DE4338576A1 - Einrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steue­ rung einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters unter Ver­ wendung einer numerischen Steuerung, wobei der numerischen Steuerung in einem jeweiligen Anwenderprogramm satzweise unter anderem Verfahrsätze eingebbar sind und wobei Raum­ punkte der mit den Verfahrsätzen auslösbaren Bewegungsbahn in kartesischen oder in auf einen mit seinen Koordinaten vorgegebenen jeweils aktuellen Pol bezogenen Polarkoordi­ naten vorgebbar sind.

Bei handelsüblichen Einrichtungen der eingangs genannten Art können Verfahrbewegungen durchaus auch in Polarkoordina­ ten angegeben werden. Dazu ist es jedoch erforderlich, den Pol auf den sich diese Polarkoordinaten zu beziehen haben, in einem Verfahrsatz mit anzugeben. Diese Polangabe muß da­ bei in kartesischen Koordinaten erfolgen. Eine derartige, die Programmierung einschränkende Vorgabe hat sich in der Praxis jedoch als ungünstig erwiesen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Pole, auf die sich die Polarkoordinaten von Verfahrsätzen beziehen sollen, in technisch ausgesprochen einfacher Weise dem System mitge­ teilt werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in das Anwenderprogramm Programmanweisungen für die Vorgabe des jeweils aktuellen Pols aufnehmbar sind, wobei diese Programmanweisungen selbst keine Verfahrbewegung auslösen, daß Detektionsmittel vorgesehen sind, die beim Abarbeiten des Anwenderprogramms mit dem Auftreten einer Programman­ weisung die dort angegebenen Polkoordinaten in einem Spei­ cher ablegen, wo sie als die folgenden Polarkoordinaten unterstützende Bezugsgrößen abrufbar sind. Die Polkoordi­ naten können dabei sowohl in kartesischer als auch in polarer Form angegeben sein.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Polkoordinaten auf die letzte erreich­ te Werkzeugposition oder auf den Werkstücknullpunkt oder den letzten gültigen Pol bezogen sind. Die Auswahl, welche der drei Möglichkeiten die jeweils einfachste ist, bleibt dabei dem Anwender überlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 eine Bewegungsbahn,

Fig. 3 ein Programm entsprechend dem Stand der Technik und

Fig. 4 ein Programm zum Betrieb der erfindungsgemäßen Ein­ richtung.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist in Form eines Blockschalt­ bildes gezeigt, wie eine Werkzeugmaschine WM gemäß einem Anwenderprogramm AP gesteuert wird, das einer numerischen Steuerung NC zugeleitet wird, die über ein Leitungssystem L1 im bidirektionalen Datenaustausch mit eben dieser Werk­ zeugmaschine WM steht. Das Anwenderprogramm AP ist satz­ weise gegliedert, wie dies durch die Sätze N1 bis Nn ange­ deutet ist. Für spezielle Zusatzaufgaben ist ferner eine Anpaßsteuerung PLC vorgesehen, die über Leitungssysteme L2 und L3 ebenfalls mit der Werkzeugmaschine WM sowie mit der numerischen Steuerung NC kommuniziert.

Die Eingaben in die numerische Steuerung NC können über ein Bedienfeld BF erfolgen. Anzeigen der numerischen Steuerung NC erfolgen über einen Monitor M. Zur Speicherung von Daten steht ein Speicher S über ein Leitungssystem L4 im bidirek­ tionalen Datenaustausch mit der numerischen Steuerung NC. Die numerische Steuerung NC wirkt ferner auf Detektions­ mittel D, die gegebenenfalls auch softwaremäßig ausgebildet sein können, ein, um spezielle, im Anwenderprogramm AP ent­ haltene spezifische Kennungen G110, G111 und G112 zu er­ kennen, und zugehörige Daten im Speicher S für weitere Handlungen zwischenzuspeichern. Auf diesen Funktions­ mechanismus wird im folgenden noch eingegangen werden.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein rechtwinkliges Koor­ dinatensystem aus den Koordinaten X und Y vorgesehen. Der Nullpunkt dieses Koordinatensystem fällt, wie durch einen Pol I gezeigt, mit dem Werkzeugnullpunkt zusammen. Ein der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigtes Werkzeug möge aus­ gehend von einem Punkt P₀ im Schnellgang auf einen Punkt P₁ gefahren werden und von dort eine Schnittbewegung ausfüh­ ren, die über die Punkte P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ wieder zum Punkt P₁ führen möge. Die eigentliche Bearbeitungsbahn be­ schreibt dabei ein in X-Richtung gestrecktes regelmäßiges Sechseck.

Weitere Einzelheiten zur Bahn werden im folgenden anhand der in Fig. 3 geschilderten Programmierung dargelegt. Diese dabei vorgestellte Programmierung entspricht dem handels­ üblichen Stand der Technik. In einem Satz N10 wird, wie durch G00 angedeutet, die Lage des Punktes P₀ vorgegeben. Beim Ausführungsbeispiel weist der Punkt P₀ die Koordinaten X80 und Y0 auf. Der nächste Satz N20 weist durch G10 darauf hin, daß es sich hier um einen Schnellgang handelt, um die nächste Position, im Ausführungsbeispiel die Position P₁ zu erreichen. Dabei soll die Position P₁ in Polarkoordinaten angegeben werden, weil sich im folgenden die Verwendung von Polarkoordinaten als zweckmäßig erweist, da eine regelmäßi­ ge Drehbewegung des Werkzeugs erfolgen wird. Im Ausführungs­ beispiel wird dies dadurch erreicht, daß zunächst durch X60 und Y40 die Lage eines Pols II bestimmt wird, von dem der Punkt P₁ mit einer Winkelstellung von 0°, d. h. A0, und um eine Strecke 20, d. h. B20, entfernt ist. Damit ist der Be­ arbeitungspunkt P₁ definiert und kann im Satz N20 angefah­ ren werden. Aktueller Pol ist nunmehr der Pol II.

Im nächsten Bearbeitungssatz N20 soll der Punkt P₂ im Fräs­ gang angesteuert werden. Dies wird durch die Kennung G11 vorgegeben und durch den Wert F100 wird die Geschwindig­ keit des Fräsganges bestimmt. Die Koordinaten des letzten Pols sind aus dem Satz N20 bekannt, der Wert B20 bleibt unverändert. Als neuer Winkelwert für eine Polarkoordina­ tenprogrammierung wird nun jedoch der Wert A60 herangezo­ gen, der angibt, daß sich der Punkt P₂ auf den Pol II be­ zogen um 60° gegen den Uhrzeigersinn gedreht zum Punkt P₁ befindet.

Der Satz N40 soll nun vorgeben, wie der Punkt P₃ anzufahren ist. Dies erfolgt ebenfalls im Fräsgang, wie dies durch G11 verdeutlicht ist, jedoch wird der Punkt P₃ in Polarkoordi­ naten vorgegeben, die nunmehr auf einen Pol III bezogen sind. Dieser Pol III befindet sich am Ort X30 Y40. Der Wert B20 kann weiter gehalten bleiben, jedoch wird für den Winkel­ wert nunmehr A120 angesetzt.

Der Ort P₄ gibt sich durch ein Weiterdrehen um 60°, wie dies im Satz N50 beschrieben ist, gleiches gilt für den Ort P₅, der im Satz N60 angesteuert wird. Der Ort P₆ wird wie­ der dadurch beschrieben, indem Bezug genommen wird auf den Pol II, jedoch ist hier selbstverständlich eine Winkel­ stellung von 300°, demzufolge ein Wert A300 vorgesehen. Ein bloßes Drehen um wiederum 60° auf 0° führt im Satz N80 zum Punkt P1.

Das in der Darstellung gemäß Fig. 3 beschriebene Programm ist dabei zur Beschreibung der prinzipiellen Vorgehensweise reduziert dargestellt; so sind beispielsweise weitere üb­ liche Programmelemente, beispielsweise G17 und LF, nicht angeführt.

In der Darstellung gemäß Fig. 4 ist nun ein Anwenderprogramm gezeigt, das bei der Erfindung verwendet wird, um eine gleiche Kontur wie bei der Darstellung gemäß Fig. 2 zu er­ zeugen.

In einem ersten Satz N10 wird in gleicher Weise wie gemäß Fig. 3 die Position P₀ beschrieben.

Im Satz N20 ist jedoch nun ein Satz eingefügt, der kein Verfahrsatz ist, sondern der ein Hinweissatz ist, um den Pol II zu beschreiben. Durch eine Kennung G111 wird dieser Pol absolut zum Werkstücknullpunkt beschrieben. Dabei be­ schreiben kartesische Werte X60 und Y40 die Lage des Pols II.

Im Satz N30 wird nun die Lage des Punktes P₁ zum Pol II durch Polarkoordinaten P20 und A0, sozusagen Zeigerlänge und Zeigerwinkel, vorgegeben. Im Satz N40 erfolgt nun der Fräsgang mit der Geschwindigkeit F100 durch Drehen um 60°, wie dies durch A60 vorgegeben ist. Damit wird der Punkt P₂ angesteuert.

Um den Punkt P₃ zu beschreiben, wird zunächst im Satz N50 die Lage des Pols III beschrieben. Die Kennung G112 weist darauf hin, daß die Polangabe relativ zum letzten gültigen Pol getroffen ist. Im Ausführungsbeispiel wird der neue Pol III mit Polarkoordinaten auf den alten Pol II bezogen. D.h., ein Zeiger mit der Länge 30 und ein Winkel von 180° führt vom Pol II auf den Pol III. Dies ist mit B30 und A180 vorgegeben.

Der Punkt P₃ wird im Satz N60 durch den Winkelwert A120 be­ stimmt. Die Punkte P₄ und P₅ ergeben sich durch Weiterdre­ hung um jeweils 60°, wie dies in den Sätzen N70 und N80 be­ schrieben ist. Im Satz N90 wird wieder Bezug genommen auf den Pol II, die Rückverlagerung wird mit P30 und A0 bezug­ nehmend auf den Pol III vorgenommen.

Dann kann der Bearbeitungspunkt P₆ wieder durch die Winkel­ angabe A300 im Satz N100 angegeben werden und der Endpunkt der Bewegungsbahn wird im Satz N110 durch die neue Winkel­ angabe A0 spezifiziert.

Im Ausführungsbeispiel sind zwei prinzipielle Variations­ möglichkeiten für die Pole beschrieben. So zeigt die Ken­ nung G111 an, daß eine Polangabe absolut zum Werkstücknull­ punkt erfolgen kann. Die Kennung G112 zeigt, daß eine Pol­ angabe relativ zum letzten gültigen Pol erfolgen kann. Es ist jedoch auch möglich, daß eine Polangabe relativ zur letzten erreichten Position erfolgt. Dies kann beispiels­ weise in einer Kennung G110 vorgegeben werden. Die neuen Koordinaten für die jeweils neuen Pole können beliebig ent­ weder in kartesischen oder in Polarkoordinaten angegeben sein.

Wenn bei einer Einrichtung gemäß dem Blockschaltbild von Fig. 1 im Anwenderprogramm AP Kennung G110, G111 oder G112 auftauchen, werden eben diese vom Detektionsmittel D er­ kannt und die zugehörigen Koordinaten im Speicher S bereit­ gestellt. Dort stehen diese für die weiteren Sätze als je­ weils letzte und damit gültige Polangaben zur Verfügung.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters unter Verwendung einer numerischen Steuerung, wobei der numerischen Steuerung in einem jeweiligen Anwen­ derprogramm satzweise unter anderem Verfahrsätze eingebbar sind und wobei Raumpunkte der mit den Verfahrsätzen aus­ lösbaren Bewegungsbahn in kartesischen oder in auf einen mit seinen Koordinaten vorgegebenen jeweils aktuellen Pol bezogenen Polarkoordinaten vorgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in das Anwenderprogramm (AP) Programmanweisungen (G110, G111, G112) für die Vorgabe des jeweils aktuellen Pols aufnehmbar sind, wobei diese Programmanweisungen (G110, G111, G112) selbst keine Verfahr­ bewegung auslösen, und daß Detektionsmittel (D) vorgesehen sind, die beim Abarbeiten des Anwenderprogramms (AP) mit dem Auftreten einer Programmanweisung (G110, G111, G112) die dort angegebenen Polkoordinaten in einem Speicher (S) ab­ legen, wo sie als die folgenden Polarkoordinaten unter­ stützende Bezugsgrößen abrufbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Polkoordinaten auf die letzte erreichte Werkzeugposition bezogen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Polkoordinaten auf den Werkstücknullpunkt bezogen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Polkoordinaten auf den letzten gültigen Pol bezogen sind.