DE4205189A1 - Innenkreis-schneidsteuervorrichtung fuer eine numerisch gesteuerte werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenkreis-Schneidsteuer­ vorrichtung für eine numerisch gesteuerte Werkzeugma­ schine, die Steuerbefehle in Form von Parametern liefert, darunter ein Anfangs-Spanradius I, ein End-Spanradius J, eine radiale Spantiefe K und ein Schneidwerkzeugdurch­ messer D, um ein Schneidwerkzeug von der Mitte eines Innenkreises eines Werkzeugs nach Maßgabe des Anfangs- Spanradius I ein vorbestimmtes Stück linear zu bewegen, und um anschließend das Schneidwerkzeug so zu steuern, daß ein Innenkreis in dem Werkstück nach Maßgabe der radialen Spantiefe K geschnitten wird, bis der End­ spanradius J erreicht ist.

Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen werden in großer Vielfalt in verschiedensten technischen Gebie­ ten eingesetzt. Viele Anwendungsfälle erfordern das Schneiden von Innenkreisen in ein Werkstück mit Hilfe der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine. Zum Schnei­ den eines Innenkreises in ein Werkstück mit einer nume­ risch gesteuerten Werkzeugmaschine war es bislang üb­ lich, Steuerparameter bezüglich des zu schneidenden Innenkreises in Form von numerischen Werten für den Innenkreis vorzugeben, um ein Schneidwerkzeug so zu steuern, daß dieses das Werkstück auf der Grundlage der Steuerparameter durch numerische Steuerung span­ abhebend bearbeitete.

Fig. 7 der Zeichnung zeigt eine herkömmliche Innen­ kreis-Schneidvorrichtung für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen. Ein gewünschter Innenkreis soll mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs 2 in ein Werkstück 4 geschnitten werden. Die Innenkreis-Schneidvorrich­ tung erhält Steuerparameter, nämlich einen Anfangs- Spanradius I, einen End-Spanradius J, eine radiale Span­ tiefe K, einen Schneidwerkzeugdurchmesser D, eine Schneidgeschwindigkeit F, eine vertikale Endposition Z in Richtung der Z-Achse, und eine vertikale Schneid- oder Spantiefe Q.

Zunächst bewegt sich das Werkzeug 2 von der Mitte eines Innenkreises in dem Werkstück 4 gemäß Pfeil "1" gemäß einer Betriebsweise, die als sogenanntes linea­ res Verfahren bezeichnet wird, und anschließend schneidet das Werkzeug das Werkstück 4 bogenförmig gemäß dem Pfeil "2", bis der Anfangs-Spanradius I erreicht ist. Anschließend schneidet das Schneid­ werkzeug 2 das Werkstück 4 entlang einem vollständi­ gen Umfang entsprechend dem Anfangsradius, wie durch den Pfeil "3" angedeutet ist. Danach bewegt sich das Werkzeug bogenförmig gemäß dem Pfeil "4", woraufhin das Werkzeug 2 sich geradlinig zurück zum Mittel­ punkt bewegt, wie durch den Pfeil "5" angedeutet ist.

Das Schneidwerkzeug 2 vollzieht den oben geschilder­ ten Bewegungsablauf innerhalb eines Schneidzyklus. Beim nächsten Schneidzyklus wird der Anfangs-Spanra­ dius I um ein gewisses Intervall erhöht, basierend auf der radialen Schneidtiefe K, und der erläuterte Schneidzyklus wird wiederholt. Das Werkstück 4 wird von dem Schneidwerkzeug 2 in aufeinanderfolgenden Schneidzyklen bearbeitet, bis der Radius des ge­ schnittenen Kreises den End-Spanradius J erreicht. Das Schneidwerkzeug 2 beginnt mit dem Bearbeiten des Werkstücks 4 in einer vertikalen oder Z-Achsen-Rich­ tung an einem Punkt Z0.

Die geradlinige Bewegung des Schneidwerkzeugs 2 von der Mitte des inneren Kreises aus gemäß Pfeil "1", d. h. das Linearverfahren, soll anhand der Fig. 8 näher erläutert werden. Bei dem hier als Linearver­ fahren bezeichneten Schneidvorgang wird, wenn der Anfangsradius I vorgegeben ist, das Schneidwerk­ zeug 2 bei 45° linear um ein Stück Icos 45° bewegt. Während dieser Zeit kann das Schneidwerkzeug 2 ent­ weder mit Schnellvorschubgeschwindigkeit oder mit Schneidvorschubgeschwindigkeit bewegt werden. Mit D ist der Durchmesser des Schneidwerkzeugs 2 bezeichnet.

Wenn das Werkzeug 2 das Werkstück 4 bogenförmig schneidet, wie durch den Pfeil "2" angedeutet ist, bewegt sich das Werkzeug 2 bogenförmig über 90° bei einem Radius ½ I, nachdem es im Linearverfahren sich geradlinig bewegt hat.

Wenn das Schneidwerkzeug 2 sich mit Schnellvorschub­ geschwindigkeit (im folgenden einfach als "Schnell­ vorschub" bezeichnet) im Linearverfahren bewegt, so verkürzt sich die Zeit für den gesamten Bearbei­ tungsvorgang im Vergleich zu einer Bearbeitung, bei dem das Werkzeug mit Schneidvorschubgeschwindigkeit bewegt wird. Wenn allerdings das Schneidwerkzeug 2 mit dem Werkstück 4 beim Linearverfahren kollidiert, und sich dabei das Schneidwerkzeug 2 im Schnellvor­ schub bewegt, werden das Schneidwerkzeug 2 und/oder die Halterung für das Schneidwerkzeug 2 erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt, so daß deren Lebensdauer verkürzt wird.

Fig. 9 und 10 der Zeichnung zeigen, auf welche Wei­ se der Weg oder die Bahn des Schneidwerkzeugs 2 mit dem Werkstück 4 kollidiert. In Fig. 9 kollidiert der Weg des Schneidwerkzeugs 2, wenn sich dieses im Li­ nearverfahren geradlinig bewegt, mit dem Werkstück 4 an einem Punkt A. In Fig. 10 erhöht sich der Ra­ dius des Innenkreises um die radiale Spantiefe K, und das Werkstück 4 ist von dem Werkzeug 2 ent­ sprechend diesem erhöhten Radius zu bearbeiten. Das Werkstück 4 ist auf den früheren Innenkreis geschnitten worden. In diesem Fall kollidiert die Bahn des Schneidwerkzeugs 2 beim Linearverfahren an einem Punkt B mit dem Werkstück 4.

In den Fällen, in denen erwartet wird, daß das Werkzeug 2 mit dem Werkstück 4 kollidiert, wird gemäß üblicher Praxis im Linearverfahren das Schneidwerkzeug 2 mit Schneidvorschubgeschwindigkeit bewegt. Deshalb dauert der gesamte Bearbeitungsvor­ gang relativ lange.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Innenkreis- Schneidsteuervorrichtung für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen anzugeben, die neben anderen Steuerparametern einen Steuerparameter liefert, der repräsentativ ist für die Möglichkeit einer körperlichen Kollision zwischen einem Schneidwerk­ zeug und einem Werkstück, um von einer Schnell­ vorschubgeschwindigkeit umzuschalten auf eine Schneidvorschubgeschwindigkeit, mit der das Schneid­ werkzeug unmittelbar vor einer Kollision zwischen Werkstück und Werkzeug bewegt wird, wenn sich das Werkzeug im Linearverfahren bewegt, um auf diese Weise die nutzbare Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen und außerdem die für den gesamten Bearbei­ tungsvorgang benötigte Zeit zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Wenn der Anfangs-Werkstückradius P größer ist als ein durch den Anfangs-Spanradius I und den Schneid­ radius d bestimmter Wert, wird das Werkzeug mit Schnellvorschub entlang der geraden Bahn bewegt.

Der Wert ist gleich der Summe aus dem Anfangs- Spanradius I und der Hälfte des Schneidwerkzeugdurch­ messers D.

Das Schneidwerkzeug wird entlang der geradlinigen Bahn bis zu einer Stelle mit Schnellvorschub bewegt, die sich durch den Anfangs-Werkstückradius P, die Schneidvorschub- Anfangsentfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimmt, wenn der Anfangs-Werkstückradius P größer ist als ein Wert, der sich bestimmt durch die Schneid­ vorschub-Anfangsentfernung SN und den Schneidwerkzeug­ durchmesser D, und kleiner ist als ein Wert, der sich bestimmt durch den Anfangs-Spanradius I und den Schneid­ werkzeugdurchmesser D, und anschließend erfolgt der Vor­ schub bei Schneidvorschubgeschwindigkeit.

Der durch die Schneidvorschub-Anfangsentfernung und den Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimmte Wert ist gleich der Summe aus Schneidvorschub-Anfangsentfernung SN und der Hälfte des Schneidwerkzeugdurchmessers D, der durch den Anfangs-Spanradius I und den Schneidwerkzeugdurchmes­ ser D bestimmte Wert ist gleich der Summe aus dem An­ fangs-Spanradius I und dem halben Schneidwerkzeugdurch­ messer D, und die durch den Anfangs-Werkstückradius P, die Schneidvorschub-Anfangsentfernung SN und den Durch­ messer D bestimmte Position ist die Differenz zwischen dem Anfangs-Werkstückradius P und der Summe aus Schneid­ vorschub-Anfangsentfernung SN und dem halben Schneid­ werkzeugdurchmesser D.

Das Schneidwerkzeug wird mit einer Schneidvorschub­ geschwindigkeit entlang der geradlinigen Bahn be­ wegt, wenn der Anfangs-Werkstückradius P größer ist als ein Wert, der aus der Schneidvorschub- Anfangsentfernung SN und dem Durchmesser D be­ stimmt wird.

Der durch die Schneidvorschub-Anfangsentfernung SN und den Durchmesser D bestimmte Wert ist gleich der Summe aus der Schneidvorschub-Anfangsentfernung SN und dem halben Durchmesser D.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, in der die erfindungsgemäße Innenkreis­ Schneidsteuervorrichtung eingebaut ist,

Fig. 2, 3 und 4 schematische Darstellungen, die ver­ schiedene Entfernungen zeigen, über die ein Schneidwerkzeug sich beim Li­ nearverfahren gegenüber einem Werk­ stück linear bewegen muß,

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Arbeitsablaufs der Innenkreis-Schneidsteuervorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein Diagramm eines Innenkreis-Schneid­ steuerprozesses, der von der erfindungs­ gemäßen Innenkreis-Schneidsteuervorrich­ tung ausgeführt wird,

Fig. 7 eine Skizze eines Innenkreis-Schneid­ steuerprozesses, der von einer her­ kömmlichen Innenkreis-Schneidsteuervor­ richtung ausgeführt wird,

Fig. 8 eine Skizze eines Linearverfahrens ge­ mäß dem in Fig. 7 dargestellten Innen­ kreis-Schneidsteuerprozesses, und

Fig. 9 und 10 schematische Ansichten, die veranschau­ lichen, in welcher Weise ein Schneid­ werkzeug physisch mit einem Werkstück kollidiert.

Fig. 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Innenkreis-Schneidsteuervorrichtung. Die numerisch ge­ steuerte Werkzeugmaschine 18 enthält ein Schneidwerk­ zeug 12, zum Beispiel einen Bohrer, zum Schneiden eines Werkstücks 10, einen Treiberschaltungsmechanis­ mus 14 zum Betätigen des Schneidwerkzeugs 12, und eine beispielsweise einen Mikroprozessor oder ähnli­ ches enthaltende Steuereinheit 16 zum Steuern des Treiberschaltungsmechanismus 14.

Die Steuereinheit 16 erhält über eine Eingabeeinrich­ tung von einem externen Gerät 20 Bearbeitungsbefehle und speichert die empfangenen Bearbeitungsbefehle in einem internen Speicher. Die Steuereinheit 16 liest sukzessive die gespeicherte Bearbeitungsbefehle aus und betätigt den Treibermechanismus 14 entsprechend den Bearbeitungsbefehlen, um das Schneidwerkzeug 12 zu veranlassen, das Werkstück 10 zu einer gewünschten Form zu bearbeiten.

Bei einem Innenkreis-Schneidsteuerprozeß umfassen die an die Steuereinheit 16 gelieferten Bearbeitungs­ befehle Steuerparameter, darunter ein Anfangs-Span­ radius I, ein End-Spanradius J, eine radiale Spantiefe K, ein Schneidwerkzeugdurchmesser D, ein Anfangs-Werk­ stückradius P, der den minimalen Abstand von der Mitte des Innenkreises in dem Werkstück 10 zu dem Werk­ stück 10 angibt, und eine Schneidvorschub-Anfangs­ entfernung SN, bei der das Schneidwerkzeug 12 be­ ginnt, sich mit Schneidvorschubgeschwindigkeit zu bewegen, bevor es das Werkstück 10 erreicht. Die Steuereinheit 16 enthält eine Verarbeitungseinheit, die als Recheneinheit dient und die Länge einer li­ nearen Bahn, über die sich das Schneidwerkzeug 12 beim Linearverfahren geradlinig bewegt, mit dem An­ fangs-Werkstückradius P vergleicht.

Genauer gesagt, wird das Schneidwerkzeug 12 ein vorbestimmtes Stück weit von der Mitte des Innen­ kreises in dem Werkstück 10 geradlinig und dann bogenförmig bewegt. Anschließend wird das Schneid­ werkzeug 12 so gesteuert, daß es das Werkstück 10 entlang einer Umfangsfläche in dem Werkstück ent­ sprechend dem Anfangs-Spanradius I schneidet. Auf der Grundlage der radialen Spantiefe K schneidet das Werkzeug 12 sukzessive Innenkreise in das Werkstück 10, bis schließlich der End-Spanradius J erreicht ist. Bei dem Linearverfahren werden die Länge des geradlinigen Wegs, entlang dem sich das Werkzeug 12 geradlinig bewegt, und der Anfangs­ werkstückradius P von der Mitte des Innenkreises zu dem Werkstück 10 miteinander verglichen, und die Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug 12 beim Linearverfahren zu bewegen ist, wird folgendermaßen bestimmt.

Bei dem Linearverfahren kann das Schneidwerkzeug 12 sich bezüglich des Werkstücks 10 in einer von drei verschiedenen Weisen bewegen. Gemäß einer er­ sten Möglichkeit hört die Entfernung, um die sich das Werkzeug 12 geradlinig bewegt, kurz vor dem Werkstück 10 auf, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Gemäß einer zweiten Möglichkeit kollidiert das Werkzeug 12 mit dem Werkstück 10. In einem dritten Fall ist das Werkstück 10 innerhalb eines Entfernungsbereichs positioniert, der gleich der Summe aus dem Radius des Schneidwerkzeugs 12 und der Schneidvorschubanfangs­ entfernung SN ist. Im ersten Fall kann das Werk­ zeug 12 den ganzen Weg mit Schnellvorschub bewegt werden. Bei der zweiten Möglichkeit kann das Werk­ zeug 12 mit Schnellvorschub bis zu einer Stelle ge­ radlinig bewegt werden, die unmittelbar vor dem Werkstück 10 liegt, und anschließend wird es mit der Schneidvorschubgeschwindigkeit bewegt, bis die Endposition des Linearbewegungshubs erreicht ist. In dem dritten Fall kann das Schneidwerkzeug 12 linear mit Schneidvorschubgeschwindigkeit bewegt werden.

Wenn der Anfangs-Werkstückradius P größer als ein vorbestimmter Wert ist (gleich der Entfernung der geradlinigen Bewegung beim Linearverfahren), der bestimmt wird durch den Anfangs-Spanradius I und den Schneidwerkzeugdurchmesser D, wird das Schneidwerk­ zeug mit Schnellvorschub geradlinig bewegt. Wenn der Anfangs-Werkstückradius größer ist als ein vor­ bestimmter Wert, der festgelegt wird durch die Schneidvorschubanfangsentfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D, jedoch kleiner ist als der Anfangs-Spanradius I und der Schneidwerkzeug­ durchmesser D, wird das Schneidwerkzeug 12 linear mit Schnellvorschub bis zu einer Stelle bewegt, die abhängig von dem Anfangs-Werkstückradius P, der Schneidvorschubsanfangsentfernung SN und dem Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimmt wird, und an­ schließend erfolgt die Bewegung mit Schneidvor­ schubgeschwindigkeit. Ist der Anfangs-Werkstück­ radius P kleiner als ein vorbestimmter Wert, der bestimmt wird durch die Schneidvorschubsanfangs­ entfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D, wird das Schneidwerkzeug 12 linear mit Schneidvorschub­ geschwindigkeit bewegt.

Im folgenden soll die Betriebsweise der Innenkreis- Schneidsteuervorrichtung näher erläutert werden.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen schematisch verschiedene Ent­ fernungen, über die sich das Schneidwerkzeug 12 beim Linearverfahren gegenüber dem Werkstück 10 geradlinig bewegen muß. Fig. 2 zeigt den ersten Fall, bei dem der lineare Abstand, über den sich das Schneidwerkzeug 12 bewegt, kurz vor dem Werk­ stück 10 aufhört. Fig. 3 zeigt den zweiten Fall, bei dem das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 10 kollidiert. Fig. 4 zeigt die dritte Alternative, bei der das Werkstück 10 innerhalb einer Entfer­ nung positioniert ist, die der Summe aus dem Ra­ dius des Schneidwerkzeugs 12 und der Schneid­ vorschubanfangsentfernung SN entspricht.

In Fig. 2 ist die folgende Ungleichung erfüllt:

MR < FR/√ + |D/2| (1)

wobei FR der Schneidradius und MR der Werkstück­ radius ist. In diesem Fall endet der von dem Schneidwerkzeug 12 beim Linearverfahren zurück­ gelegte Weg kurz vor dem Werkstück 10.

In Fig. 3 ist folgende Ungleichung erfüllt:

SN + |D/2| < MR FR√ + |D/2| (2)

In diesem Fall kollidiert das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück 10. Beim Linearverfahren wird das Schneidwerkzeug 12 mit Schnellvorschub bis zu einer Position bewegt, die unmittelbar vor dem Werkstück 10 liegt, wobei diese Position folgende Koordinaten hat:

x = x0 + (MR - SN - |D/2|)/√

y = y0 + (MR - SN - |D/2|)/√ (3)

wobei x, y die x- bzw. y-Koordinaten der von der Mitte des Innenkreises aus beim Linearverfahren zu erreichenden Stelle sind. x0 und y0 sind die Koordinaten der Mitte des Innenkreises. Dann wird das Schneidwerkzeug 12 linear mit Schneidvorschub­ geschwindigkeit bis zu der Endposition des Hubs des Linearverfahrens bewegt.

In Fig. 4 ist folgende Bedingung erfüllt:

0 MR SN + |D/2| (4)

In diesem Fall befindet sich das Werkstück 10 in­ nerhalb der Entfernung, welche durch die Summe des Radius des Schneidwerkzeugs 12 und die Schneid­ vorschubanfangsentfernung SN ist, und das Schneid­ werkzeug 12 wird über den gesamten Weg mit Schneid­ vorschubgeschwindigkeit bewegt.

Die oben erläuterten Beziehungen lassen sich durch die folgende Tabelle 1 zusammenfassen:

In der obigen Tabelle 1 ist FR der Schneidradius, und MR ist der Werkstückradius. Diese Radien MR und FR ändern sich jedesmal, wenn die radiale Spantiefe K zu dem Schneidradius während des Innenkreis- Schneidprozesses addiert wird, und der Radius des Innenkreises erhöht sich, während das Werkstück 10 sukzessive bearbeitet wird. Die Zahl n bedeutet die Häufigkeit, mit der sich der Radius des geschnitte­ nen Kreises ändert, wobei im Anfangs-Schneidzyklus n = 1 ist.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein prozeß zum Schneiden eines Innenkreises in das Werkstück 10 erläutert werden.

Zunächst wird das Schneidwerkzeug 12 mit Schnell­ vorschub zu einer vertikalen Schneid-Startposition Z0 bewegt (Schritt S1), und dann schneidet das Schneidwerkzeug 12 mit einer vertikalen Spantiefe Q und einer Schneidvorschubgeschwindigkeit in das Werkstück 10 (Schritt 2, vgl. Fig. 7). Im anschließen­ den Schritt S3 wird geprüft, ob das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück kollidiert.

Dieser Prüfschritt S3 wird dadurch ausgeführt, daß bestimmt wird, welcher der in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten und den Ungleichungen (1), (2) und (3) entsprechenden Fälle der Linearbewegung des Schneidwerkzeugs 12 beim Linearverfahren zutrifft. Wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 10 kollidieren wird, schaltet das Schneidwerkzeug 12 um von Schnellvorschub auf Schneidvorschub, und zwar unmittelbar bevor das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 10 in Berührung kommt.

Wenn im Schritt S4 die Ungleichung (1) (Fig. 2) zutrifft, wird das Schneidwerkzeug 12 in einem Schritt S6 geradlinig mit Schnellvorschubgeschwin­ digkeit bewegt. Trifft die Ungleichung (2) (Fig. 3) in einem Schritt S5 zu, so wird das Schneidwerkzeug 12 mit Schnellvorschubgeschwindigkeit bis zu einer Stelle geradlinig bewegt, die durch die Ungleichung (3) gekennzeichnet ist, also bis kurz vor die Kollision zwischen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 10. Anschließend wird das Werkzeug mit der Schneidvorschubgeschwindigkeit bis zu der End­ position des Hubs des Linearverfahrens bewegt (Schritt S7).

Wenn die Ungleichungen (1) und (2) nicht anwendbar ist, jedoch in den Schritten S4 und S5 die Unglei­ chung (4) erfüllt ist, wird das Schneidwerkzeug 12 mit Schneidvorschubgeschwindigkeit im Schritt S8 geradlinig bewegt.

Anschließend wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist, das Werkzeug 12 bogenförmig gemäß dem Pfeil F2 bewegt (Schritt S9), in einem Schritt S10 gemäß dem Pfeil F3 über den Umfang bewegt, um das Werkstück 10 zu schneiden, in einem Schritt S11 bogenförmig gemäß Pfeil F4 von dem Werkstück 10 weg bewegt, und in einem Schritt S12 linear zur Kreismitte gemäß Pfeil F5 bewegt, um auf diese Weise mit einem Schneid­ zyklus einen Innenkreis in das Werkstück 10 zu schneiden.

Wenn im Schritt S13 das Werkzeug 12 noch nicht eine vertikale Schneid-Endposition erreicht hat, geht die Steuerung zurück zum Schritt S2 und wie­ derholt die obigen Schritte. Hat das Werkzeug 12 die vertikale Schneid-Endposition erreicht, so wird im Schritt S14 festgestellt, ob der End-Span­ radius J erreicht ist oder nicht.

Ist der End-Spanradius J im Schritt S14 noch nicht erreicht, wird der Werkstückradius durch den der­ zeitigen Schneidradius ersetzt (Schritt S16), und der Schneidradius wird um die radiale Spantiefe K in einem Schritt S17 erhöht. Anschließend erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S1, um die obigen Schrit­ te zu wiederholen. Ist im Schritt S14 der End- Spanradius J erreicht, da der gewünschte Innen­ kreis fertig geschnitten ist, kehrt das Schneid­ werkzeug 12 mit Schnellvorschubgeschwindigkeit zu dem vertikalen Schneid-Startpunkt Z0 zurück (Schritt S15). Nunmehr ist der Innenkreis-Schneid­ prozeß vollständig abgeschlossen.

In dem in Fig. 5 dargestellten Flußdiagramm hat das Schneiden in vertikalen Z-Achsen-Richtung Priorität über dem Schneiden in radialer Rich­ tung. Allerdings kann das Werkstück wiederholt bearbeitet werden, so daß der Schneidradius um die radiale Spantiefe K erhöht wird, bis das Werkstück auf den End-Spanradius J geschnitten ist, und dann wird das Werkstück auf die vertika­ le Spantiefe Q geschnitten, woraufhin der Schneid­ radius wiederum um die radiale Spantiefe K erhöht wird, bis schließlich der End-Spanradius J er­ reicht ist. Weiterhin kann das Schneidwerkzeug 12 in dem Werkstück in umgekehrter Reihenfolge in den aufeinanderfolgenden Richtungen gemäß den Pfeilen F5, F4, F3, F2 und F1 in Fig. 6 bewegt werden.

Die Innenkreis-Schneidsteuervorrichtung gemäß der Erfindung hat folgende Vorteile:
Die Innenkreis-Schneidsteuervorrichtung wird mit Steuerparametern versorgt, die einen Anfangs-Span­ radius I, einen End-Spanradius J, eine radiale Span­ tiefe K, einen Schneidwerkzeugdurchmesser D, einen Anfangs-Werkstückradius P, der den kleinsten Ab­ stand von der Mitte des Innenkreises in dem Werk­ stück 10 bis zum dem Werkstück 10 angibt, und eine Schneidvorschubanfangsentfernung SN, bei der das Schneidwerkzeug 12 beginnt, sich mit einer Schneid­ vorschubgeschwindigkeit zu bewegen, bevor es das Werkstück 10 erreicht, beinhalten. Der Anfangs- Werkstückradius P und die Schneidvorschubanfangs­ entfernung SN dienen als Parameter, die kennzeich­ nend sind für die Möglichkeit einer Kollision zwi­ schen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 10. Die Steuereinheit 16 der Innenkreis-Schneidsteuer­ vorrichtung enthält eine Verarbeitungseinheit als Vergleichereinrichtung zum Vergleichen der Länge einer geradlinigen Bahn, die das Schneidwerkzeug 12 geradlinig beim Linearverfahren mit dem Anfangs- Werkstückradius P durchläuft.

Nachdem das Werkzeug 12 von der Mitte eines Innen­ kreises in dem Werkstück um eine Entfernung ent­ sprechend dem Anfangs-Spanradius I bewegt worden ist, wird es so gesteuert, daß es einen Innenkreis entsprechend der radialen Spantiefe K schneidet. Das Werkzeug 12 schneidet sukzessive Innenkreise mit verschiedenen Schnittradien auf der Grundlage der radialen Spantiefe K, bis der End-Spanradius J erreicht ist. Bei diesem Innenkreis-Schneid­ steuervorgang wird die Länge der geradlinigen Bahn, durch die sich das Schneidwerkzeug geradlinig beim Linearverfahren bewegt, verglichen mit dem Anfangs- Werkstücksradius P, und wenn das Schneidwerkzeug 12 davor ist, mit dem Werkstück 10 zu kollidieren, wird die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 12 so gesteuert, daß eine Umschaltung von dem Schnell­ vorschub auf den Schneidvorschub erfolgt, unmittel­ bar bevor das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 10 in Berührung gelangt.

Hieraus folgt, daß die Zeitspanne, die benötigt wird, damit das Schneidwerkzeug 12 sich geradlinig während des Linearverfahrens in solchen Fällen be­ wegt, in denen das Werkzeug 12 erwartungsgemäß mit dem Werkstück 12 in Berührung kommt, verkürzt wer­ den kann. An der Stelle, an der das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 12 in Berührung gelangt, wird das Werkzeug 12 nur mit Schneidvorschubgeschwindig­ keit bewegt. Deshalb werden das Schneidwerkzeug 12 und die Werkzeugmaschine weniger beansprucht, so daß ihre Lebensdauer steigt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Schneiden eines Innenkreises in ein Werkstück (10) mittels eines Schneidwerkzeugs (12) einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, umfassend:

• - eine Einrichtung, die als Steuerparameter einen Anfangs-Spanradius I, einen End-Spanradius J, eine radiale Spantiefe K, und einen Schneidwerkzeugdurchmesser D liefert,
• - eine Einrichtung zum linearen Bewegen des Schneid­ werkzeugs (12) von der Mitte eines Innenkreises in dem Werkstück (10) in radialer Richtung ent­ sprechend dem Anfangs-Spanradius I;
• - eine Einrichtung zum Schneiden eines Innenkreises in das Werkstück (10) entsprechend der radialen Spantiefe K, bis der End-Spanradius J erreicht ist;
• - eine Einrichtung, die als Steuerparameter einen Anfangswerkstückradius (P), der den kleinsten Ab­ stand von der Mitte des Innenkreises in dem Werk­ stück zu dem Werkstück (10) angibt, und eine Schneidvorschubanfangsentfernung SN liefert, bei der das Schneidwerkzeug (12) beginnt, sich mit Schneid­ vorschubgeschwindigkeit über den Anfangswerkstück­ radius P zu bewegen, bevor es das Werkstück er­ reicht,
• - eine Einrichtung zum Vergleichen der Länge eines geraden Wegs, über den sich das Werkzeug geradli­ nig bewegt, mit dem Anfangswerkstückradius, und
• - eine Einrichtung zum Festlegen einer Vorschubge­ schwindigkeit, mit der das Werkzeug (12) entlang dem geraden Weg zu bewegen ist, abhängig von dem Vergleichsergebnis zwischen der Länge des geraden Wegs und dem Anfangswerkstückradius P.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Festlegen der Vorschubgeschwindig­ keit einer Einrichtung aufweist zum Bewegen des Schneidwerkzeugs (12) mit einer Schnellvorschub­ geschwindigkeit entlang dem geradlinigen Weg, wenn der Anfangswerkstückradius P größer ist als ein Wert, der bestimmt wird durch den Anfangs-Span­ radius I und den Schneidwerkzeugdurchmesser D.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Wert gleich der Summe aus dem Anfangs-Spanradius I und der Hälfte des Schneidwerkzeugdurchmesser D ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Festlegen der Vorschubgeschwindig­ keit aufweist: eine Einrichtung zum Bewegen des Schneidwerkzeugs (12) mit einer Schnellvorschub­ geschwindigkeit entlang dem linearen Weg bis zu einer Stelle, die sich bestimmt durch den Anfangs­ werkstückradius P, die Schneidvorschubanfangs­ entfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D, wenn der Anfangswerkstückradius P größer ist als ein Wert, der sich bestimmt durch die Schneid­ vorschubanfangsentfernung SN und den Schneidwerk­ zeugdurchmesser D, und kleiner ist als ein Wert, der sich bestimmt durch den Anfangs-Spanradius I und den Schneidwerkzeugdurchmesser D, wobei anschließend das Schneidwerkzeug mit einer Schneidvorschubge­ schwindigkeit bewegt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der durch die Schneidvorschubanfangsentfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimmte Wert gleich ist der Summe aus der Schneidvorschuban­ fangsentfernung SN und der Hälfte des Schneid­ werkzeugdurchmesser D, der durch den Anfangs-Spanra­ dius I und dem Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimm­ te Wert gleich ist der Summe aus dem Anfangs- Spanradius I und der Hälfte des Schneidwerkzeug­ durchmesser D, und die Stelle, die sich aus dem Anfangswerkstückradius P, der Schneidvorschub­ anfangsentfernung SN und dem Schneidwerkzeug­ durchmesser D bestimmt, die Differenz zwischen dem Anfangswerkstückradius P und der Summe aus Schneidvorschubsanfangsentfernung SN und der Hälfte des Schneidwerkzeugdurchmesser D ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Festlegen der Vorschubgeschwin­ digkeit aufweist: eine Einrichtung zum Bewegen des Schneidwerkzeugs (12) mit Schneidvorschubge­ schwindigkeit entlang dem linearen Weg, wenn der Anfangswerkstückradius P größer ist als ein Wert, der sich durch die Schneidvorschubanfangs­ entfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der durch die Schneidvorschubanfangsentfernung SN und den Schneidwerkzeugdurchmesser D bestimmte Wert gleich der Summe aus der Schneidvorschubanfangsentfernung SN und dem halben Schneidwerkzeugdurchmesser D ist.