DE4291618C2 - Computernumerisch-gesteuerte Maschine mit einer manuellen Bedieneinheit zur Steuerung eines programmierten Verfahrwegs - Google Patents

Computernumerisch-gesteuerte Maschine mit einer manuellen Bedieneinheit zur Steuerung eines programmierten Verfahrwegs

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Description

Im Kontext dieser Beschreibung ist der im folgenden verwendete Begriff Schneidwerkzeug nicht auf Standard-Dreh- oder Fräswerk­ zeuge beschränkt, sondern schließt alle mechanischen, elektroni­ schen und/oder elektro-mechanischen Vorrichtungen mit ein, die für die Modifizierung der Form und/oder der Eigenschaften eines Werkstücks eingesetzt werden. Beispiele für Schneidwerkzeuge sind Fräser, Drehwerkzeuge, Schleifscheiben, Laserstrahlschneider, Plasmaschneider und Stanzwerkzeuge. Es sollte jedoch deutlich werden, daß die Erfindung gleichermaßen für alle computer­ numerisch gesteuerten Maschinen Anwendung findet, die über mindestens ein bewegbares, betriebsfähiges Teil verfügen und somit auch in anderen Bereichen, wie zum Beispiel im Bereich der Robotik, eingesetzt werden kann.
Die Entwicklung von Mehrachsen- und Multifunktions-Werkzeug­ maschinen in Verbindung mit der Entwicklung von anspruchsvollen, computergesteuerten Operationen hat die Entstehung von Hoch­ geschwindigkeits-Präzisionswerkzeugmaschinen gefördert, die in der Lage sind, komplexe, mehrere Schritte umfassende Operationen auf einer Maschine durchzuführen.
Normalerweise wird eine CNC-Maschine von einem Computerprogramm, einem sogenannten Teileprogramm, gesteuert, das der Maschine in regelmäßiger Folge Anweisungen gibt, aufeinanderfolgende Serien von Einzeloperationen in einer vorbestimmten Reihenfolge aus­ zuführen, so daß das bewegbare, betriebsfähige Teil entlang einem programmierten Verfahrweg bewegt wird, der durch das Teile­ programm festgelegt ist. Jede einzelne Anweisung wird mit dem Begriff "Block" bezeichnet und kann eine bindende Anweisung für jede steuerbare Achse einzeln oder für eine Kombination steuerbarer Achsen bilden. So kann zum Beispiel ein Block ein Schneidwerkzeug anweisen, sich 5 mm in der Y-Achse mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu bewegen. Blöcke für mehrere Achsen können ein Schneidwerkzeug anweisen, zu rotieren und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit 0,05 mm in der Y- und der X-Achse vorwärts zu fahren. Nach Programmierung in den Computer sind die Blöcke dann in einer bestimmten Reihenfolge festgelegt. Der gesamte Satz der aufeinanderfolgenden Blöcke kann dann automatisch vom Anfang bis zum Ende des Teileprogramms von der CNC-Maschine ausgeführt werden.
CNC-Maschinen verfügen herkömmlicherweise über einen Bahninterpolator und einen Positionsregler. Der Bahninterpolator erzeugt interpolierte Positionsbefehle unter Zugrundelegung von Eingaben, die eine Vorschubspezifikation repräsentieren, d. h. alle Daten, die erforderlich sind, um den gewünschten Vorschub für den programmierten Verfahrweg zu bestimmen, und von Bewegungsbefehlen in höherer Programmiersprache (sogenannten höheren Bewegungsbefehlen), die die interne numerische Repräsentation der Daten darstellen, die für die Interpolation der Maschine entlang des gewünschten Verfahrwegs bis zum Endpunkt des aktuellen Blocks erforderlich sind. Normalerweise stellt ein höherer Bewegungsbefehl die mit einem Block assoziierte Bewegung dar, dies ist jedoch nicht bindend. Zwei oder mehr Blöcke können, wenn möglich, zu einem höheren Bewegungsbefehl zusammengefaßt werden, und ein Bewegungsblock kann in mehreren höheren Bewegungsbefehlen repräsentiert sein. Die logische Verknüpfung der höheren Bewegungsbefehle beschreibt den programmierten Verfahrweg. Die Datenströme, die unter dem Begriff "höhere Bewegungsbefehle" zusammengefaßt werden, können außerdem Information enthalten, bei der es sich nicht um höhere Bewegungsbefehle handelt. Besagte Information kann aus Vorschubeinstellungen, verschiedenen Codes, Versetzungen usw. oder anderen internen Daten für die Erhaltung der Systemintegrität bestehen. Der Bahninterpolator spaltet einen höheren Bewegungsbefehl in eine Folge von interpolierten Positionsbefehlen, basierend auf dem Interpolationsmodus.
Der Interpolationsmodus beinhaltet eine Spezifikation des geometrischen Verfahrwegs, der vom Schneidwerkzeug vom programmierten Anfangspunkt zum programmierten Endpunkt durchlaufen wird. Der Interpolationsmodus kann außerdem Hinweise darauf enthalten, wie die Vorschubspezifikation vom Bahninterpolator zu interpretieren ist. Einige typische Beispiele für Interpolationsmodi sind:
Lineare Interpolation - das Schneidwerkzeug wird in einer geraden Linie mit vorgegebenem Vorschub verfahren;
Kreisinterpolation - das Schneidwerkzeug wird in einem Kreisbogen mit vorgegebenem Vorschub verfahren;
Spline-Interpolation - das Schneidwerkzeug wird in einer geometrischen Kurve mit vorgegebenem Vorschub verfahren; und
Eilgangsinterpolation - das Schneidwerkzeug wird so schnell wie möglich in einer geraden Linie verfahren.
Ein interpolierter Positionsbefehl ist ein "Schnappschuß" der gewünschten Maschinenposition an einem Punkt des programmierten Verfahrwegs. Ein interpolierter Positionsbefehl wird im Durchschnitt einmal pro Aktualisierungsperiode vom Bahninterpolator erzeugt.
Der nächste interpolierte Positionsbefehl wird durch Interpolation vom aktuellen interpolierten Positionsbefehl entlang eines Verfahrweges erzeugt, der vom Interpolationsmodus durch eine Distanz in der Größenordnung einer Positionsverlagerung, die wiederum aus den Vorschubsdaten ermittelt wird, festgelegt wird.
Der Positionsregler der CNC-Machine empfängt die interpolierten Positionsbefehle herkömmlicherweise mit einer Häufigkeit von einem interpolierten Positionsbefehl pro Aktualisierungsperiode der Maschine und führt einen Steueralgorithmus durch, der bewirkt, daß das Schneidwerkzeug versucht, eine Position einzunehmen, die aus dem interpolierten Positionsbefehl ermittelt wird. Der Positionsreglermodul kann mit jeder beliebigen Kombination aus Software, Firmware und Hardware implementiert werden.
CNC-Maschinen können außerdem mit manuellen Bedieneinheiten ausgestattet sein, normalerweise handelt es sich hierbei um einen manuellen Impulsgenerator (MPG) und/oder ein Handrad, das im manuellen Operationsmodus der Maschine verwendet wird, um dem Bediener die manuelle Positionierung der Maschine in einer gewählten Richtung zu ermöglichen. Ein manueller Impulsgenerator besteht normalerweise aus einer elektro-mechanischen Vorrichtung, die je nach ihrer Position elektrische Signale erzeugt (normalerweise Impulse), wobei die Position manuell mit einem Handrad, einem Hebelschalter oder einer ähnlichen Vorrichtung verstellt werden kann.
Herkömmlicherweise erzeugt der MPG Impulse proportional zu seiner Schwenkposition, und ein Handrad, das mechanisch am MPG befestigt ist, ermöglicht dem Bediener, die Schwenkposition zu verstellen.
Das Handrad und/oder der MPG einer CNC- Maschine wird üblich in manuellem Operationsmodus verwendet. In diesem Modus ist der Bahninterpolator normalerweise außer Kraft gesetzt, und ein typisches Funktionslayout eines solchen Systems ist in Abb. 1 dargestellt.
Vor kurzem wurde der Einsatz des MPG an CNC-Maschinen jedoch erweitert, und er verfügt nun über einen MPG-Live- Offset-Modus während des Arbeitens im automatischen Modus. Im automatischen Modus ist der Bahninterpolator nicht außer Kraft gesetzt, sondern operiert normal. Im Live-Offset-Modus bewirkt der Betrieb des MPG oder Handrades, daß die Maschinenposition in einer gewählten Richtung vom programmierten Verfahrweg versetzt wird. Die Richtung wird normalerweise durch Drücken einer Taste oder eines Schalters gewählt, der einer Bewegungsachse zugeordnet ist. Ein Funktionslayout eines solchen Systems ist in Abb. 2 dargestellt.
Mit der Bewegung des Schneidwerkzeugs im "Live-Offset-Modus" wird eine Referenzrahmenverschiebung für den Bezugspunkt des Werkstückes vorgenommen, und zwar lediglich entlang einer der Achsen (z. B. X, Y, Z), in deren Koordinaten der Bezugspunkt ausgedrückt ist.
Es ist wünschenswert, ein Teileprogramm vor dessen Einsatz auf einer CNC-Werkzeugmaschine zu testen. Dies wurde bisher durch eine oder mehrere Testmethoden für Teileprogramme erreicht, die die im folgenden aufgeführten Nachteile aufwiesen.
Das Teileprogramm kann mit Trockenlaufvorschub durchgeführt werden, wobei die Vorschubeinstellung, die Gruppe von Einstellungen oder der Algorithmus dazu dient, eine geeignete Vorschubeinstellung für die Ausführung des Teile­ programms mit hoher Geschwindigkeit zu ermitteln oder zu berechnen, ohne daß das Schneidwerkzeug das Werkstück berührt.
Auch wenn das Schneidwerkzeug das Werkstück nicht berührt, ist der Risikofaktor beim Betreiben der Maschine mit hoher Geschwindigkeit dennoch extrem hoch. Die Wucht modernder Maschinen in einer Unfallsituation ist groß genug, um erhebliche Schäden an der Werkzeugmaschine und in deren Umgebung zu verursachen. Jegliche Fehler im Teileprogramm können so zu verhängnisvollen und teuren Maschinenunfällen führen, bevor der Tester Zeit hat, auf die Tatsache zu reagieren, daß die Maschine den gewünschten Verfahrweg verlassen hat, und Ausweichmanöver zu unternehmen.
Als Alternative kann das Teileprogramm mit skaliertem Vorschub durchgeführt werden, wobei der programmierte Vorschub auf einen Bruchteil seines Wertes herabgesetzt wird. Ein Beispiel einer Werkzeugmaschine, die skalierten Vorschub im automatischen Modus bietet, ist in der US-A 4,510,427 dargestellt.
Die US-A 4,510,427 beschreibt eine numerisch gesteuerte Maschine, die in einem der folgenden Modi betrieben werden kann:
Jog-Vorschubmodus (JOG), ein manueller Operationsmodus unter Verwendung einer Jog-Vorschubtaste, die eine skalierte Überlagerung des Jog-Vorschubs mit dem MPG ermöglicht;
Normaler manueller Modus (HDL), in dem Maschinenwerkzeug­ bewegungen ausschließlich manuell mit dem MPG gesteuert werden; und
Automatischer Modus, der das Teileprogramm abarbeitet und in dem ebenfalls das Herauf- oder Hinunterschalten des Vorschubs auf einen skalierten Prozentsatz (%) des automatisch befoh­ lenen Vorschubs ermöglicht, abhängig von der Position, auf die der MPG gestellt ist.
Wenn der MPG der Maschine der US-A 4,510,427 im automatischen Betriebsmodus verwendet wird, arbeitet er wie ein empfind­ licher Vorschubselektor und macht somit eine separate Vorschubüberlagerungs-Selektoreinheit überflüssig. Obwohl eine Maschine mit Vorschubüberlagerung die Reaktionszeit, die dem Tester zur Verfügung steht, um einer potentiellen Unfallsituation auszuweichen, verlängert, bestehen doch einige Nachteile.
Einerseits ist die Testzeit des Programms wegen der langsamen Vorschübe verlängert.
Außerdem ist die Reaktionszeit (aufgrund von Fehlern im Teileprogramm), die dem Tester zur Verfügung steht, kürzer, wenn das Programm in seinem Verlauf die Maschine sehr dicht an gefährliche Positionen heranbringt.
Darüberhinaus beinhalten viele Teileprogramme Bewegungsblöcke mit sehr niedrigem programmierten Vorschub, unmittelbar gefolgt von Bewegungsblöcken mit hohem programmierten Vorschub. Dies wird besonders bei Tiefschleifanwendungen deutlich, wo Bewegungsblöcke mit einem programmierten Vorschub in der Größenordnung von 0,05 mm/Min. von Bewegungsblöcken im Eilgangsmodus gefolgt werden, die das Schneidwerkzeug vom Werkstück zurückziehen und das Schneidwerkzeug für die nächste Schneid- oder Schleifoperation positionieren. In diesem Fall wäre 10% des programmierten Eilgangs (normalerweise 5000 mm/Min) viel zu hoch. Wenn die Maschine das Ende der Bewegung mit 0,05 mm/Min. Vorschub erreicht, wird sie sich plötzlich vergleichsweise sehr schnell bewegen, wenn der Eilgangsmodus-Block beginnt. Bei dieser Anwendung besteht eine weitere Gefahr. Während der Ausführung des Blocks mit 0,05 mm/Min Vorschub besteht die Möglichkeit, daß der Tester den Vorschubüberlagerungsselektor auf 100% (oder höher) zurücksetzt, da die Maschine sich extrem langsam bewegt. Wenn die Maschine dann den Eilgangsmodus-Block beginnt, bewegt sie sich plötzlich mit voller Geschwindigkeit und das Risiko eines Maschinenunfalls ist somit erheblich erhöht.
Vor kurzem wurde eine weitere Testmethode für Teileprogramme entwickelt, bei der eine graphische Darstellung den Verlauf des programmierten Verfahrwegs zeigt, ohne daß die Maschine tatsächlich bewegt wird.
Der Einsatz der graphischen Simulation zum Zwecke des Programmtestens ist sehr effektiv für zweidimensionale Maschinen und einigermaßen effektiv für dreidimensionale Maschinen. Wenn die Maschine jedoch Profilwerkstück- oder Schneidwerkzeugorientierung sowohl als auch zwei- oder dreidimensionale Positionierung mit einschließt, wird die Interpretation der Darstellung eines programmierten Verfahrwegs auf einem zweidimensionalen Bildschirm für den Tester äußerst schwierig.
Darüberhinaus können bei der graphischen Darstellung zuviele Einzelheiten verborgen bleiben. Oftmals kann der Tester ein Detail eines kleinen Abschnitts des programmierten Verfahrweges wegen der Auflösung und begrenzten Perspektive des Bildschirms nicht erkennen. Geringfügige Fehler im Teileprogramm (z. B. weniger als 1 mm) können während der graphischen Simulation unentdeckt bleiben, jedoch bei der Ausführung des Teileprogramms einen Unfall verursachen.
Es ist daher wünschenswert, über eine CNC-Maschine zu verfügen, die ein Teileprogramm testen kann und keine der Nachteile der besagten Testmethoden für Teileprogramme aufweist.
Es ist wünschenswert, dem Tester präzisere Kontrolle über die Geschwindigkeit, mit der die Maschine während des Testlauf verfährt, zu ermöglichen, und dadurch das Unfallrisiko der Maschine aufgrund von Teileprogrammfehlern zu reduzieren.
Es ist außerdem wünschenswert, dem Tester die Möglichkeit zu geben, die tatsächliche Ausführung des Teileprogramms durch die Maschine einzusehen, wobei es möglich ist, die Maschinengeschwindigkeit für die Abschnitte herunterzuschalten, die einer detaillierten Untersuchung bedürfen.
Es ist weiterhin wünschenswert, dem Tester einer CNC- Maschine ein verbessertes Mittel zur Steuerung des Schneidwerkzeugs in die Hand zu geben, ohne daß das Schneidwerkzeug von seinem programmierten Verfahrweg abweicht. Bisher konnte der Bediener während der Ausführung eines Teileprogramms, das ein Schneidwerkzeug entlang eines programmierten Verfahrwegs bewegt, die Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang dem programmierten Verfahrweg nur durch Herunter- oder Hinaufschalten oder mit dem Vorschub­ überlagerungsselektor und/oder mit Einsatz des MPG im Live- Offset-Modus durch Versetzen des Schneidwerkzeugs von seinem programmierten Verfahrweg in einer gewählten Richtung steuern.
Diese Aufgabe wird von einer computernumerisch gesteuerten Maschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise ist die Bewegung des Werkzeugs der CNC-Maschine durch die manuelle Bedieneinheit in Vorwärts- und Rückwärts­ richtung entlang dem programmierten Verfahrweg steuerbar. So kann der Bediener zum Beispiel während des Testens von Teileprogrammen das Werkzeug zurückverfolgen und kritische Abschnitte des programmierten Verfahrwegs erneut überprüfen.
Die Möglichkeit, den programmierten Verfahrweg zurückzuver­ folgen, gibt dem Bediener außerdem die Gelegenheit, Bewe­ gungsblöcke, die die gewünschten Operationen nicht korrekt ausführten, erneut durchzuführen. Wenn zum Beispiel ein Schneidwerkzeug die beiden Abschnitte auf jeder Seite eines Schnitts nicht völlig voneinander getrennt hat, kann der Bediener erfindungsgemäß entlang dem programmierten Weg zurückfahren, bis vor den problematischen Abschnitt, und den Schneidvorgang solange wiederholen, bis die beiden Schnitt­ sektionen getrennt sind.
Manchmal, im Fall eines Bruchs oder Blockierens eines Schneidwerkzeugs, kann es vorkommen, daß ein Schneidwerkzeug sich so festgesetzt hat, daß es auf üblichem Wege nicht mehr entfernt werden kann. Mit der Erfindung kann der Bediener das Schneidwerkzeug entnehmen, indem er es entlang dem Ver­ fahrweg, der in die Blockierposition führte, zurückfährt.
Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um den sichersten Weg, das Schneidwerkzeug zu entnehmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine CNC-Maschine vor, die über eine programmierbare Steuereinrichtung verfügt, die so programmiert ist, daß Signale höherer Bewegungsbefeh­ le, d. h. solche, die in einer höheren Programmiersprache programmiert sind, erzeugt werden, die den programmierten Verfahrweg eines bewegbaren Werkzeugs repräsentieren, typischerweise eines Schneidwerkzeugs, sowie über einen Bahninterpolator, der die Bewegungsbefehlssignale empfängt und verarbeitet, um interpolierte Bewegungsbefehlssignale zu erzeugen, weiterhin über einen Positionsregler, der die Bewegung des Werkzeugs entlang dem programmierten Verfahrweg steuert, dies in Übereinstimmung mit den interpolierten Bewegungsbefehlssignalen, wobei die CNC-Maschine wiederum über die manuelle Bedienungseinheit gemäß der Erfindung verfügt. Diese kann auch manuelle Steuersignale für die Steuerung des Werkzeugs in Inkrementen entlang dem program­ mierten Verfahrweg erzeugen. Der hier verwendete Begriff "inkrementale Steuerung" bezieht sich auf die Steuerung der Position des Werkzeugs entlang dem programmierten Verfahrweg, nicht aber auf die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs.
Vorzugsweise ist die CNC-Maschine außerdem so programmiert, daß sie Vorschubsignale erzeugt, die eine Vorschubspezifika­ tion des Werkzeugs entlang dem programmierten Verfahrweg repräsentieren, wobei die Vorschubsignale in den Bahninter­ polator eingegeben werden, um dort mit den höheren Befehls­ signalen verarbeitet zu werden. Die manuelle Bedieneinheit in einer CNC-Maschine schließt erfindungsgemäß vorzugsweise einen manuellen Impulsgenerator (MPG) mit ein, der Signale oder Impulse für die Steuerung der Bewegung des betriebsfähigen Teils der CNC-Maschine entlang des vorher festgelegten Verfahrwegs erzeugt. Praktischerweise sind ein Handrad, ein Hebelschalter, Jog-Tasten oder andere von Hand verstellbare Mittel an den MPG angeschlossen, sodaß der Bediener die Position des MPG verstellen kann. Somit kann bei Vorhandensein eines Handrades der MPG so eingerichtet werden, daß er Steuersignale oder -impulse proportional zu den Änderungen seiner Winkelposition erzeugt.
Vorzugsweise werden die Steuersignale oder -impulse, die vom MPG erzeugt werden, den Signalen, die die normale Bewegung des betriebsfähigen Teils entlang seines programmierten Verfahrwegs repräsentieren, solcherart überlagert, daß die Positionsverlagerung des MPG bewirkt, daß die Werkzeugmaschine entlang ihres programmierten Verfahrwegs entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bewegt wird, abhängig von der Richtung, in der das Handrad oder anderweitig von Hand verstellbare Mittel vom Bediener bewegt wird. Die Steuersignale oder -impulse vom MPG repräsentieren somit den MPG-Vorschub und, im Falle eines MPG mit einem Handrad, bestimmt die Positionsverlagerung durch Drehen des Handrades den Betrag, um den das betriebsfähige Teil oder Schneidwerkzeug entlang seines programmierten Verfahrwegs gesteuert wird, wenn die Maschine sich in MPG-Vorschubmodus befindet. Die Vorschubspezifikation kann zum Beispiel mit einem Vorschubüberlagerungs-Selektor auf null gestellt werden, worauf die Entfernung, die das Schneidwerkzeug entlang seines programmierten Verfahrwegs in MPG-Vorschubmodus zurücklegt, proportional zu dem Betrag ist, um den das Handrad gedreht wird. Dies steht im Gegensatz zu einer Maschine, die über MPG-Live-Offset verfügt und zu der Maschine der US-A 4,510,427, die die manuelle Positionsregulierung eines Schneidwerkzeugs im automatischen Modus nicht zulassen.
Es ist zu ersehen, daß eine CNC-Maschine gemäß der Erfindung während des Testens von Teileprogrammen im MPG- Vorschubmodus betrieben werden kann, und somit Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden des Testens von Teileprogrammen bietet.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das Risiko eines Maschinenunfalls aufgrund von Fehlern im Teileprogramm während des Testens von Programmen reduziert, da der Tester genauere Kontrolle über die Geschwindigkeit hat, mit der die Maschine verfährt. Diese Kontrolle ist unabhängig von Interpolationsmodus und Vorschubspezifikation. Die Erfindung ermöglicht dem Tester somit, die tatsächliche Ausführung des Teileprogramms durch die Maschine einzusehen, wobei die Geschwindigkeit dort verlangsamt werden kann, wo Details untersucht werden müßen.
Vorzugsweise werden die MPG-Vorschubsignale in den Bahninterpolator der CNC-Maschine eingegeben, wo sie den Vorschubsignalen, die die normale Vorschubspezifikation der Werkzeugmaschine darstellen, überlagert werden. Bei der Vorschubspezifikation handelt es sich normalerweise um eine Kombination aller der Daten, die für die Bestimmung des gewünschten Vorschubs entlang des programmierten Verfahrwegs erforderlich sind und folgendes umfassen können: einen programmierten Vorschub vom programmierbaren Vorschuberzeugungsmittel; Eilgangsmodus-Vorschubsdaten; Parameter oder Berechnungsalgorithmen; und Vorschubsüberlagerungen von einem Vorschubselektor.
In einer bevorzugten Anwendungsform verfügt der Bahninterpolator über Geschwindigkeitsinterpolationsmittel, die die Vorschubspezikationssignale und die MPG-Vorschubssignale empfangen und verarbeiten, um Vorschubsgrößenordnungs- und - richtungssignale zu erzeugen, sowie über Weginterpolationsmittel, die besagte höhere Befehlssignale und besagte Vorschubsgrößenordnungs- und -richtungssignale empfangen und verarbeiten, um besagte interpolierte Positionsbefehlsignale zu erzeugen. Praktischerweise schließt der Bahninterpolator einen Bewegungsbefehlspeicher zur Speicherung besagter höherer Befehle in einer Bewegungsbefehl- Warteschlange vor Weitergabe besagter höherer Bewegungsbefehle in Reihenfolge an besagten Weginterpolator mit ein.
Im folgenden werden nun Beispiele für den Betrieb von CNC- Maschinen entsprechend dem bekannten Stand der Technik und eine bevorzugte Anwendungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, ausschließlich durch Aufführung von Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei:
Abb. 1 eine CNC-Maschine betrieben in manuellem Modus darstellt;
Abb. 2 eine CNC-Maschine im MPG-Live-Offset-Modus darstellt;
Abb. 3 eine CNC-Maschine gemäß der Erfindung im MPG- Vorschubmodus darstellt;
Abb. 4 den Bahninterpolator der CNC-Maschine in Abb. 3 darstellt; und
Abb. 5 den MPG-Spezifikationsfilter der CNC-Maschine in Abb. 3 darstellt.
Abb. 1 und 2 zeigen eine herkömmliche CNC- Werkzeugmaschine mit einer programmierbaren Hauptsteuerungeinheit (programmable control unit, PCU) 1, einem Bahninterpolator 3, einem Positionsregler 4, einem beweglichen, betriebsfähigen Teil oder Schneidwerkzeug 5, und wahlweise einem Vorschubüberlagerungs-Selektor 10.
Die CNC-Maschine verfügt außerdem über eine manuelle Bedieneinheit in Form eines Handrads 6, einen manuellen Impulsgenerator MPG 7, einen MPG-Positionszähler 8 und Achsenwahltasten oder -schalter 2, die den Betrieb der CNC- Maschine entweder in manuellem Betriebsmodus (Abb. 1) oder im MPG-Live-Offset-Modus (Abb. 2) ermöglichen, wie im folgenden beschrieben.
Im automatischen Betriebsmodus der CNC-Maschine in den Abb. 1 und 2 empfängt der Bahninterpolator 3 höhere Bewegungsbefehlsignale und Vorschubspezifikationssignale von der PCU 1 und interpoliert die empfangenen Signale in eine Folge von interpolierten Positionsbefehlsignalen, basierend auf dem programmierten Interpolationsmodus des Bahninterpolators 3.
Die Vorschubspezifaktion ist eine Kombination aller Daten, die für die Bestimmung des gewünschten Vorschubs entlang des programmierten Verfahrwegs erforderlich sind. Hierbei kann es sich um den programmierten Vorschub, Eilgangsmodus- Vorschubsdaten, Parameter oder Berechnungsalgorithmen, und Vorschubsüberlagerungen vom Vorschubüberlagerungs-Selektor 10, Vorschubüberlagerungs-Bits, Grenzwerte und andere Überlagerungen handeln. Der Vorschubsüberlagerungs-Selektor 10 verfügt vorzugsweise über eine elektro-mechanische Vorrichtung, die vom Bediener verwendet wird, um die Skalierung des programmierten Vorschubs zu regulieren. Die Vorschubspezifikation wird einmal pro Maschinenaktualisierungs- Periode geprüft, um Änderungen der Vorschubsüberlagerungen zu kompensieren.
Der Positionsregler 4 empfängt die interpolierten Positionsbefehlsignale vom Bahninterpolator 3 mit einer durchschnittlichen Betriebshäufigkeit von einem interpolierten Positionsbefehlsignal pro Maschinenaktualisierungs-Periode, und führt einen Steuerungsalgorithmus aus, der die Bewegung des betriebsfähigen Teils oder Schneidwerkzeugs 5 steuert und bewirkt, daß das Teil oder Werkzeug 5 den Versuch unternimmt, in die Position zu gelangen, die mit dem interpolierten Positionsbefehlsignal ermittelt wurde.
Es ist ersichtlich, daß der Positionsregler die Bewegung des betriebsfähigen Teils in wohlbekannter Weise steuern kann, indem er die Bewegung einer Reihe von beweglichen Maschinenteilen (nicht abgebildet) und Gelenken, die die Verbindung zwischen sich nebeneinander befindenden Maschinenteilen und zwischen dem letzten Maschinenteil und dem Schneidwerkzeug bilden, steuert. Eine neuartige Form der Bewegungssteuerung solcher Maschinenteile ist in der WO 92/22024 offenbart, deren Inhalt als Teil dieser Darstellung betrachtet werden soll.
Mit dem Vorhandensein manueller Bedieneinheiten wie dem Handrad 6 und dem MPG 7 kann die Maschine im manuellen Modus anstatt im automatischen Modus betrieben werden. Im manuellen Modus ist der Bahninterpolator entweder ausgeschaltet oder außer Kraft gesetzt, sodaß nur ein eingefrorenes interpoliertes Positionsbefehlsignal vom Bahninterpolator erzeugt wird, wie in Abb. 1 zu sehen ist. Handbedienung des Handrads 6 bewirkt dann, daß der MPG 7 elektrische Impulse an den MPG-Positionszähler 8 sendet; die Anzahl der Impulse ist proportional zur Winkelverstellung des Handrads 6. Der MPG-Positionszähler 8 sendet dann Steuersignale an den Positionsregler 4, der das Schneidwerkzeug 5 in Inkrementen in einer "gewählten Richtung" entsprechend den Steuersignalen vom MPG-Positionszähler 8 bewegt. Die "gewählte Richtung" wird normalerweise mit den Achsenwahltasten oder - schaltern 2 gewählt, die der gewünschten Achse oder gewünschten Bewegungsrichtung zugeordnet sind.
Als Alternative kann eine CNC-Maschine mit einem manuellen Impulsgenerator 7 in einem Live-Offset-Modus (siehe Abb. 2) betrieben werden, wobei vom MPG-Positionszähler 8 erzeugte MPG-Steuersignale als Reaktion auf den Betrieb des Handrades 6 an den Positionsregler 4 gesendet werden, die die Position des Schneidwerkzeugs 5 in einer gewählten Richtung versetzen, indem sie das Schneidwerkzeug 5 in Inkrementen in der gewählten Richtung bewegen. Die gewählte Richtung wird wiederum mit den Achsenwähltasten oder -schaltern 2 gewählt, die der gewünschten Achse oder Bewegungsrichtung zugeordnet sind.
Eine bevorzugte, erfindungsgemäße Anwendungsform einer CNC-Maschine ist in Abb. 3 bis 5 schematisch dargestellt. Die CNC-Maschine in Abb. 3 ist grundsätzlich der CNC-Maschine in den Abb. 1 und 2 ähnlich und entsprechende Teile sind mit den gleichen Referenznummern versehen.
Die Maschine in den Abb. 3 bis 5 unterscheidet sich von der in den Abb. 1 und 2 darin, daß sie über eine manuelle Steuerungsvorrichtung verfügt, die die manuelle Regulierung der Position des Schneidwerkzeugs 5 in Inkrementen entlang des programmierten Verfahrwegs ermöglicht. Dies wird in der Anwendungsform in den Abb. 3 bis 5 durch Eingabe einer MPG-Vorschubspezifikation in den Bahninterpolator 3 erreicht. Die CNC-Maschine in den Abb. 3 bis 5 kann im automatischen Modus auf die gleiche Weise wie die Maschine in den Abb. 1 und 2 betrieben werden. Im ausschliesslich automatischem Betriebsmodus werden keine Signale vom MPG- Positionszähler an den Bahninterpolator weitergegeben. Im Gegensatz zu herkömmlichen CNC-Maschinen kann die CNC-Maschine in Abb. 3 im MPG-Vorschubsmodus betrieben werden, wobei der Bediener der Maschine die Bewegung des Schneidwerkzeugs entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung und in Inkrementen entlang des programmierten Verfahrwegs durch Bewegen des Handrades 6 (oder anderer von Hand bedienbarer Mittel wie einem Hebelschalter oder ähnlichem) um den gewünschten Grad in die gewünschte Richtung von Hand steuern kann.
Während des MPG-Vorschubmodus arbeitet der MPG- Positionszähler 8 mit einer angemessenen Frequenz, ähnlich wie oder größer als die Maschinenaktualisierungs-Frequenz. MPG- Impulse vom MPG 7 werden vom MPG-Positionszähler erfasst, der die Impulse in ein Register codiert, das die Winkelposition des MPG 7 repräsentiert. Die Differenz zwischen diesem Positionsregister und dem Wert des Positionsregisters zum vorangegangenen Zeitablesewert wird mit dem MPG-Skalierfaktor multipliziert, die mit dem MPG-Skalenselektor 9 gewählt wird. Bei der MPG- Skala handelt es sich um einen Skalierfaktor, der den Wert eines MPG-Impulses bestimmt. Oftmals wird diese Wahl durch Betätigen einer MPG-Skalierfaktortaste (z. B.: X1, X10, X100 etc.) vorgenommen, oder durch Wahl einer Einstellung eines diskret oder kontinuierlich rotierenden Schalters des MPG- Skalenselektors 9. Das Ergebnis ist eine Position, die die skalierte Verstellung von der Winkelposition des MPG zum vorangegangenen Zeitablesewert auf die gegenwärtige Winkelposition des MPG repräsentiert. Das Vorzeichen (positiv oder negativ) dieses Ergebnisses zeigt die Drehrichtung des MPG an. Dieser Wert wird dann an den Bahninterpolator als die MPG- Vorschubspezifikation weitergegeben.
Der Bahninterpolator addiert die MPG- Vorschubspezifikation zu der programmierten Vorschubspezifikation und berücksichtigt andere interne Beschleunigungs- und Verlangsamungsparameter usw., während er die höheren Bewegungsbefehle von der PCU 1 interpretiert, um einen interpolierten Positionsbefehl pro Maschinenaktualisierungs- Periode (im Durchschnitt) zu erzeugen. Diese Ausgabe wird als aktueller interpolierter Positionsbefehl bezeichnet.
Ein aktueller interpolierter Positionsbefehl wird vom Bahninterpolator 3 einmal pro Maschinenaktualisierungs-Periode (im Durchschnitt) an den Positionsregler 4 weitergegeben. Der Positionsregler 4 versucht, das Schneidwerkzeug 5 zu veranlassen, dem Verfahrweg zu folgen, der von den in zeitlicher Reihenfolge aufgelisteten, interpolierten Positionsbefehlen vom Bahninterpolator 3 beschrieben wird.
Der Bahninterpolator 3 der CNC-Maschine und seine Betriebsweise werden nun mit Bezugnahme auf die Abb. 4 und 5 in weiteren Einzelheiten beschrieben. Der Bahninterpolator 3 verfügt über einen Bewegungsbefehlspeicher 11, einen Weginterpolator 12 und einen Geschwindigkeitsinterpolator 13. Der Bewegungsbefehlspeicher 11 empfängt höhere Bewegungssignale vom PCU 1 und speichert sie in einer Bewegungsbefehl- Warteschlange in chronologischer Reihenfolge für die Interpolation in Folge durch den Weginterpolator. Höhere Bewegungsbefehle, die in den Bewegungsbefehlspeicher 11 des Bahninterpolators 3 eintreten, werden an den Anfang der Warteschlange gesetzt, in der Richtung, die durch den Pfeil A angegeben wird, der die neueren Bewegungen repräsentiert, wobei ältere Bewegungen durch den Pfeil B unter der aktuellen Bewegung C repräsentiert werden. Wenn die Bewegungsbefehl- Warteschlange gefüllt ist, wird die Blockverarbeitung in der PCU 1 solange ausgesetzt, bis in der Bewegungsbefehl- Warteschlange Raum für weitere höhere Bewegungsbefehle zur Verfügung steht.
Der Weginterpolator 12 des Bahninterpolators 3 ist für die Erzeugung eines neuen interpolierten Positionsbefehls verantwortlich, der auf Vorschubwert- und Vorschubrichtungssignalen vom Geschwindigkeitsinterpolator 13 und einem Signal basiert, das die aktuelle Bewegung des Bewegungsbefehlspeichers repräsentiert. Der Vorschubwert entspricht der Distanz, um die der Weginterpolator 12 den Verfahrwegparameter (kurz: Wegparameter) modifizieren muß, um den nächsten interpolierten Positionsbefehl zu erzeugen. Die Vorschubrichtung ist die Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, in die der Weginterpolator den Wegparameter modifizieren muß, um den nächsten interpolierten Positionsbefehl zu erzeugen.
Der Wegparameter ist eine skalare mathematische Größe, die als unabhängige Variable bei der Weginterpolation so verwendet wird, daß die Gleichung für den Verlauf der aktuellen Bewegung folgendermaßen ausgedrückt wird:
P' = P° + D.s
wobei: P' ein Vektor ist, der eine spezielle Position auf dem Verfahrweg (P) repräsentiert (innerhalb der aktuellen Bewegung).
P° ein Vektor ist, der die programmierte Startposition der aktuellen Bewegung repräsentiert.
D ein Vektor ist, der die Änderungsrate von P im Verhältnis zum Wegparameter/zu den Wegparametern repräsentiert.
Der/die Wegparameter sind so ausgelegt, daß sie ein fast lineares Verhältnis zur Bogenlänge haben. Die Bogenlänge selbst wird oftmals direkt als der Wegparameter (z. B. im linearen Interpolationsmodus) verwendet. In einigen Fällen wird die Sehnenlänge verwendet.
In dieser Definition wird der Wegparameter gleich 0, wenn P = P°, und nimmt zu, wenn P von P° zur programmierten Endposition geht. Es ist außerdem möglich, P° als programmierte Endposition zu definieren, sodaß s gleich 0 ist, wenn P = programmierte Endposition und s zunimmt, wenn P von der programmierten Endposition zur programmierten Startposition geht. Die Defintion von P° ist willkürlich und wird normalerweise durch die internen Abläufe des Bahninterpolators 3 diktiert. Für den Zweck dieser Patentbeschreibung, wurde P° willkürlich als programmierte Startposition gewählt. Es sollte jedoch zur Kenntnis genommen werden, daß der Umfang dieser Erfindung sich auch auf Anwendungen erstreckt, wo P° als programmierter Endpunkt gewählt wird. In diesem Fall kann die Gleichung für die aktuelle Bewegung folgendermaßen ausgedrückt werden:
P' = P° - D.s
Der Weginterpolator bearbeitet die aktuelle Bewegung, indem er eine Weginterpolation basierend auf der Gleichung der aktuellen Bewegung, dem aktuellen Wegparameter, des Vorschubbetrags und der Vorschubrichtung durchführt. Der Vorschubbetrag und die Vorschubrichtung werden einmal pro Maschinenaktualisierungs-Periode (im Durchschnitt) eingegeben. Bei jeder Maschinenaktualisierungs-Periode (im Durchschnitt) wird der Wegparameter erneut errechnet als:
s = s° + K.f Gleichung 1
wobei: s der neue Wegparameter ist;
s° der Wegparameter der vorherigen Iteration ist;
K 1 ist, wenn die Vorschubsrichtung vorwärts ist.
-1 ist, wenn die Vorschubsrichtung rückwärts, ist (beim Zurückverfolgen); und
f ein Distanzwert ist, der den Vorschubsbetrag, der vom Geschwindigkeitsinterpolator bestimmt wird, repräsentiert.
Wenn s (wie in Gleichung 1 berechnet) kleiner als 0 ist, dann hat der Weginterpolator zur programmierten Startposition der aktuellen Bewegung zurückinterpoliert und muß nun die nächste ältere Bewegung zur aktuellen Bewegung machen. Dies geschieht durch Umstellen der Bewegungsbefehl-Warteschlange, sodaß die aktuelle Bewegung zur nächsten neueren Bewegung wird, und die nächste ältere Bewegung zur aktuellen Bewegung wird. Dann wird der Wegparameter gesetzt:
s = se + r
wobei: se Die Endkonstante des Wegparameters ist; und
r der Überfahrbetrag ist;
was den Wegparameter auf die Wegparameter-Endkonstante minus des Überfahrbetrags der aktuellen (bei der vorangegangenen Iteration) Bewegung setzt.
Die Wegparameter-Endkonstante ist eine skalare mathematische Konstante (se), die den Wegparameter in der programmierten Enposition der aktuellen Bewegung repräsentiert. Mit Bezugnahme auf die Definition des Wegparameters kann se durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Pe = P° + D.se
wobei: P° in der Wegparameterdefinition definiert ist;
D in der Wegparameterdefinition definiert ist; und
Pe ein Vektor ist, der die programmierte Endposition der aktuellen Bewegung repräsentiert.
In Implementierungen, wo P° als programmierte Endposition definiert ist, ist se durch folgende Gleichung definiert:
Ps = P° - D.se
wobei: Ps ein Vektor ist, der die programmierte Startposition der aktuellen Bewegung repräsentiert.
Der Überfahrbetrag (r) ist eine skalare mathematische Größe, die die Distanz repräsentiert, un die der/die berechnete(n) Wegparameter die programmierte Startposition der aktuellen Bewegung im Rücklaufmodus (r ist negativ) oder die programmierte Endposition der aktuellen Bewegung im Vorlaufmodus (r ist positiv) überfahren hat.
Negatives Überfahren wird durch folgende Gleichung definiert:
r = s wenn s < 0
Positives Überfahren wird durch folgende Gleichung definiert:
r = s - se wenn s < se
wobei: se die Wegparameter-Endkonstante der aktuellen Bewegung gemäß obiger Definition ist.
Wenn jedoch s (wie in Gleichung 1 berechnet) größer ist als se, dann hat der Weginterpolator über die programmierte Endposition der aktuellen Bewegung hinaus interpoliert, und muß somit die nächste neuere Bewegung zur aktuellen Bewegung machen. Dies geschieht durch Umstellen der Bewegungsbefehl- Warteschlange so, daß die aktuelle Bewegung zur nächsten älteren Bewegung wird und die nächste neuere Bewegung zur aktuellen Bewegung wird. Der Weginterpolator prüft dann, ob die Anzahl älterer Bewegungen in der Bewegungsbefehl-Warteschlange größer ist als ein Parameter. Ist dies der Fall, wird der älteste höhere Bewegungsbefehl aus der Warteschlange entfernt, was Raum für einen Warteschlangenbefehl an der Spitze der Warteschlange schafft (d. h. die Bewegungsbefehl-Warteschlange wird nicht voll). Wenn die Blockverarbeitung unterbrochen wurde, weil die Warteschlange gefüllt war, bewirkt der Bahninterpolator, daß die Blockverarbeitung wiederaufgenommen wird. Er setzt den Wegparameter dann:
s = r
wobei: r der Überfahrbetrag ist;
was den Wegparameter auf den Überfahrbetrag der Bewegung setzt, die (bei der vorangegangenen Iteration) die aktuelle Bewegung war.
Wenn s (wie in Gleichung 1 berechnet) größer oder gleich null ist und kleiner oder gleich se, fährt der Weginterpolator 12 mit der Bearbeitung der aktuellen Bewegung fort.
Die Gleichung für die Bewegung wird dann verwendet, um, basierend auf dem berechneten Wert von s, die neue Position P' zu berechnen. P' wird dann als interpolierter Positionsbefehl zwecks weiterer Bearbeitung aus dem Bahninterpolator ausgegeben.
Der Geschwindigkeitsinterpolator 13 des Bahninterpolators 3 erzeugt einen neuen Wert pro Maschinenaktualisierungs-Periode (im Durchschnitt) für den Vorschub und die Vorschubrichtung, basierend auf der Vorschubspezifikation, der MPG- Vorschubspezifikation und dem Bestand der Bewegungsbefehl- Warteschlange.
Der Geschwindigkeitsinterpolator wird einmal pro Maschinenaktualisierungs-Periode (im Durchschnitt) aufgerufen. Bei jeder Iteration führt der Geschwindigkeitsinterpolator folgende Bearbeitung durch:
Basierend auf der Vorschubspezifikation wird die gewünschte Geschwindigkeit (Vd) ermittelt. Hierbei handelt es sich um die Geschwindigkeit, die vom Bediener für diese Iteration erwartet wird, unabhängig von der MPG- Vorschubspezifikation. Vd kann kleiner als null sein, wenn der Bediener über einen Rücklauf-Selektor verfügt. Vd wird dann durch verschiedene Filter weitergegeben, die eine Ausgabe (Vf) erzeugen, bei der es sich um die gefilterte Geschwindigkeit handelt. Die Filter, die Vd durchläuft, enthalten Beschleunigungs- und Verlangsamungsgrenzwerte, Ruckgrenzwerte (Differential der Beschleunigung), Grenzwerte für radiale Beschleunigung, Kontinuität der Geschwindigkeit und Beschleunigung über Blockgrenzen hinweg. Oftmals werden höhere Bewegungsbefehle aus der Bewegungsbefehl-Warteschlange (sowie die aktuelle Bewegung) in diesen Algorithmen verwendet.
Nach Ermittlung von Vf wird Vf mit der Maschinenaktualisierungs-Periode multipliziert, um einen Distanzwert (d) zu erzeugen, der die erforderliche Änderung des/der Wegparameter von der vorigen zur aktuellen Iteration repräsentiert. Wenn d positiv ist, gilt Vf in Vorwärtsrichtung. Wenn d negativ ist, gilt Vf in Rücklaufrichtung, d. h.:
d = Vf.tu
wobei: Vf die gefilterte Vorschubspezifikation ist; und
tu die Maschinenaktualisierungs-Periode ist.
Die MPG-Vorschubspezifikation, die vom MPG-Positionszähler 8 an den Bahninterpolator 3 gesendet wird, ist eine skalare mathematische Größe (m), die die skalierte Differenz (via MPG- Skalierung) zwischen der aktuellen MPG-Position und der MPG- Position bei dem vorigen Ablesezeitwert repräsentiert. Ein positiver Wert für m bedeutet, daß der MPG in MPG- Vorwärtsrichtung gedreht wird. Ein negativer Wert für m bedeutet, daß der MPG in MPG-Rückwärtsrichtung, in sogenannter MPG-Rücklaufrichtung, gedreht wird.
Die MPG-Vorschubspezifikationssignale (m) werden mit einem einstufigen Digitalfilter 14 gefiltert, der praktischerweise im Geschwindigkeitsinterpolator 13 mit untergebracht werden kann, was in Abb. 5 dargestellt ist. Der MPG- Vorschubspezifikationsfilter 14 enthält einen Addierer 15, einen Verstärkungsblock 16, einen Subtrahier 17 und einen Zwischenspeicher 18.
Daß MPG-Vorschubspezifikationssignal (m) wird für den Ablesezeitwert in den Filteralgorithmus eingegeben. Das Additionsmittel 15 des Filters addiert m zu dem Wert des Zwischenspeichers 18, der während der vorigen Iteration gespeichert wurde. Das Ergebnis (mi) wird in den Verstärkungsblock 16 eingegeben, der es dann mit einem Wert kleiner als 1 multipliziert, um eine Ausgabe (mf) zu erzeugen. Die Ausgabe des Verstärkungsblocks (mf) ist die Ausgabe des MPG-Vorschubspezifikationsfilters für den Ablesezeitwert. mf wird dann von mi im Subtraktionsmittel 17 des Filters subtrahiert, und das Ergebnis wird im Zwischenspeicher 18 gespeichert.
Der Geschwindigkeitsinterpolator berechnet dann den Vorschub und die Vorschubrichtung mit der Gleichung:
K.f = d + mf
wobei: f der Vorschubwert ist; und
K die Vorschubrichtung ist.
K = +1 (vorwärts) - wenn d + mf größer oder gleich 0 ist.
K = -1 (rückwärts) - wenn d + mf kleiner als 0 ist.
Es ist somit ersichtlich, daß die gefilterte MPG- Vorschubspezifikation mf zu dem Distanzwert d, der vom Geschwindigkeitsinterpolator 13 aus den Vorschubspezifikationswerten berechnet wird, addiert wird, um einen Distanzwert f zu errechnen, der die erforderliche Änderung des Wegparameters s repräsentiert. In anderen Worten, die Positionsverlagerung des MPG wird der normalen Bewegung des Schneidwerkzeugs in der programmierten Richtung übergeordnet; wobei es sich bei der programmierten Richtung um die Richtung handelt, in die sich das Schneidwerkzeug bei der Ausführung eines Teileprogramms auf normale Weise vom ersten zum letzten Bewegungsblock des Programms bewegt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht dem Bediener einer CNC-Maschine somit die manuelle Steuerung der Bewegung des Schneidwerkzeugs oder anderer betriebsfähiger Teile in Inkrementen entlang des programmierten Wegs entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung (Rücklaufrichtung).

Claims (16)

1. Computernumerisch gesteuerte (CNC) Maschine, mit einem bewegbaren Werkzeug, das in einem automatischen Modus, welcher von einem Teileprogramm gesteuert ist, entlang einem programmierten Verfahrweg bewegt werden kann, der aus einer Sequenz von Maschinenpositionen besteht, die durch das Teileprogramm definiert sind, wobei die Geschwindigkeit entlang des Weges durch erste Vorschub­ spezifikationssignale und manuelle Vorschubspezifika­ tionssignale gesteuert wird, und mit einer manuellen Be­ dieneinheit, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich bei Betätigung der manuellen Bedieneinheit diese die manuel­ len Vorschubspezifikationssignale erzeugt, deren Größe der Verstellung der Bedieneinheit pro Zeiteinheit direkt proportional ist und die zu den ersten Vorschubspezifika­ tionssignalen addiert werden oder diese ersetzen, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeuges entlang dem pro­ grammierten Weg zu steuern.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die manuelle Bedieneinheit in dem automatischen Mo­ dus betrieben wird, die manuellen Vorschubspezifikations­ signale zu den ersten Vorschubspezifikationssignalen ad­ diert werden.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Vorschubspezifika­ tionssignale vom Bahninterpolator derart überlagert werden, daß die Bewegungsgeschwindig­ keit des Werkzeuges entlang dem programmierten Weg nur durch die manuellen Vorschubspezifikationssignale gesteuert wird.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorschubraten-Überschreib­ selektor vorhanden ist, der die ersten Vorschubspezifikationssignale auf Null schaltet.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die manuellen Vorschubspezifikations­ signale, die von der manuellen Bedieneinheit erzeugt wer­ den, die inkrementale Bewegung des Werkzeugs entlang dem programmierten Verfahrweg hervorrufen.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die manuellen Vorschubspezifi­ kationssignale die Bewegung des Werkzeuges in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung entlang dem programmierten Verfahr­ weg steuerbar ist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Bedieneinheit einen ma­ nuellen Impulsgenerator aufweist, welcher die manuellen Vorschubspezifikationssignale erzeugt.
8. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bahninterpolator (3) vorgesehen ist, welcher einen Weg- Interpolator (12) und einen Geschwindigkeits-Interpolator (13) aufweist, wobei der Geschwindigkeits-Interpolator (13) die ersten Vorschubspezifikationssignale und die manuellen Vorschubspezifikationssignale zu Signalen für die Größe und Richtung des Vorschubs des Werkzeugs ver­ arbeitet, und wobei der Weg-Interpolator (12) Bewegungs­ befehlen für den programmierten Verfahrweg entsprechende Signale und die Signale für die Größe und Richtung des Vorschubs von dem Geschwindigkeits-Interpolator (13) empfängt und verarbeitet, um interpolierte Positionsbe­ fehlssignale zu erzeugen.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahninterpolator einen Bewegungsbefehlsspeicher (11) zum Speichern der Bewegungsbefehle in einer Bewegungsbefehl- Warteschlange, bevor die entsprechenden Befehlssignale in Abfolge an den Weg-Interpolator (12) weitergeleitet wer­ den, aufweist.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bewegungsbefehl, der von dem Bewegungsbefehlsspei­ cher (11) an den Weg-Interpolator (12) weitergeleitet wird, eine aktuelle Bewegung des Werkzeugs darstellt, wobei jede aktuelle Bewgung durch eine programmierte Startposition und eine programmierte Endposition auf dem programmierten Verfahrweg begrenzt ist und wobei die Be­ wegung des Werkzeugs entlang dem programmierten Verfahr­ weg zwischen der programmierten Startposition und der programmierten Endposition der jeweils aktuellen Bewegung durch einen Verfahrwegparameter (s) bestimmt wird, der für jede Aktualisierung der Bewegung unter Zugrundelegung der Signale für die Größe und die Richtung des Vorschubs der vorangegangenen Aktualisierungsperiode erneut berech­ net wird.
11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Vorschubrichtungssignals negativ ist, der Bahn­ interpolator (3) ein interpoliertes Bewegungsbefehlssi­ gnal erzeugt, das die Rückwärtsbewegung des Werkzeugs auf dem programmierten Verfahrweg bewirkt.
12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Betrag des Verfahrwegparameters (s) so groß ist, daß das Werkzeug die programmierte Startposition einer aktuellen Bewegung in rückwärtiger Richtung überfährt, der Bahninterpolator (3) beim Überfahren der programmier­ ten Startposition durch das Werkzeug die Bewegungsbefehl- Warteschlange so umstellt, daß die aktuelle Bewegung zur nächsten neueren Bewegung wird und die nächste ältere Bewegung zur aktuellen Bewegung für die nachfolgende Ak­ tualisierungsperiode wird.
13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Verfahrwegparameters für die nachfolgende Aktualisierungsperiode beim Überfahren der programmierten Startposition durch das Werkzeug auf den Wert des Über­ fahrbetrags zurückgesetzt wird.
14. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Vorschubrichtungssignal positiv ist, der Bahn­ interpolator (3) ein interpoliertes Positionsbefehlssi­ gnal erzeugt, das die Vorwärtsbewegung des Werkzeugs auf dem programmierten Verfahrweg bewirkt.
15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Betrag des Verfahrwegparameters (s) so groß ist, daß das Werkzeug die programmierte Endposition einer ak­ tuellen Bewegung überfährt, der Bahninterpolator (3) die Bewegungsbefehl-Warteschlange beim Überfahren der pro­ grammierten Endposition durch das Werkzeug so umstellt, daß die aktuelle Bewegung zur nächsten älteren Bewegung wird und die nächste neuere Bewegung zur aktuellen Bewe­ gung für die nachfolgende Aktualisierungsperiode wird.
16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Verfahrwegparameters (s) für die nachfolgen­ de Aktualisierungsperiode beim Überfahren der program­ mierten Endposition durch das Werkzeug auf den Wert des Überfahrbetrags zurückgesetzt wird.
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