DE4032770A1 - Verfahren und vorrichtung zum schleifen unrunder werkstuecke - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum schleifen unrunder werkstueckeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des An
spruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7.
Bei computergesteuerten (CNC-)Unrundschleifmaschinen werden
die Rotationsbewegung einer Rundachse (im folgenden C-Achse
genannt) und die Vorschubbewegungen einer Linearachse (im fol
genden X-Achse genannt) von der CNC-Steuerung so miteinander
verknüpft, daß am Werkstück die gewünschte Kontur erzeugt wird.
Ein typisches Beispiel für das Unrundschleifen ist das Schleifen
der Nocken einer Nockenwelle. Die zwischen einem Werkstückspin
delstock und einem Reitstock eingespannte Nockenwelle wird um
ihre Achse (C-Achse) gedreht, während die Schleifscheibe in
Abhängigkeit vom Drehwinkel der Nockenwelle entsprechend der zu
erzeugenden Form auf dem Maschinenbett linear (X-Achse) auf das
Werkstück zu und von ihm weg bewegt wird. Ebenso ist der Ablauf
beim Schleifen der zylindrischen Zapfen einer Kurbelwelle oder
beim Schleifen anderer unrunder Profile an rotierenden Werk
stücken.
Die Verknüpfung der Bewegungen der C- und X-Achse erfolgt in
den modernen CNC-Unrundschleifmaschinen mit in der Maschinen
steuerung vorgesehenen Interpolatoren, wie sie für Bahnsteue
rungen üblich sind. Ein solcher Interpolator, wie er für das
Unrundschleifen von Werkstücken eingesetzt wird, ist zweistufig
aufgebaut und besteht aus einem Grob- und einem Fein-Interpola
tor.
Die zu erzeugende Kontur wird zunächst durch sogenannte Stütz
punkte definiert, denen ganz bestimmte Positionsdaten (Koordi
naten) der beteiligten Maschinenachsen entsprechen. Diese
Positionsdaten werden als Sollwerte für die Lageregelung der
Achsen im Werkstückprogramm vorgegeben und in der Maschinen
steuerung gespeichert. Der Grob-Interpolator errechnet nun aus
jeweils zwei aufeinanderfolgenden Stützpunkten durch Interpola
tion inprocess nacheinander die Positionsdaten relativ weit
auseinanderliegender Zwischenstützpunkte, die als weitere Soll
werte den Konturverlauf zwischen den Stützpunkten festlegen.
Der Konturverlauf zwischen den Zwischenstützpunkten wird vom
Fein-Interpolator bestimmt, der in schneller Folge in relativ
kleinen Abständen aufeinanderfolgende Positionsdaten der Maschi
nenachsen errechnet, die der Lageregelung der Achsantriebe als
Sollwerte aufgegeben werden. Diese Sollwerte führen die Achsan
triebe zu aufeinanderfolgenden Zwischenstützpunkten und über
diese nacheinander zu den vorgegebenen Stützpunkten, wodurch
die gewünschte Werkstückkontur wenigstens angenähert erzeugt
wird.
Ein wesentlicher Nachteil dieses Vorgehens besteht darin, daß
der Grob-Interpolator die Daten der Zwischenstützpunkte mit
einer mathematischen Funktion errechnet, die dem gewünschten
Konturverlauf im allgemeinen nur näherungsweise entspricht. So
kann der vom Grob-Interpolator zwischen zwei Stützpunkten
errechnete Konturverlauf beispielsweise ein Kreisbogen sein,
wenn es sich um einen Kreisinterpolator handelt, oder, sofern
ein Spline-Interpolatar verwendet wird, eine Polynomfunktion.
In beiden Fällen wird die tatsächlich erzeugte Ist-Kontur von
der gewünschten Soll-Kontur abweichen. Der Anwendung höherer
und komplizierterer Rechenmethoden für die Interpolation der
Zwischenstützpunkte, die eine bessere Annäherung an die Soll-
Kontur erbringen würden, aber auch mehr Rechenzeit erforderten,
setzt die begrenzte Datenverarbeitungsgeschwindigkeit in der
Steuerung der Maschine relativ enge Grenzen. Die geometrischen
Stützpunktabstände sind umso größer anzusetzen, je schneller
die die Kontur erzeugende Bahnbewegung der Maschine gefahren
werden soll. Das erhöht die Ungenauigkeit der Konturerzeugung.
Dabei ist es aus schleiftechnologischen und ökonomischen
Gründen beim Unrundschleifen erwünscht, die Bahnbewegung mög
lichst so schnell auszuführen, wie es die mechanischen Elemente
der Maschine unter den durch die Beschleunigungen verursachten
Massekräfte zulassen. Diese Grenzgeschwindigkeiten können bis
her jedoch nicht erreicht werden, weil die Stützpunktabstände
dafür so groß vorgegeben werden müssen, daß die Abweichungen
des vom Grob-Interpolator zwischen den Stützpunkten errechneten
Konturverlaufs von der Soll-Kontur die akzeptablen Konturtole
ranzen übersteigen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Maschine der eingangs angegebenen Art weiter zu ver
bessern, insbesondere, um eine genauere Realisierung der
gewünschten Werkstückkontur bei großen Bahngeschwindigkeiten zu
ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs an
gegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 und bei einer Vorrichtung der eingangs angege
benen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 7.
Fortführungen der Erfindung mit eigenständig erfinderischer
Bedeutung und vorteilhafte sowie zweckmäßige Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen enthalten.
Durch die Erfindung wird die Steuerung der Maschine von der
Berechnung der Zwischenstützpunkte inprocess durch Interpolation
entlastet. Die Daten der Zwischenstützpunkte werden vor dem
Schleifvorgang in einem Rechner außerhalb der Maschinensteuerung
oder auch in einem Rechner der Maschinensteuerung erstellt,
aber bereits vor dem Schleifen im Zuge der Werkstückprogrammie
rung. Durch diese gemäß der Erfindung erreichte Verringerung
der inprocess aufzuwendenden Rechenarbeit wird die für die
Interpolation inprocess vorzusehende Rechenzeit erheblich ver
kürzt. Das Verfahren nach der Erfindung entlastet den Steue
rungsvorgang während des Schleifens von der Stützpunktinter
polation und verlegt die Ermittlung der Zwischenstützpunkte in
den Bereich der vorbereitenden Arbeiten. Hier stehen genügend
Rechenkapazität und Rechenzeit zur Verfügung, um aus den gege
benen Werkstückdaten eine enge Folge von Stützpunktkoordinaten
zu errechnen, die mit beliebig hoher Genauigkeit die gewünschte
Werkstückkontur reproduziert. Die Erfindung erlaubt also eine
hohe Bahngeschwindigkeit und gleichzeitig hohe Genauigkeit der
Werkstückbearbeitung. Damit können die mechanischen Möglich
keiten der Maschine optimal genutzt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich die
Programmierung des Schleifvorgangs wesentlich vereinfacht, weil
die Zustellbewegungen und sonstige Hilfsbewegungen der linearen
Achse unabhängig von der formerzeugenden Konturbewegung pro
grammiert werden können. Als zusätzlicher Vorteil der Erfindung
erweist sich, daß die Geschwindigkeit der Werkstückdrehachse
wegen der engen Folge von mit den Stützpunktdaten in der Kontur
daten-Tabelle gespeicherten Geschwindigkeitswerten sehr fein
stufig, also quasi stetig verändert werden kann, was beim Un
rundschleifen in vielen Fällen höchst wünschenswert ist.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Nockenwellenschleifmaschine
als erstes Beispiel einer Unrundschleifmaschine,
Fig. 2 als zweites Beispiel einer Unrundschleifmaschine
eine Seitenansicht einer Kurbelwellenschleifmaschine,
Fig. 3 eine Blockdarstellung der Steuerung und
Fig. 4 ein Diagramm eines unrunden Konturverlaufs mit
gewünschter Soll- und erzeugter Ist-Kontur.
In Fig. 1 ist als typisches Beispiel einer Unrundschleifmaschine
eine Nockenwellenschleifmaschine in einer Seitenansicht darge
stellt. Auf einem Maschinenbett 1 ist ein Schleifschlitten 2
mit einem Schleifkopf 3 in X-Richtung bewegbar geführt, der
eine rotierende Schleifscheibe trägt. Von einem Motor 6 wird
der Schleifschlitten in X-Richtung in üblicher Weise, beispiels
weise über eine Kugelgewindespindel, angetrieben.
Das Werkstück, eine Nockenwelle 7, ist auf einem Werkstück
schlitten 8 so eingespannt, daß es um seine Längsachse, die
C-Achse, in Pfeilrichtung drehbar ist. Die C-Achse verläuft
quer zur X-Achse. Der Werkstückschlitten 8 ist auf dem Maschi
nenbett 1 quer zur X-Achse in Richtung der Z-Achse verschiebbar,
um aufeinanderfolgende Nocken der Nockenwelle mit der Schleif
scheibe konfrontieren zu können. Die Mittel zum Aufspannen des
Werkstücks auf den Werkstückschlitten 8 sind bekannt und
brauchen hier nicht mehr dargestellt und beschrieben zu werden.
Der Drehantrieb des Werkstücks 7 ist andeutungsweise dargestellt
und mit 9 bezeichnet.
In Fig. 2 ist als weiteres Beispiel für das Unrundschleifen
eine Kurbelwellenschleifmaschine dargestellt. Dabei sind gleiche
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Auch
hier ist das Werkstück, eine Kurbelwelle 11, in der üblichen
Weise auf dem Werkstückschlitten 8 eingespannt und mittels des
Antriebes 9 um seine Längsachse, die C-Achse, drehbar.
Sowohl die Nockenwellenschleifmaschine der Fig. 1 als auch
die Kurbelwellenschleifmaschine der Fig. 2 werden von einer
CNC-Steuerung 12 gesteuert.
Fig. 3 zeigt die CNC-Steuerung der Maschine in einem schemati
schen Blockdiagramm, das auf die für die Erfindung wesentlichen
Funktionsblöcke beschränkt ist.
Die dargestellte CNC-Steuerung weist eine Eingabeeinheit bzw.
ein Interface 13 auf, über welches die erforderlichen Daten des
Werkstücks, der Werkstückform, des gewünschten Schleifprozesses
usw. in die Steuerung eingegeben werden. An die Eingabeeinheit
ist ein Werkstückformdatenrechner 14 angeschlossen, der aus
gangsseitig mit einem Prozessorblock 17 verbunden ist, welcher
einen Werkstückformdatenspeicher 16, einen Prozessor 18 für die
Verarbeitung der Werkstückgeometriedaten und einen Prozessor 19
für die Geschwindigkeitsdaten der C-Achse aufweist. Der Prozes
sorblock 17 ist ausgangsseitig an einen weiteren Prozessorblock
21 mit einem Fein-Interpolator 26 und Lagereglern 27 und 28
für die Antriebe 6 und 9 angeschlossen.
Werkzeugdaten, Zustelldaten und weitere Prozeßdaten sind in
einem mit der Eingabeeinheit 13 verbundenen Datenspeicher 22
gespeichert. Von dort gelangen sie satzweise in eine Decodier
anordnung 23, wo die einzelnen Datensätze für die Steuerung
aufbereitet werden. An die Decodieranordnung 23 ist ein Grob-
Interpolator 24 angeschlossen, der einerseits mit dem Prozessor
19 verbunden ist und dessen Ausgang den Feininterpolator 26 im
Prozessorblock 21 beaufschlagt.
Die für die Durchführung der Schleifaufgabe erforderlichen
Daten werden über die Eingabeeinheit 13 in die Steuerung einge
geben. Dies kann manuell, mittels Datenträgern oder auch von
einer externen Computer- oder Programmiereinheit her, über
Datenleitungen erfolgen.
Wie eingangs bereits erwähnt, ist es für das computergesteuerte
Schleifen unrunder Konturen am rotierenden Werkstück erforder
lich, die Rotationsbewegung des Werkstücks mit den linearen
Vorschubbewegungen der Schleifscheibe so aufeinander abzustim
men, daß der Arbeitspunkt in der Berührungszone von Werkstück
und Schleifscheibe möglichst exakt der die gewünschte Kontur
erzeugenden Bahn folgt. Beispielsweise sollen, wie in Fig. 1
dargestellt, die Nocken 7 einer rotierenden Nockenwelle
geschliffen werden.
Dazu wird folgendermaßen vorgegangen. Es soll im Zusammenwirken
der beiden Maschinenachsen C und X eine Kontur erzeugt werden,
aus der in Fig. 4 ein Ausschnitt KS dargestellt ist. Entlang
der zu erzeugenden Kontur werden sogenannte Stützpunkte P1,
P2 ..., Pn festgelegt, die der Arbeitspunkt in der Berührungs
zone zwischen Werkstück und Schleifscheibe zur Erzeugung der
Kontur nacheinander durchlaufen muß. Jedem dieser Stützpunkte
entsprechen eine bestimmte Winkelstellung des Werkstücks und
eine Position der Schleifscheibe in der X-Achse. So können die
Stützpunkte durch die Positionsdaten oder Koordinaten der
C- und X-Achse definiert werden. Der Stützpunkt P1 hat die
Koordinaten C1 und X1 und der Stützpunkt P2 die Koordinaten
C2 und X2 usw. Diese Koordinaten werden über die Eingabeeinheit
13 als Lagesollwerte in die Steuerung eingegeben. Dort gelangen
sie in den Werkstückformdatenrechner 14, der in beliebig kleinen
Schritten die Kontur zwischen aufeinanderfolgenden Stützpunkten
Pn und damit die Bahn des Arbeitspunktes beim Schleifen fest
legt. Dazu bestimmt der Rechner 14 zwischen den Stützpunkten
Zwischenstützpunkte PZ1, PZ2 ... PZn, deren Positionsdaten bzw.
Koordinaten CZn und XZn er errechnet. Die Ermittlung der
Zwischenstützpunkte erfolgt vorzugsweise durch Interpolation.
Da diese Interpolation nicht inprocess, sondern vor dem Schleif
vorgang bei der Programmerstellung durchgeführt wird, kann ohne
Beeinträchtigung der Geschwindigkeit des Schleifprozesses eine
dichte Folge von Zwischenstützpunkten vorgegeben werden, wobei
auch zeitaufwendigere Rechenverfahren, wie z. B. Polynome höheren
Grades, für die Interpolation angewandt werden können. Optimal
ist es, wenn es gelingt, mit der Interpolation im Rechner 14
alle Zwischenstützpunkte PZn auf die gewünschte Kontur zu legen.
Im allgemeinen werden die errechneten Zwischenstützpunkte aber
einen Konturverlauf KI definieren, der nur näherungsweise mit
der gewünschten Kontur KS übereinstimmt, wie es in Fig. 4 über
trieben dargestellt ist. Wegen der größeren zur Verfügung
stehenden Rechnerkapazität und Rechnerzeit ist es aber möglich,
mit zeitlich und qualitativ erhöhtem Rechenaufwand eine bessere
Annäherung des interpolierten Konturverlaufs KI an den gewünsch
ten Konturverlauf KS zu erreichen als beim Stand der Technik.
Das erhöht wesentlich die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung.
Die Positionsdaten CZn und XZn der ermittelten Zwischenstütz
punkte werden in dem Werkstückformdatenspeicher 16 in einer
Konturdatentabelle gespeichert. Zusammen mit den Positionsdaten
werden dort zugehörige Geschwindigkeitsreduzierwerte RVCn ge
speichert, die zur Optimierung des Schleifprozesses ebenfalls
vorgegeben werden und deren Bedeutung später erläutert wird.
Zusammen mit den Positionsdaten der Maschinenachsen für die
Festlegung der Stützpunkte Pn werden über die Eingabeeinheit 13
Programmdaten für die Festlegung des Schleifprozesses, techno
logische Daten, Zustelldaten usw. in die Maschinensteuerung
eingegeben, die im Speicher 22 gespeichert werden und von dort
in üblicher Weise abgerufen und in der Decodieranordnung 23,
dem Grob-Interpolator 24 und dem Prozessorblock 21 zu Steuer
befehlen für die Achsantriebe 6 und 9 verarbeitet werden. Zu
den vom Speicher 23 bereitgehaltenen Daten gehören Vorgaben für
Schleifzustellungen, Rückzugsbewegungen der Schleifscheibe in
der X-Achse sowie Vorgaben für eine Werkstückdrehung in der
C-Achse mit konstanter Geschwindigkeit VCO. Vorzugsweise wird
als konstante Geschwindigkeit die maximale Drehgeschwindigkeit
des Werkstücks vorgegeben.
Die C-Achse sei als Führungsachse ausgewählt, so daß die Maschi
nensteuerung jeder Winkelveränderung ΔC eine Änderung ΔX der
X-Achse zuordnet (vergl. Fig. 4). Beim Schleifen ermittelt der
Prozessorblock 21 in einem vorgegebenen Takt aus den Vorgaben
durch Feininterpolation die aktuell erforderlichen Inkremente
ΔCF der C-Achse, die in einem Sollwertrechner 29 zum jeweils
nächsten aktuellen Lagesollwert CA der C-Achse aufsummiert
werden.
Der im Prozessorblock 17 enthaltene Konturdatenprozessor 18
sucht dann zu dem aktuellen Lagesollwert CA im Zeittakt des
Prozessors 21 in der Konturdatentabelle 16 jeweils das Datenin
tervall CZn-CZn+1 auf, in dem der aktuelle Lagesollwert CA
der C-Achse liegt und bestimmt den zu diesem Koordinatenwert
von C gehörenden X-Zuwachs ΔXK gegenüber der letzten Abfrage.
Dieser Zuwachs ΔXK wird im Prozessorblock 21 in einem weiteren
Sollwertrechner 31 zu dem X-Sollwert ΔXBF hinzuaddiert, der
sich aus der Verarbeitung der Zustelldaten des Speichers 22 in
der Decodieranordnung 23, im Grob-Interpolator 24 und durch
Feininterpolation im Feininterpolator 26 des Prozessorblocks 21
ergeben hat. Der sich daraus ergebende aktuelle X-Sollwert XS
berücksichtigt jetzt die erforderliche Zustellung, ggf. notwen
dige Kompensationsbeträge und einen Verstellbetrag für die Form
gebung. Die Sollwertrechner 29 und 31 des Prozessorblocks 21
geben schließlich die aktuellen Sollwerte CS und XS den Lagereg
lern 27 und 28 der Maschinenachsen auf, um von der jeweiligen
Ist-Position zur aktuellen Soll-Position S1, S2 ... Sn zu ge
langen. Dann wiederholt sich der Vorgang, beginnend mit der
Ermittlung des folgenden aktuellen Lagesollwerts CA der C-Achse,
wie oben beschrieben. Stimmt der empfangene aktuelle Lagesoll
wert CA der C-Achse mit einem in der Konturdatentabelle gespei
cherten Koordinatenwert überein, so kann der Konturdatenprozes
sor 18 den in der Konturdatentabelle gespeicherten X-Koordina
tenwert direkt übernehmen und den zugehörigen X-Zuwachs ΔXK
gegenüber der letzten Abfrage berechnen, der wie oben beschrie
ben weiter genutzt wird.
Da die Konturdatentabelle unabhängig von dem Schleifprozeß
vorher erstellt wird, stehen genügend Rechenzeit und Rechenkapa
zität zur Verfügung, um aus den gegebenen Werkstückdaten eine
enge Folge von Stützpunktkoordinaten zu errechnen, die mit
hoher Genauigkeit die gewünschte Kontur annähern. Die Punkte
folge kann wesentlich enger und die Abweichung von der gewünsch
ten Kontur wesentlich geringer gehalten werden als es bei dem
nach dem Stand der Technik bekannten Einsatz eines inprocess
arbeitenden Grob-Interpolators für die Formdaten bei höheren
Bahngeschwindigkeiten möglich ist. Zustellbewegungen und son
stige Hilfsbewegungen der X-Achse werden unabhängig von der
Konturbewegung programmiert und in der Steuerung auf dem bisher
üblichen Wege über die Satzdecodierung in der Decodieranordnung
23 über den Grob-Interpolator 24 und durch Feininterpolation im
Prozessorblock 21 verarbeitet.
Parallel zur Ermittlung der ΔXK-Werte wird vom Geschwindig
keitsprozessor 19 des Prozessorblocks 17 der zum aktuellen
Sollwert CA der C-Achse gehörige Geschwindigkeitsreduzierwert
RVC aus der Konturdatentabelle abgerufen oder berechnet und in
den Grob-Interpolator 24 übergeben. Dort wird der Geschwindig
keitsreduzierwert wie ein sogenannter Override berücksichtigt.
Dadurch wird die vorgegebene konstante Grundgeschwindigkeit
VCO der Werkstückrotation entsprechend dem Geschwindigkeitsre
duzierwert RVC verändert. Der C-Zuwachs, d. h. der Betrag der
Veränderung ΔCG der Winkellage des Werkstücks, den der Grob-
Interpolator 24 pro Zeittakt vorgibt, ist nicht mehr konstant,
sondern hängt von dem Geschwindigkeitsreduzierwert RVC ab.
Damit kann die Geschwindigkeit der C-Achse wegen der engen Folge
von RVC-Werten in der Konturdatentabelle und wegen der hohen
Taktfrequenz, mit der diese Werte weiterverarbeitet werden,
sehr feinstufig, d. h. quasi stetig verändert werden. Beim
Unrundschleifen ist das in vielen Fällen ein großer Vorteil.
Selbstverständlich kann auch eine andere konstante Grundge
schwindigkeit der Werkstückdrehung C als die maximale gewählt
werden. Dann werden in der Konturdatentabelle 16 anstelle von
Geschwindigkeitsreduzierwerten RVC Geschwindigkeitskompensati
onswerte gespeichert, die die Grundgeschwindigkeit VCO programm
gemäß reduzieren oder erhöhen.
Mit diesem beschriebenen Vorgehen können beliebige rotierende
Werkstücke unrund geschliffen werden. Das gilt für Nocken- und
Kurbelwellen ebenso wie für Werkstücke ovalen und anderen
unrunden Querschnitts, wie beispielsweise zylindrischen Walzen
mit abgeflachten Umfangsabschnitten.
In Fig. 3 ist der Werkstückformdatenrechner 14 in die Maschinen
steuerung integriert dargestellt. Wie oben bereits erwähnt, ist
es auch möglich, die Daten der Zwischenstützpunkte in einem
externen Rechner zu bestimmen und über die Eingabeeinheit 13
unmittelbar in den Speicher 16 einzugeben. In diesem Fall kann
der Funktionsblock 14 entfallen.
In Fig. 3 ist die Maschinensteuerung als Blockdiagramm darge
stellt. Diese Darstellung wurde gewählt, weil sie eine ver
ständliche Erläuterung der Funktion der Steuerung erleichtert.
Tatsächlich ist die Steuerung in modernen Maschinen in einem
Computer realisiert, der die in der Blockdarstellung gezeigten
Einzelbauteile in dieser Form nicht enthält, aber dieselben
Operationen mit denselben Ergebnissen ausführt. In diesem Fall
enthält die Steuerung also einen Computer, und die Blöcke des
Blockdiagramms stellen wesentliche Schritte in dem Vorgang
der Steuerung dar.
Claims (10)
1. Verfahren zum Schleifen unrunder Konturen an rotierenden
Werkstücken, bei dem ein um eine erste Maschinenachse (C-Achse)
rotierendes Werkstück und eine rotierende Schleifscheibe in
materialabtragenden Kontakt gebracht und das Werkstück und die
Schleifscheibe wenigstens in einer zweiten, quer zur ersten
verlaufenden Maschinenachse (X-Achse) relativ zueinander ver
fahren werden, dadurch gekennzeichnet, daß ausgewählte Punkte
der zu erzeugenden Werkstückkontur (Stützpunkte) repräsentieren
de Positionsdaten der Maschinenachsen als vorgegebene Sollwerte
in einer Maschinensteuerung gespeichert werden, daß zwischen
den Stützpunkten inprocess nacheinander aufeinanderfolgende
aktuelle Sollwerte der Positionsdaten der Maschinenachsen ermit
telt werden, welche ausgehend von einem vorangehenden Stützpunkt
einen der zu erzeugenden Kontur wenigstens angenäherten Kontur
verlauf zum nächsten Stützpunkt definieren, und daß die ermit
telten aktuellen Sollwerte der Positionsdaten zur Erzeugung der
formgebenden Relativbewegung der Regelung der Achsantriebe als
Sollwerte aufgegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den
Konturverlauf zwischen den Stützpunkten festlegende Zwischen
stützpunkte definiert und ihre Achskoordinaten in einer Kontur
datentabelle in der Maschinensteuerung gespeichert werden, daß
aufeinanderfolgende Zustellinkremente der Achsen inprocess
durch Interpolation ermittelt und zu aufeinanderfolgenden
Zustellsollwerten der Achsen verarbeitet werden, daß den Zu
stellsollwerten aus den in der Konturdatentabelle gespeicherten
Daten ermittelte Vorschubinkremente der konturerzeugenden Bewe
gung wenigstens einer Achse zugeordnet werden und daß aus den
Zustellsollwerten und den zugeordneten Vorschubinkrementen
aktuelle Sollwerte der Achspositionen erzeugt werden, die der
Lageregelung der Achsantriebe aufgegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß Sollwerte von Positionsdaten der Maschinenachsen für die
relative Zustellbewegung von Werkstück und Schleifscheibe durch
Vorgabe von einen gewünschten Ablauf der Zustellbewegung fest
legenden Zustellpositionen der Maschinenachsen und durch
Interpolation erzeugt werden, daß Sollwerte von Positionsdaten
der Maschinenachsen für die formgebende Relativbewegung aus der
gespeicherten Konturdatentabelle abgerufen werden und daß aus
den Sollwerten für die Zustellbewegung und die formgebende
Relativbewegung inprocess die Sollwerte der Positionsdaten der
Maschinenachsen für die Steuerung der Achsantriebe erzeugt
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
relativen Zustellbewegung von Werkstück und Schleifscheibe eine
konstante Drehbewegung des Werkstücks zugrundegelegt wird, daß
für ausgewählte Winkelstellungen des Werkstücks Geschwindig
keitskompensationswerte vorgegeben und gespeichert werden, daß
beim Schleifen zu jedem aktuellen Sollwert der Position der
Drehachse ein zugehöriger Geschwindigkeitskompensationswert
ermittelt wird und daß die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks
in Abhängigkeit vom jeweils zugehörigen Geschwindigkeitskompen
sationswert verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Geschwindigkeitskompensationswerte jeweils bestimmten vorgege
benen Positionen einer als Basisachse vorgesehenen Maschinen
achse zugeordnet und in der Konturdatentabelle gespeichert sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als konstante Drehgeschwindigkeit des Werkstücks seine
maximale Drehgeschwindigkeit vorgesehen ist und daß diese Dreh
geschwindigkeit proportional zum jeweils zugehörigen Geschwin
digkeitskompensationswert reduziert wird.
7. Maschine zum Schleifen unrunder Konturen an rotierenden
Werkstücken mit einer auf einem Maschinenbett angeordneten Werk
stückaufnahme, mit Mitteln zum bearbeitungsgerechten Halten und
Drehen des Werkstücks um eine erste Maschinenachse (C-Achse),
einem auf dem Maschinenbett angeordneten Schleifkopf mit einer
drehbar gelagerten Schleifscheibe, Antriebsmitteln zum Drehen
des Werkstücks und der Schleifscheibe, Führungs- und Antriebs
mittel zum Bewegen von Werkstückaufnahme und Schleifkopf relativ
zueinander in einer quer zur ersten verlaufenden zweiten Maschi
nenachse (X-Achse) und einer Maschinensteuerung, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Maschinensteuerung (12) eine Speicheranordnung
(16) zum Speichern der Koordinaten (CZn, XZn) von vorgegebenen
Punkten (PZn) der zu erzeugenden Kontur (Stützpunkten), eine
Anordnung (17, 21) zum Ermitteln aufeinanderfolgender Sollwerte
von Achspositionen, welche zwischen aufeinanderfolgenden Stütz
punkten einen der zu erzeugenden Werkstückkontur wenigstens
angenäherten Konturverlauf definieren, und eine Steueranordnung
(27, 28) zum Steuern der Achsantriebe (6, 9) in Abhängigkeit
von den ermittelten Sollwerten (CS, XS) aufweist.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschinensteuerung (12) einen Konturdatenspeicher (16) aufweist
zum Speichern einer Konturdatentabelle, welche die Achskoordi
naten von den Konturverlauf (KI) zwischen den Stützpunkten (Pn)
festlegenden Zwischenstützpunkten (PZn) enthält, und eine Pro
zessoranordnung (17, 21), welche Mittel (23, 24, 21) zum Ermit
teln aufeinanderfolgender Zustellinkremente (ΔCF, ΔXBF) der
Achsen inprocess durch Interpolation und zum Verarbeiten dieser
Zustellinkremente zu Zustellsollwerten aufweist, und daß die
Prozessoranordnung eine Prozessoreinrichtung (18, 21) aufweist,
welche den Zustellsollwerten aus den in der Konturdatentabelle
gespeicherten Daten (CZn, ZZn) ermittelte Vorschubinkremente
(ΔXK) der konturerzeugenden Bewegung wenigstens einer Achse
(X) zuordnet und aus den Zustellsollwerten und den zugeordneten
Vorschubinkrementen aktuelle Sollwerte (CS, XS) der Achspositi
onen erzeugt, die an Lageregelkreise (27, 28) der Achsantriebe
(6, 9) abgegeben werden.
9. Schleifmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Prozessoranordnung (17, 21) einen linearen Inter
polator (26) zum Ermitteln der Zustellinkremente (ΔCF, ΔXBF)
aufweist.
10. Schleifmaschine nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Maschinensteuerung (12) aufweist einen Pro
grammspeicher (22) und Prozessormittel (23, 24, 21) zum Erzeu
gen von Sollwerten von Positionsdaten der Maschinenachsen für
die relative Zustellbewegung von Werkstückaufnahme (8) und
Schleifkopf (3) durch Vorgabe von einen gewünschten Ablauf der
Zustellbewegung festlegenden Zustellpositionen der Maschinen
achsen und durch Interpolation aus den im Programmspeicher ent
haltenen Daten, einen Datenspeicher (16), welcher in einer
Konturdatentabelle Sollwerte (CZn, XZn) von Positionsdaten der
Maschinenachsen für die formgebende Relativbewegung enthält,
und ein Prozessormittel (17, 21), welches aus den Sollwerten
für die Zustellbewegung und die formgebende Relativbewegung
inprocess die aktuellen Sollwerte (CS, XS) der Positionsdaten
der Maschinenachsen für die Lageregler (27, 28) der Achsantriebe
(6, 9) erzeugend ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904032770 DE4032770A1 (de) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Verfahren und vorrichtung zum schleifen unrunder werkstuecke |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904032770 DE4032770A1 (de) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Verfahren und vorrichtung zum schleifen unrunder werkstuecke |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4032770A1 true DE4032770A1 (de) | 1992-04-23 |
Family
ID=6416366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904032770 Withdrawn DE4032770A1 (de) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Verfahren und vorrichtung zum schleifen unrunder werkstuecke |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4032770A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7110853B2 (en) | 2003-11-06 | 2006-09-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Processes and devices for computer-aided adaptation of an application program for a machine tool |
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