DE3933494C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Anzeigen der Bahn (auch als Bearbeitungsbahn bezeichnet) eines Schneidwerkzeugs einer, eine Anzeigeeinrichtung aufweisenden, durch ein NC-Programm numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine in einem Prüfbetrieb.

Aus der DE 30 05 738 B2 ist eine NC-Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine bekannt, bei der eine Anpassung der Werkzeugbahn eines Fräswerkzeuges an einen geänderten Werkzeugdurchmesser möglich ist. Dabei treten dort geschlossene Schleifen in der Werkzeugbahn auf, die einhergehen mit einer Deformierung des zu bearbeitenden Werkstücks. Die Anpassung wird dort jedoch erst im On-Line-Betrieb, also während der tatsächlichen Werkzeugverarbeitung, durchgeführt. Die entsprechende Vorrichtung umfaßt daher auch keine Anzeigeeinrichtung zum Durchführen eines Prüfbetriebs, bei welchem geschlossene Schleifen in der Werkzeugbahn angezeigt werden.

In der EP-00 83 836 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen einer Werkzeugbahn bei NC-Maschinen offenbart.

Bei diesem Verfahren werden während des Betriebs der NC-Maschine Werkzeugbahndaten auf einer Anzeigeeinheit dargestellt. Dies erlaubt dem Bediener, den momentanen Bearbeitungszustand der NC-Maschine abzulesen. Ebenso möglich ist die Anzeige bei einem sogenannten Trockenlauf, bei dem das Werkzeug entfernt worden ist.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß eine geschlossene Schleife in der tatsächlichen Werkzeugbahn aufgrund einer Veränderung eines Werkzeugdurchmessers nicht geeignet auf der Anzeigeeinheit dargestellt und somit nicht im voraus erkannt werden kann.

In der EP 01 17 614 A2 wird eine Anzeigeeinheit für eine NC-Steuerung offenbart, durch welche Teile eines Werkstückes bzw. ein Bearbeitungswerkzeug verschiedenfarbig dargestellt werden. Jedoch ist es bei dieser Anzeigeeinheit nicht möglich, eine Werkzeugbahn einschließlich möglicher geschlossener Schleifen darzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen und Anzeigen einer Werkzeugbahn auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre eines NC-Systems zu schaffen, bei dem es für einen Anwender mühelos möglich ist, in einem Prüfbetrieb zu erkennen, ob eine Werkzeugradiusänderung, eine Deformierung des zu bearbeitenden Werkstücks verursacht.

Zur näheren Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems zeigt Fig. 4 ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines NC-Systems darstellt, das zur Steuerung einer, mit Drahtschnitt arbeitenden elektroerosiven Bearbeitungsvorrichtung verwendet wird (die anschließend als WEDM bezeichnet wird). In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zentraleinheit CPU zur Verarbeitung verschiedener Daten, die von anderen Eingabeeinheiten erhalten werden; 2 einen Speicher zur Speicherung verschiedener Daten; 3 eine Lochstreifen-Eingabe/Ausgabeeinheit (E/A) zum Lochen eines Papierbands und Auslesen der im Lochstreifen aufgezeichneten Daten; 4 eine Kathodenstrahlröhre zur Anzeige verschiedener Daten; 5 eine Tastatur zur Eingabe von Daten, Anweisungen, Befehlen und dergleichen; 6 eine E/A Einheit; 7 eine floppy disc zur Aufnahme und Speicherung von Daten über die E/A Einheit 6 und Ausgabe über dieselbe; 8 einen Datenbus zur Übertragung der Daten; und 9 eine WEDM Anlage zur Bearbeitung eines Werkstücks entsprechend dem NC-Programm.

Anschließend wird ein Betrieb dieses bekannten NC-Systems erläutert.

Zunächst werden ein NC-Programm und Daten, die aus der Lochstreifen E/A Einheit 3, der Tastatur 5 und der floppy disc 7 über die E/A Einheit 6 ausgegeben werden, in der Zentraleinheit 1 analysiert, so daß Daten erhalten werden, die einen Bearbeitungsort einer Drahtelektrode der WEDM-Anlage der Oberfläche des Werkstücks darstellen. Anschließend werden die den Bearbeitungsort darstellenden Daten einer Bearbeitung für eine Drahtradiusänderung unterworfen, um tatsächliche NC-Daten zum Antrieb und Steuerung der Drahtelektrode der WEDM-Anlage erhalten. Bei der Verarbeitung der Drahtradiusänderung werden die tatsächlichen NC-Daten, die einen tatsächlichen Ort der Spitze einer Drahtelektrode während des Bearbeitungsvorgangs darstellen, erhalten, indem sowohl der Radius der Drahtelektrode und ein Entladungsspalt zu den NC-Daten addiert werden, die die bearbeitete Gestalt des Werkstücks darstellen. Die tatsächlichen NC-Daten werden dann über den Datenbus 8 auf die WEDM Anlage 9 übertragen. Ferner kann die Zentraleinheit 1 die Kathodenstrahlröhre 4 steuern, um eine graphische Form des Bearbeitungsorts gemäß Fig. 2 anzuzeigen, ausgehend von den zur WEDM-Anlage 9 übertragenen NC-Daten. Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer vergrößerten Ansicht von Einzelheiten eines Abschnitts P in Fig. 2. In Fig. 3 gibt eine Bahn 100 für den Draht (A-B-C-D) die schließlich entsprechend dem NC-Programm bearbeitete Ausgestaltung an. Ferner ist es bei der mit Drahtschnitt arbeitenden elektroerosiven Bearbeitung üblich, wie vorausgehend erläutert wurde, die Drahtbahn entsprechend der Verarbeitung der Drahtradiusänderung zu modifizieren, um die tatsächlichen NC-Daten zu erhalten, die den Bearbeitungsort der Drahtelektrode darstellen, indem die Drahtbahn um eine Summe aus dem Drahtradius und dem Entladungsspalt verschoben wird. Der auf diese Weise abgeänderte Bearbeitungsort wird durch eine gestrichelte Linie 101 und 102 (A′-B′-C′-D′) in Fig. 3 angegeben. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird, falls die ursprüngliche Drahtbahn (A-B-C-D) mit einer Drahtradiusänderung h modifiziert wird, die größer als ein Radius r eines Bogenabschnitts B-C ist, eine geschlossene Schleife 102 (E′-B′-C′) im modifizierten Bearbeitungsort 101 (A′-B′-C′-D′) erhalten. Diese geschlossene Schleife 102 bewirkt, daß die Gestaltung des auf diese Weise bearbeiteten Werkstücks sich von der gewünschten Gestaltung des entsprechend den NC-Programmdaten bearbeiteten Werkstücks unterscheidet. Bei einem solchen NC-System ist es schwierig, das Auftreten einer derartigen geschlossenen Schleife im modifizierten Bearbeitungsort aus der in Fig. 2 angegebenen graphischen Darstellung zu erfassen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines NC-Systems zur Steuerung in einer WEDM-Anlage die ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt,

Fig. 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Drahtbahn (Bearbeitungsort) zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer durch ein NC-Programm festgelegten Form,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer vergrößerten Ansicht von Einzelheiten eines Abschnitts P gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild zur Darstellung des Aufbaus eines NC-Systems zur Steuerung einer mit Drahtschnitt arbeitenden elektroerosiven Bearbeitungsvorrichtung;

Fig. 5 eine Ablaufdarstellung eines Betriebs zur Überprüfung graphischer Formen durch ein erfindungsgemäßes Verfahren;

Fig. 6 eine Ablaufdarstellung von Einzelheiten einer Stufe S4 des graphischen Prüfvorgangs nach dem Verfahren der Fig. 5;

Fig. 7 eine Ablaufdarstellung von Einzelheiten einer Stufe S6 des graphischen Prüfvorgangs nach dem Verfahren gemäß Fig. 5, und

Fig. 8 eine Darstellung zur Angabe eines Ausführungsbeispiels von Drahtbahnen und einer geschlossenen Schleife, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren am Schirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden.

Anschließend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, wo ein NC-System zur Verwendung in einer WEDM-Anlage dargestellt ist, die ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt.

In Fig. 1 geben gleiche Bezugszeichen gleiche Abschnitte des Systems der Fig. 4 an, deren Beschreibung hier entfällt. Ferner gibt in Fig. 1 das Bezugszeichen 2a einen Speicher an, der Funktionen des Speichers 2 des bekannten Systems hat und desgleichen Funktionen zur Speicherung eines Bearbeitungsorts einer Drahtelektrode, der entsprechend einer Verarbeitung der Drahtradiusänderung modifiziert ist, wobei ein Merker das Auftreten einer geschlossenen Schleife die Positionen der geschlossenen Schleife angibt.

Ein Betrieb dieses Systems wird anschließend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben, die eine Ablaufdarstellung einer Betriebsweise zur Überprüfung graphischer Formen ist, die am Schirm der Kathodenstrahlröhre des Systems nach Fig. 1 angezeigt werden.

Wird das System in einem Prüfbetrieb für eine graphische Form betrieben, so liest die Zentraleinheit 1 ein NC-Programm für den Prüfbetrieb der graphischen Form (das nachstehend gelegentlich einfach als Prüfprogramm bezeichnet wird) sowie Daten über eine NC-Programm-E/A- Einheit 200 aus der Lochstreifen E/A-Einheit 3 oder der E/A-Einheit 6 aus, die in der Stufe S1 mit der flexiblen Magnetplatte 7 verbunden sind.

Darauf geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S2, die eine NC-Programm - Analyseeinheit 201 veranlaßt, das NC-Programm zu analysieren. Demzufolge, falls es nicht erforderlich ist, eine Bearbeitung zur Drahtradiusänderung durchzuführen, geht das Prüfprogramm zur Stufe S6, in welcher die Kathodenstrahlröhre 4 gesteuert wird, eine Bearbeitungsbahn auf der Grundlage der Analyseergebnisse anzuzeigen. Ist es dagegen erforderlich, eine Verarbeitung zur Drahtradiusänderung durchzuführen, so wird folgende Verarbeitung ausgeführt. Falls die Ergebnisse der in der Stufe S2 bewirkten Analyse zeigen, daß die Verarbeitung für die Drahtradiusänderung erforderlich ist, geht das Prüfprogramm zur Stufe S3 weiter, in welcher die Zentraleinheit 1 die Verarbeitung zur Drahtradiusänderung vornimmt. Anschließend geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S4, die eine Erkennungseinheit 202 für eine geschlossene Schleife veranlaßt, infolgenderweise die Prüfverarbeitung für eine geschlossene Schleife durchzuführen.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, die eine Ablaufdarstellung angibt, die Einzelheiten der Stufe S4 zeigt, wird die Zentraleinheit 1 zuerst betrieben, um einen Abschnitt C′D′ des Bearbeitungsorts zu erhalten, der erhalten wird, indem ein Abschnitt CD der Bearbeitungsbahn einer Verarbeitung für die Drahtradiusänderung unterzogen wird. Anschließend tritt das Prüfprogramm in die Stufe S4-1 ein, in welcher die Zentraleinheit 1 prüft, ob irgendeine Schnittstelle des auf diese Weise erhaltenen Verarbeitungsabschnitts C′D′ und der Bearbeitungsabschnitte A′B′ und B′C′ vorliegt, deren Daten im Speicher 2a gespeichert wurden. Liegt keine Schnittstelle vor, so kann das Prüfprogramm anschließend zu einer Stufe S6 weiterschreiten, die die Kathodenstrahlröhre 4 veranlaßt, den tatsächlichen Bearbeitungsort anzuzeigen. Andererseits arbeitet die Zentraleinheit 1, um festzustellen, ob der Bearbeitungsort durch den gleichen Punkt zweimal hindurchtritt oder nicht hindurchtritt. Ermittelt die Zentraleinheit 1, daß eine Schnittstelle E′ gemäß Fig. 3 vorhanden ist, beispielsweise weil der Bearbeitungsort A′-B′-C′-D′ durch A′-E′-B′-C′-E′-D′ dargestellt werden kann, der den gleichen Punkt E′ zweimal enthält, so bestimmt die Zentraleinheit 1, daß der Abschnitt C′D′ die geschlossene Schleife E′-B′-C′ mit den Abschnitten A′B′ und B′C′ bildet. Dies wird in der Stufe S4-2 durchgeführt. Anschließend geht das Prüfprogramm der Stufe S4-3 weiter, in welcher die Zentraleinheit 1 wirksam ist, um die Daten bezüglich der geschlossenen Schleife E′-B′-C′-E′ im Speicher 2a des einen Abschnitt 102 zu speichern, bei dem eine geschlossene Schleife auftritt. Anschließend geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S5, wo ein Merker hinzugegeben wird, der ein Auftreten der geschlossenen Schleife anzeigt.

An die Stufe S5 anschließend tritt das Prüfprogramm in die Stufe S6 ein, deren Einzelheiten nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Ablaufdarstellung der Fig. 7 beschrieben werden. D.h. das Prüfprogramm tritt zuerst in die Stufe S6-1 ein, in welcher die Zentraleinheit 1 eine Anzeigeeinheit 203 mit Kathodenstrahlröhre veranlaßt, die Bearbeitungsbahn oder den geänderten Bearbeitungsort auf dieser anzuzeigen. Anschließend geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S6-2, welche prüft, ob der Merker für das Auftreten der geschlossenen Schleife gesetzt oder nicht gesetzt ist. Falls dies nicht zutrifft, kann das Prüfprogramm zur Abzweigstufe S7 springen. Ist dagegen der Merker gesetzt, so erfolgt folgende Verarbeitung. D. h. das Prüfprogramm tritt zuerst in die Abzweigstufe S6-3 ein, in welcher die Zentraleinheit 1 Daten bezüglich der geschlossenen Schleife aus dem Speicher 2a holt. Anschließend geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S6-4, in der die Anzeigeeinheit 203 die Anzeige 4 der Kathodenstrahlröhre steuert, um den Abschnitt der geschlossenen Schleife 102 mit einer Farbe anzuzeigen, die verschieden von den Farben ist, die die verbleibenden Abschnitte der Bearbeitungsbahn angeben. Dann geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S6-5, in der der Merker für das Auftreten der geschlossenen Schleife ausgeschaltet wird. Anschließend geht das Prüfprogramm weiter zur Stufe S7, in welcher ermittelt wird, ob der Prüfvorgang für die graphische Form beendet oder nicht beendet werden soll.

Zusammenfassend bestätigt die Zentraleinheit im Falle einer Überprüfung der graphischen Formen nach Fig. 5, nachdem die graphischen Daten des Abschnitts C′D′ an die Kathodenstrahlröhre 4 zur Anzeige des Abschnitts C′D′ auf dieser ausgegeben wurden, ob der Merker für das Auftreten der geschlossenen Schleife eingeschaltet oder nicht eingeschaltet wird. Wird der Merker eingeschaltet, so holt die Zentraleinheit 1 die Daten bezüglich des Abschnitts, in dem die geschlossene Schleife 102 (E′-B′-C′-E′) auftritt, aus dem Speicher 2a. Anschließend wird die geschlossene Schleife 102 (E′-B′-C′-E′) an der Anzeige 4 mit einer auffälligen Farbe angezeigt.

Ferner bestimmt die Zentraleinheit 1, nach Beendigung der Verarbeitung einer Folge des NC-Programms, ob in der Stufe S7 ein Beendigungscode vorliegt oder nicht vorliegt. Falls dies nicht zutrifft, kehrt das Prüfprogramm zur Stufe S1 zurück, um die vorausgehend beschriebene Betriebsfolge fortzusetzen. Ist dagegen ein Beendigungscode vorhanden, so wird der Betrieb beendet.

Claims (4)

1. Verfahren zum Prüfen und Anzeigen der Bahn (100, 101, 102) eines Schneidwerkzeuges einer, eine Anzeigeeinrichtung (203, 4) aufweisenden, durch ein NC-Programm numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine in einem Prüfbetrieb mit den folgenden Schritten:

• - Einlesen des NC-Programms;
• - Modifizieren der aus dem NC-Programm erhaltenen Werkzeugbahn (101, 102) bei einer Änderung des Werkzeugdurchmessers;
• - Prüfen auf das Vorhandensein einer geschlossenen Schleife (102) in der Werkzeugbahn (101) und Mar­ kieren (S4-3) einer vorhandenen Schleife; und
• - Anzeigen der Werkzeugbahn (101) auf der Anzeige­ einrichtung (203, 4), wobei die markierte Schlei­ fe eine Farbe aufweist, die unterschiedlich ist gegenüber der Farbe des verbleibenden Bereichs der Werkzeugbahn.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug eine drahtförmige Elektrode eines elektrischen Entladungs-Bearbeitungsgerätes mit einem Schneiddraht ist und daß das Modifizieren ein Modifizieren des Drahtradius ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugbahn modifiziert wird durch Addition einer Summe des Radius der Drahtelektrode und des Entladungsspaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfen auf das Vorhandensein einer geschlossenen Schleife umfaßt:
Feststellung eines Schnittpunktes von Abschnitten, die die Bearbeitungsbahn des Schneidwerkzeuges bilden, und Feststellen der geschlossenen Schleife in der Werkzeugbahn bei Existenz des Schnittpunktes.