ob die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a am Außenumfang oder an der Endoberfläche oder am Innendurchmesserbereich des Werkstückes 20 angeordnet ist, durch eine Koordinate, die dem Startpunkt der Messung des taktilen Sensors 19 entspricht, durch einen Abstand Rx zwischen jedem Meßpunkt (Sensorberührungsstelle) M1 und M2 und der Drehmitte CL (Z-Achse) in einer Richtung rechtwinklig hierzu, nämlich in der Richtung der X-Achse oder durch einen Abstand Rz zwischen der Endoberfläche des Werkstücks 20 und jedem Meßpunkt M3 und M4 in Richtung der Z-Achse, durch eine Breite W der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a, durch Typen beschreibende Daten am taktilen Sensor 19, welcher in der Messung verwendet wird. Der Hauptreglerbereich 2 liest solche Daten aus dem Bearbeitungsprogramm PRO und liest aus dem Meßprogrammspeicher 11 ein Meßprogramm entsprechend der Stelle der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a, welche in den Meßdaten INF festgelegt sind.

Wenn in den Meßdaten INF der Ort der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a am Außenumfang des Werkstückes 20 vorgesehen ist, liest der Hauptreglerbereich 2 ein Außendurchmessersuchprogramm OPR aus dem Meßprogrammspeicher 11 und erhält durch dieses Außendurchmessersuchprogramm OPR den Objekt­ winkel R, welcher zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP gebildet ist, durch die Bestimmung eines Winkels zwischen der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a und dem C-Achsenursprung CZP. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die C-Achsenwertkonfiguration 20a durch den taktilen Sensor 19 gemessen, um einen zweiten und dritten Winkel α und β zu be­ stimmen, welche von dem C-Achsenursprung CZP ausgehen und an einander gegenüberliegenden Sensorberührungsstellen M1 und M2 der C-Achsenwertkonfiguration 20a enden. Auf der Basis der hierdurch gemessenen Winkel α, β wird der Objektwinkel R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP durch die folgende Formel erhalten:

Wie in Fig. 3 gezeigt, positioniert bei Programmschritt S1 der Hauptreglerbereich 2 auf der Basis des Außendurchmessersuchprogrammes OPR den taktilen Sensor 19 durch den Sensorantriebsreglerbereich 10 am Startpunkt der Messung, die durch die Meßdaten INF im Bearbeitungsprogramm PRO festgelegt sind. Sodann bewegt der Hauptreglerbereich 2 den taktilen Sensor 19 in Abwärtsrichtung, wie aus Fig. 4 zu sehen ist, d. h. in die Richtung der Minusseite auf der X-Achse, um so den taktilen Sensor 19 zu einem Koordinatenpunkt zu führen, welcher in den Meßdaten INF vorgeschrieben bzw. festgelegt ist und welcher definiert ist durch den Abstand Rx von der Z-Achse, nämlich der Spindel (der Bewegungs-Schritt, angezeigt durch das Bezugszeichen 1 in den Fig. 4 und 5). Wenn bei diesem Bewegungs-Schritt die vorbeschriebene oder festgelegte C-Achsenwertkonfiguration 20a zufällig unterhalb des taktilen Sensors 19 liegt, wie in Fig. 5 gezeigt, berührt der taktile Sensor 19 die C-Achsenwertkonfiguration 20a, bevor er den Punkt mit dem Abstand Rx erreicht, so daß er eingeschaltet wird und ein Detektorsignal S1 zum Hauptreglerbereich 2 über den Sensorreglerbereich 12 geleitet wird. Der Hauptreglerbereich 2 schreitet dann vom Programm-Schritt S2 zum Programm-Schritt S3 weiter, um so zu beurteilen, ob diese Ermittlung der C-Achsenwertkonfiguration 20a die Anfangsermittlung ist oder nicht. Wenn sie tatsächlich die Anfangsermittlung ist, schreitet der Hauptreglerbereich 2 weiter zu Programm-Schritt S4, um so den taktilen Sensor 19 im Wege der Hochgeschwindigkeitsbewegung bzw. des Vorschubs durch den Sensorantriebsreglerbereich 10 in Aufwärtsrichtung rückkehren zu lassen, wie in Fig. 5 gezeigt. Seine Bewegung erfolgt in Plusrichtung der X-Achse in die Position, in der er sich vor dem Bewegungsstart befand (der Bewegungs-Schritt, welcher durch das Bezugszeichen 2 in Fig. 5 verdeutlicht ist). Der Hauptreglerbereich 2 schreitet dann zum Programm-Schritt S5, indem er den C-Achsenantriebsmotor 16 um einen gegebenen Winkel in Minusrichtung dreht, d. h. in Uhrzeigerrichtung durch den C-Achsenantriebsreglerbereich 6, um so die C-Achsenwertkon­ figuration 20a von der Unterseite des taktilen Sensors 19 zu entfernen (der Bewegungs-Schritt, der durch das Bezugszeichen 3 in Fig. 5 angezeigt ist). Der Rotationswinkel δ der C-Achse wird in diesem Zeitpunkt, wie in Fig. 6 gezeigt, aus der Breite W der festgelegten C-Achsenwertkonfiguration 20a in den Meßdaten INF, dem Abstandswert Rx des Meßpunktes in Richtung der X-Achse und aus dem Durchmesser 2r des Detektorbereiches des taktilen Sensors 19 erhalten, der vorab im Werkzeugspeicher 13 gespeichert wurde und durch die Formel berechnet:

Nachdem die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a aus der Position unterhalb des taktilen Sensors 19 mit dem Programm-Schritt S5 entfernt wurde, wird der Programm-Schritt S1 zum zweiten Mal ausgeführt, um so den taktilen Sensor 19 in die Abstandsposition Rx in Minusrichtung der X-Achse zu bewegen. Wenn in diesem Zeitpunkt der taktile Sensor 19 erneut eingeschaltet wird und das Detektorsignal S1 zum Hauptreglerbereich 2 übertragen wird, und zwar über den Sensorreglerbereich 12, bevor er den Abstandspunkt Rx erreicht, beurteilt der Hauptreglerbereich 2 bei Programm-Schritt S3 das Setzen des Abstandes Rx, wie in den Meßdaten INF festgelegt, um Fehler einzubeziehen, da dieses Detektorsignal S1 sekundär ist. Der Hauptreglerbereich 2 geht auf Programm- Schritt S6 weiter, um so eine Alarmanzeige in gegebener Weise für die Bedienungsperson auszuführen, und zwar mittels einer Alarmeinrichtung (nicht dargestellt).

Auf der anderen Seite wird anhängig davon, ob die festgelegte C-Achsenwertkonfiguration 20a verlagert ist oder nicht, nachdem der taktile Sensor 19 die Meßpunktkoordinaten erreicht, welche in den Meßdaten INF bei Programm-Schritt S1 angefordert wurden, der Programm-Schritt S7 ausgeführt. Bei Programm-Schritt S7 treibt der Hauptreglerbereich 2 den C-Achsenantriebsmotor 16 mit Hilfe des C-Achsenantriebsreglerbereiches 6 an, um so die C-Achse in Gegenuhrzeigerrichtung in Drehung zu versetzen, nämlich in Plusrichtung, wie aus den Fig. 4 und 5 zu sehen ist, bis das Detektorsignal S1 vom taktilen Sensor 19 bei Schritt S8 abgegeben wird (der Bewegungs-Schritt, welcher durch das Bezugszeichen 4 in den Fig. 4 und 5 angezeigt ist). Wenn das Detektorsignal S1 nicht vom taktilen Sensor 19 nach der Drehung der C-Achse um den Maximumwinkel von 360° abgegeben wird, beurteilt der Hauptreglerbereich 2 das Einstellen bzw. Setzen des Abstandes Rx und der Z-Koordinaten des Startpunktes der Messung in den Meßdaten INF, um einen Fehler einzubeziehen und schreitet weiter zum Programm-Schritt S6 und gibt Alarm. Da die Drehgeschwindigkeit der C-Achse derart eingestellt ist, daß sie ausreichend ist, um die generelle Stelle oder Lokalisierung der festgelegten C-Achsenwertkonfiguration 20a zu messen, wird die C-Achse bei einer Suchzuführgeschwindigkei in Drehung versetzt, die höher ist als die bei der gewöhnlichen Meßoperation und geringer als die der Hochgeschwindigkeitszuführung bzw. des Vorschubs.

Die C-Achse wird in Plusrichtung gedreht, worauf der taktile Sensor 19 die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a berührt und worauf das Detektorsignal S1 vom taktilen Sensor 19 über den Sensorreglerbereich 12 abgegeben wird. Sodann dreht bei Programm-Schritt S9 der Hauptreglerbereich 2 die C-Achse um einen gegebenen Winkel in Minusrichtung, entgegengesetzt zu der hierin angenommenen, um so den taktilen Sensor 19 zu einem gegebenen Annäherungspunkt AP1 zu bewegen und um den Kontaktzustand zwischen der Spitze des taktilen Sensors 19 und der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a aufzuheben bzw. freizugeben. Der Hauptreglerbereich 2 startet dann eine Meßoperation auf der Basis des nächsten Außenumfangsmeßprogrammes OMP.

Der Hauptreglerbereich 2 liest das Außenumfangsmeßprogramm OMP aus dem Meßprogrammspeicher 11 und startet unmittelbar die Meßoperation, dessen Operationsschritte in Fig. 7 gezeigt sind. Fig. 7 zeigt jeden Bewegungs-Schritt des Außenumfangsmeßprogrammes OMP in der Ausführungsordnung und in der Schrittnummer. Im Außenumfangsmeßprogramm OMP wird bei Bewegungs-Schritt Nr. 1 die C-Achse in Plusrichtung bei einer Meßzuführgeschwindigkeit für die Messung übertragen, die niedriger ist als die oben erwähnte Suchzuführ- oder Vorschubgeschwindigkeit, bis der taktile Sensor 19 die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a in dem ersten Meßpunkt (Sensorberührungsstelle) M1 berührt und das Detektorsignal S1 abgegeben wird (der Bewegungs-Schritt, der durch das Bezugszeichen 1 in Fig. 8 bezeichnet ist). Nachdem das Detektorsignal S1 abgegeben wurde, veranlaßt der Hauptreglerbereich 2, daß der C-Achsenwinkelberechnungsbereich 9 den zweiten Winkel α zwischen dem Meßpunkt M1 und dem C-Achsenursprung CZP auf der Basis des Drehsignales S2 berechnet, welches das Ausgangssignal des Wandlers 17 ist, der auf dem C-Achsenantriebsmotor 16 bei einem gegebenen Drehwinkel des C-Achsenantriebsmotors 16 befestigt ist. Der Hauptreglerbereich 2 liefert den Wert des zweiten Winkels α, der hierdurch für den Bezugspunktberechnungsbereich 15 erhalten wurde. Andererseits dreht der C-Achsenantriebsreglerbereich 6, nachdem das Detektorsignal S1 vom Sensorreglerbereich 12 abgegeben wurde, die C-Achse unverzüglich in Minusrichtung um einen gegebenen Winkel zurück, bis der taktile Sensor 19 den Annäherungspunkt AP1 erreicht, um so den Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a zu verlassen (der Bewegungs-Schritt, welcher durch die Schrittnummer 2 in Fig. 7 und durch das Bezugszeichen 2 in Fig. 8 angezeigt ist).

Nachdem der Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a aufgehoben ist, bewegt der Hauptreglerbereich 2 den taktilen Sensor 19 mit Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung über einen gegebenen Abstand in Plusrichtung der X-Achse, nämlich in Aufwärtsrichtung, wie aus Fig. 8 zu sehen ist, mit Hilfe des Sensorantriebsreglerbereiches 10 (derjenige Bewegungs-Schritt, der durch die Schrittnummer 3 in Fig. 7 und durch die Nummer 3 in Fig. 8 angezeigt ist) und dreht die C-Achse in Plusrichtung um einen gegebenen Winkel durch Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung, um so den taktilen Sensor 19 zum Punkt P1 zu bewegen (der Bewegungs-Schritt, welcher durch die Schrittnummer 4 in Fig. 7 und durch das Bezugszeichen 4 in Fig. 8 angezeigt ist). Wie in Fig. 6 zu sehen ist, wird der Winkelbewegungswert ε in diesem Zeitpunkt durch die Formel erhalten:

wobei a der Abstand zwischen den Annäherungspunkten AP1 und AP2 und den Meßdaten M1 und M2 der vorgeschriebenen C-Achsenkonfiguration 20a ist.

Nach der derartigen Bewegung zum Punkt P1 wird der taktile Sensor 19 in Minusrichtung der X-Achse durch Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung bewegt, um so zum Annäherungspunkt AP2 positioniert zu werden, welcher um einen gegebenen Abstand von der rechten Seite der C-Achsenwertkonfiguration 20a angeordnet ist, wie aus Fig. 8 zu sehen ist (der Bewegungs-Schritt, welcher durch die Schrittnummer 5 in Fig. 7 angezeigt ist und durch das Bezugszeichen 5 in Fig. 8). Sodann wird, wie oben beschrieben, die C-Achse angetrieben und in Minusrichtung bei Meßgeschwindigkeitsbeaufschlagung bewegt, bis der taktile Sensor 19 den Meßpunkt M2 berührt und das Detektorsignal S1 abgegeben wird (der Bewegungs-Schritt, welcher durch die Schrittnummer 6 in Fig. 7 und durch das Bezugszeichen 6 in Fig. 8 angezeigt ist). Nach der Abgabe des Detektorsignales S1 wird der dritte Winkel β zwischen dem Meßpunkt M2 und dem C-Achsenursprung CZP durch den C-Achsenwinkelberechnungsbereich 9 berechnet. Der hierdurch erhaltene dritte Winkel β wird zum Bezugspunktberechnungsbereich 15 übertragen. Andererseits dreht nach der Abgabe des Detektorsignales S1 vom Sensorreglerbereich 12 der C-Achsenantriebsreglerbereich 6 die C-Achse in Plusrichtung um einen gegebenen Winkel, bis der taktile Sensor 19 den Annäherungspunkt AP2 erreicht, um so den Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a wieder aufzuheben bzw. zu verlassen (der Bewegungs-Schritt, welcher durch die Schrittnummer 7 in Fig. 7 angezeigt ist und durch das Bezugszeichen 7 in Fig. 8).

Nachdem der Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a aufgehoben ist, bewegt der Hauptreglerbereich 2 den taktilen Sensor 19 bei Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung, um einen gegebenen Abstand in Plusrichtung der X-Achse, nämlich in Aufwärtsrichtung, wie aus Fig. 8 zu sehen ist, bis zum Punkt P1, und zwar mittels des Sensorantriebsreglerbereiches 10 (der Bewegungs-Schritt, welcher durch die Schrittnummer 8 in Fig. 7 und durch das Bezugszeichen 8 in Fig. 8 angezeigt ist). Er beendet die Meßoperation für den zweiten und dritten Winkel α und β zwischen dem C-Achsenursprung CZP und jedem Meßpunkt (Sensorberührungsstelle) M1 und M2 der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration, welche auf der Basis des Außenumfangsmeßprogrammes OMP ausgeführt wurde.

Nachdem der zweite und dritte Winkel α und β zwischen jedem Meßpunkt M1 und M2 der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a und dem C-Achsenursprung CZP auf diesem Wege ermittelt wurden, berechnet der Bezugspunktberechnungsbereich 15 den Objektwinkel R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP durch die Formel (1) und speichert den erhaltenen Wert für den Winkel R im Bearbeitungsbezugspunktspeicher 7. Wenn der Winkel (Objektwinkel) R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP ermittelt ist, kann eine Bearbeitung, wie z. B. eine Fräsarbeit, ausgeführt werden, während sie in einer exakten Positionsbeziehung mit dem Bearbeitungsbezugspunkt MP, d. h. mit der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a, sowie die C-Achse, positioniert ist, in einer Fräsbearbeitung, mit dem Kriterium des C-Achsenursprungs CZP unter Bezug auf den Winkel R und auf die Winkel, die im Bearbeitungsprogramm PRO beschrieben sind auf der Basis des Bearbeitungsbezugspunktes MP.

Wenn in den Meßdaten INF der Ort, bzw. die Stelle der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a an der Endoberfläche liegt oder am Innenumfang des Werkstücks 20, liest der Hauptreglerbereich 2 ein Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogramm IPR aus dem Meßprogrammspeicher 11, um so den Objektwinkel R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP zu erhalten, welches in Fig. 9 gezeigt ist. In den Meßdaten INF ist es für dieses Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogramm IPR notwendig, einen Wert einzugeben, welcher den Abstand Rz zwischen jedem Meßpunkt (Sensorberührungsstelle) M3 und M4 und der Endoberfläche des Werkstückes 20 in Z-Achsenrichtung verkörpert anstelle von Rx, welches benutzt wird, wenn die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a auf dem Außenumfang ermittelt wird.

Auf der Basis des Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogrammes IPR positioniert, wie in Fig. 9 gezeigt, der Hauptreglerbereich 2 bei Programm-Schritt 10 den taktilen Sensor 19 durch den Sensorantriebsreglerbereich 10 an den Meßstartpunkt, wie er in den Meßdaten INF festgelegt ist. Er bewegt den taktilen Sensor 19 in Plusrichtung der Z-Achse in einen Koordinatenpunkt, entsprechend dem Abstand Rz (festgelegt in den Meßdaten INF) von der Endoberfläche des Werkstückes 20 (der Bewegungs-Schritt, der durch das Bezugszeichen 1 in den Fig. 10 und 11 angezeigt ist). Die Beschreibung wird für den Fall gegeben, in dem die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a an der Endoberfläche des Werkstückes vorgesehen ist. Wenn jedoch die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a am Innendurchmesserbereich des Werkstückes 20 angeordnet ist, ist, wie durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie in Fig. 2 angezeigt, eine ähnliche Annäherungsweise des taktilen Sensors 19 anwendbar. Wenn in diesem Zeitpunkt die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a zufällig sich vor dem taktilen Sensor 19 befindet, wie in Fig. 11 gezeigt, berührt der taktile Sensor 19 die C-Achsenwertkonfiguration 20a und wird eingeschaltet, bevor er den Abstand Rz erreicht, so daß das Detektorsignal S1 zum Hauptreglerbereich 2 über den Sensorreglerbereich 12 übertragen wird. Der Hauptreglerbereich 2 schreitet dann vom Programm-Schritt S11 zum Schritt S12 weiter und beurteilt, ob diese Ermittlung der C-Achsenwertkonfiguration 20a zum ersten Mal ausgeführt wurde oder nicht. Wenn die Ermittlung so bewertet wird, daß sie zum ersten Male ausgeführt wurde, schreitet der Hauptreglerbereich 2 auf Programm-Schritt S13 weiter und führt den taktilen Sensor 19 im Wege der Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung in Minusrichtung der Z-Achse in eine Position zurück, in der er vor dem Meßstart war, und zwar durch den Sensorantriebsreglerbereich 10 (der Bewegungs-Schritt ist durch die Bezugszeichen 2 in Fig. 11 angezeigt). Er dreht bei Programm-Schritt 14 den C-Achsenantriebsmotor 16 um einen gegebenen Winkel in Minusrichtung, d. h. in Uhrzeigerrichtung mit Hilfe des C-Achsenantriebsreglerbereiches 6, um so die vorgegebene C-Achsenwert­ konfiguration 20a von der Frontposition des taktilen Sensors 19 zu verlagern (der Bewegungs-Schritt ist durch das Bezugszeichen 3 in Fig. 11 angezeigt). Der Drehwinkel δ der C-Achse wird in diesem Zeitpunkt erhalten, wie aus Fig. 12 zu sehen ist, aus der Breite W der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a, die in den Meßdaten INF enthalten ist, sowie aus dem Abstand x des Meßpunktes von der Z-Achse in Richtung der X-Achse und aus dem Durchmesser 2r des Detektorbereiches des taktilen Sensors 19, wie er vorab im Werkzeugspeicher 13 gespeichert wurde. Die hierfür nötige Formel lautet:

Nachdem die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a aus der Position vor dem faktilen Sensor 19 bei Programm-Schritt S14 verlagert wurde, wird der Programm-Schritt S10 zum zweiten Mal ausgeführt, um den taktilen Sensor 19 in die Position des Abstandes Rz in Plusrichtung der Z-Achse zu bewegen. Wenn während dieser Bewegung der taktile Sensor 19 in die Position, die durch den Abstand Rz definiert ist, der taktile Sensor 19 erneut eingeschaltet wird und das Detektorsignal S1 zum Hauptreglerbereich 2 über den Sensorreglerbereich 12 übertragen wird, beurteilt der Hauptreglerbereich 2 bei Programm-Schritt S12 die Einstellung des Abstandes Rz in den Meßdaten INF, unter Einbeziehung von Fehlern, da dieses Detektorsignal S1 sekundär ist, und er schreitet weiter auf Programm-Schritt S15, um so eine Alarmanzeige mittels einer Alarmeinrichtung (nicht dargestellt) für die Bedienungsperson auszuführen.

Auf der anderen Seite wird abhängig davon, ob die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a versetzt ist oder nicht, nachdem der taktile Sensor 19 eine Meßpunktkoordinate erreicht hat, die in den Meßpunktdaten INF bei Programm-Schritt S10 geordert wurde, der Programm-Schritt S16 ausgeführt. Bei Programm-Schritt S16 treibt der Hauptreglerbereich 2 den C-Achsenantriebsmotor 16 durch den C-Achsenantriebsreglerbereich 6, um so die C-Achse in Gegenuhrzeigerrichtung in der X-Y-Ebene zu drehen, wie dies in den Fig. 10 und 11 zu sehen ist, bis das Detektorsignal S1 vom taktilen Sensor 19 bei Programm-Schritt S17 abgegeben wird (dieser Bewegungs-Schritt ist durch das Bezugszeichen 4 in den Fig. 10 und 11 angezeigt). Wenn das Detektorsignal S1 nicht vom taktilen Sensor 19 nach der Drehung der C-Achse um den Maximumwinkel von 360° abgegeben wurde, beurteilt der Hauptreglerbereich 2 die Einstellung des Abstandes Rz und die X-Koordinaten des Startpunktes der Messung in den Meßdaten INF mit einer Fehlerbehaftung und schreitet weiter auf den Programm-Schritt S15 und veranlaßt Alarm. Da die Drehgeschwindigkeit der C-Achse so eingestellt ist, daß sie ausreichend ist, um die generelle Stelle der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a zu messen, wird die C-Achse mit einer Suchvorschubgeschwindigkeit gedreht, welche höher ist als die während der gewöhnlichen Meßoperation und geringer als die der Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung.

Da die C-Achse in Plusrichtung gedreht wird, berührt der taktile Sensor 19 die vorgeschriebene C-Achsenwertkonfiguration 20a, und das Detektorsignal S1 wird vom taktilen Sensor 19 durch den Sensorreglerbereich 12 abgegeben. Sodann dreht bei Programm- Schritt S18 der Hauptreglerbereich 2 die C-Achse um einen angegebenen Winkel in Minusrichtung, entgegengesetzt zu der hier angenommenen, um so den taktilen Sensor 19 bis zu einem gegebenen Annäherungspunkt AP3 zu bewegen und um den Kontaktzustand zwischen den Spitze des taktilen Sensors 19 und der vorgeschriebenen C-Achsenkonfiguration 20a aufzuheben. Er startet eine Meßoperation auf der Basis des nächsten Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogrammes IMP.

Der Hauptreglerbereich 2 liest das Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogramm IMP aus dem Meßprogrammspeicher 11 und startet unmittelbar die Meßoperation, dessen Operationsschritte als solche in Fig. 13 gezeigt sind. Fig. 13 veranschaulicht jeden Bewegungs-Schritt des Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogrammes IMP in der Ordnung der Ausführung und der Schrittnummern. Im Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogramm IMP wird bei Programm-Schritt 1 die Z-Achse in Plusrichtung mit einem Meßgeschwindigkeitsvorschub für die Messung übertragen, der geringer ist als der des oben erwähnten Suchvorschubs, bis der taktile Sensor 19 die vorbeschriebene C-Achsenwertkonfiguration am Meßpunkt M3 berührt, nachdem er vom Annäherungspunkt AP3 bewegt wurde. Das Detektorsignal S1 wird abgegeben (der Bewegungs-Schritt ist angezeigt durch das Bezugszeichen 1 in Fig. 14). Nachdem das Detektorsignal abgegeben wurde, veranlaßt der Hauptreglerbereich 2, daß der C-Achsenwinkelberechnungsbereich 9 den zweiten Winkel α zwischen dem Meßpunkt (Sensorberührungsstelle) M3 und dem C-Achsenursprung CZP berechnet. Er überträgt den zweiten Winkelwert α, der hierdurch erhalten wurde, zur Bezugspunktberechnungseinrichtung 15. Andererseits dreht, nachdem das Detektorsignal S1 vom Sensorreglerbereich 12 abgegeben wurde, der C-Achsenantriebsreglerbereich 6 unverzüglich die C-Achse in Minusrichtung um einen gegebenen Winkel, bis der taktile Sensor 19 den Annäherungspunkt AP3 erreicht, um so den Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a freizugeben (der Bewegungs-Schritt ist bei Schritt Nr. 2 in Fig. 13 angegeben und in Fig. 14 durch das Bezugszeichen 2 bezeichnet).

Nachdem der Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a aufgehoben ist, bewegt der Hauptreglerbereich 2 den taktilen Sensor 19 durch Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung um einen gegebenen Abstand in Minusrichtung auf der Z-Achse durch den Sensorantriebsreglerbereich 10 (dieser Bewegungs-Schritt ist durch die Schrittnummer 3 in Fig. 13 angezeigt sowie durch das Bezugszeichen 3 in Fig. 14). Er dreht die C-Achse in Plusrichtung um einen gegebenen Winkel durch Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung, um so den taktilen Sensor 19 zum Punkt P4 zu bewegen (der Bewegungs-Schritt ist durch die Schrittnummer 4 in Fig. 13 angezeigt sowie durch das Bezugszeichen 4 in Fig. 14). Wie in Fig. 12 gezeigt, wird der Betrag der Winkelbewegung ε der C-Achse in diesem Zeitpunkt durch die Formel erhalten:

wobei a den Abstand zwischen den Annäherungspunkten AP3 und AP4 und den Meßpunkten M3 und M4 der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a darstellt.

Nachdem er bis zum Punkt P4 in dieser Weise bewegt wurde, wird der taktile Sensor 19 in Plusrichtung auf der Z-Achse durch Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung bewegt, so daß er in den Annäherungspunkt AP4 positioniert wird, welcher um einen gegebenen Abstand von der rechten Seite der C-Achsenwertkonfiguration 20a angeordnet ist, wie in Fig. 14 zu sehen ist (der Bewegungs-Schritt ist durch die Schrittnummer 5 in Fig. 13 und durch das Bezugszeichen 5 in Fig. 14 angezeigt). Dann wird, wie bereits beschrieben, die C-Achse angetrieben und in Minusrichtung bei Meßgeschwindigkeitsbeaufschlagung oder Zufuhr bewegt, bis der taktile Sensor 19 den Meßpunkt M4 berührt und das Detektorsignal S1 abgegeben wird (der Bewegungs-Schritt ist durch die Schrittnummer 6 in Fig. 13 und durch das Bezugszeichen 6 in Fig. 14 angezeigt). Nachdem das Detektorsignal S1 ausgegeben ist, wird der dritte Winkel β zwischen dem Meßpunkt M4 und dem C-Achsenursprung CZP durch den C-Achsenwinkelberechnungsbereich 9 berechnet. Der hierdurch erhaltene dritte Winkel β wird an den Bezugspunktberechnungsbereich 15 abgegeben. Andererseits dreht der C-Achsenantriebsreglerbereich 6, nachdem das Detektorsignal S1 an den Sensorreglerbereich 12 abgegeben wurde, unmittelbar die C-Achse in Plusrichtung um einen gegebenen Winkel, um so den Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a freizugeben (der Bewegungs-Schritt ist durch die Schrittnummer 7 in Fig. 13 und durch das Bezugszeichen 7 in Fig. 14 angezeigt).

Nachdem der Kontaktzustand zwischen dem taktilen Sensor 19 und der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a freigegeben wurde, bewegt der Hauptreglerbereich 2 den taktilen Sensor 19 durch Hochgeschwindigkeitsbeaufschlagung bzw. Vorschub in Minusrichtung der Z-Achse um einen gegebenen Abstand zum Punkt P4 durch den Sensorantriebsreglerbereich 10 (der Bewegungs-Schritt ist durch die Schrittnummer 8 in Fig. 13 und durch das Bezugszeichen 8 in Fig. 14 angezeigt). Er beendet die Meßoperation für den zweiten Winkel α und dritten Winkel β zwischen dem C-Achsenursprung CZP und jedem Meßpunkt (Sensorberührungsstelle) M3 und M4 der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a, ausgeführt auf der Basis des Innendurchmesser- und Endoberflächensuchprogrammes IMP.

Nachdem die zweiten und dritten Winkel α und β zwischen jedem Meßpunkt M3 und M4 der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a und dem C-Achsenursprung CZP auf diese Weise festgestellt wurden, berechnet der Bezugspunktberechnungsbereich 15 den Objektwinkel R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP durch die Formel (1) und speichert den erhaltenen Wert im Bearbeitungsbezugspunktspeicher 7. Wenn der Objektwinkel R zwischen dem Bearbeitungsbezugspunkt MP und dem C-Achsenursprung CZP erhalten ist, kann eine Bearbeitung wie z. B. eine Fräsarbeit ausgeführt werden, während eine exakte Positionsbeziehung mit dem Bearbeitungsbezugspunkt MP aufrechterhalten wird, d. h. mit der vorbeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration 20a, so, wie die C-Achse bei einer solchen Fräsarbeit positioniert ist, mit dem Kriterium des C-Achsenursprungs CZP unter Bezugnahme auf den Objektwinkel R und auf die Winkel, die durch den Bearbeitungsbezugspunkt MP festgelegt sind.

Claims (4)

1. Verfahren zum Aufsuchen eines Bearbeitungsbezugs­ punktes in Beziehung zum C-Achsenursprung in einer Drehbank bei einem Werkstück mit einer vorgeschrie­ benen C-Achsenwertkonfiguration, bei der die Position der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration in Bezug auf den Bearbeitungsbezugspunkt durch einen ersten Winkel vorgeschrieben ist, mit der Drehachse der Drehbank als Winkelursprung unter Verwendung eines taktilen Sensors, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Bewegen des Sensors (19) bis zum Erreichen einer ersten vorgeschriebenen Meßstelle auf dem Werkstück (20);
• - Drehen des Werkstücks (20), bis eine erste Seite der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration (20a) an einer ersten Sensorberührungsstelle (M1) den Sensor (19) berührt;
• - Messen eines zweiten Winkels (α) zwischen dem C-Achsenursprung (CZP) und der ersten Sensor­ berührungsstelle (M1);
• - weiteres Bewegen des Sensors (19), bis zum Erreichen einer zweiten vorgeschriebenen Meß­ stelle auf dem Werkstück (20);
• - weiteres Drehen des Werkstücks (20), bis eine zweite Seite der vorgeschriebenen C-Achsenwert­ konfiguration (20a) an einer zweiten Sensor­ berührungsstelle (M2) den Sensor (19) berührt;
• - Messen eines dritten Winkels (β) zwischen dem C-Achsenursprung (CZP) und der zweiten Sensor­ berührungsstelle (M2); und
• - Bestimmen eines Objektwinkels (R) zwischen dem Bear­ beitungsbezugspunkt (MP) und dem C-Achsenursprung (CZP) aus dem zweiten und dem dritten Winkel (α, β) und dem ersten Winkel (γ), der zwischen der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration (20a) und dem Bearbeitungsbezugspunkt (MP) vor­ geschrieben ist.

2. Verfahren zum Aufsuchen eines Bearbeitungsbezugs­ punktes nach Anspruch 1, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch den folgenden Schritt:

• - Verwendung von unterschiedlichen Meßprogrammen je nach dem, ob die vorgeschriebene C-Achsenwert­ konfiguration (20a) auf dem Außenumfang, auf der End­ oberfläche oder auf dem Innendurchmesserbereich des Werkstücks (20) angeordnet ist, in einem Bearbeitungsvorgang, der durch eine C-Achsen­ steuerung ausgeführt ist und der auf das Werk­ stück (20) mit dieser vorgeschriebenen C-Achsen­ wertkonfiguration (20a) angewendet wird.

3. Verfahren zum Aufsuchen eines Bearbeitungsbezugspunktes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter­ schiedlichen Meßprogramme in einem Meßprogrammspeicher (11) gespeichert und durch eine Auswahlvorrichtung (Tastatur 5) ausgewählt werden.

4. Verfahren zum Aufsuchen eines Bearbeitungsbezugspunktes nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Bearbeitungsvorgang am Werkstück (20) mit der vorgeschriebenen C-Achsenwertkonfiguration (20a), der durch die C-Achsensteuerung ausgeführt wird, ein Bearbeitungsprogramm in an sich bekannter Weise in einem Bearbeitungsprogrammspeicher eingespeichert wird (Fig. 1).