ITMI20000219A1

ITMI20000219A1 - Procedimento atto alla gestione di una macchina utensile

Info

Publication number: ITMI20000219A1
Application number: IT2000MI000219A
Authority: IT
Inventors: Jeorg Deisenroth
Original assignee: Bosch Robert
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-10
Also published as: DE19905775A1; IT1316627B1; CH694791A5; DE19905775C2; ITMI20000219A0

Description

DESCRIZIONE

Stato dell'arte

L'invenzione prende le mosse da un procedimento atto alla gestione di una macchina utensile, del genere di cui alla rivendicazione indipendente. Nel dispositivo di comando Bosch tipo 3 osa, manuale di programmazione, pagine 2 - 65, un ciclo di maschiatura viene attivato con un'istruzione a comando numerico da programmarsi specificatamente. Al riguardo viene raggiunta una posizione che si trova al di sopra del foro e nella quale ha luogo il cambiamento nel ciclo di maschiatura. In questa posizione ha luogo, di norma con mandrino fermo, una commutazione su funzionamento del mandrino con regolazione della posizione. Il mandrino deve successivamente essere di nuovo accelerato ad un numero di giri ottimale dal punto di vista tecnico prima che venga tagliata la filettatura. Per effetto di questo tipo di gestione possono tuttavia verificarsi, in. combinazione con la messa a regime del mandrino, tempi di ritardo che si ripercuotono negativamente sui tempi della lavorazione. Nel funzionamento con regolazione della posizione non è anche assicurato che l'operazione di taglio venga iniziata con il desiderato numero di giri, dato che ciò dipende da un percorso di accelerazione sufficientemente grande per raggiungere il numero di giri.

Alla base dell'invenzione sta il compito di accorciare i tempi della lavorazione e di migliorare la qualità della lavorazione.

Questo compito viene risolto per effetto delle caratteristiche della rivendicazione indipendente. Vantaggi dell'invenzione

Il procedimento di cui all'invenzione, atto alla gestione di una macchina utensile, contempla un mandrino che viene spostato in modo traslante da quantomeno un dispositivo di azionamento assiale regolato, il quale riceve valori prescritti d'asse da un dispositivo di comando. Un dispositivo di azionamento del mandrino, che mette in rotazione il mandrino unitamente ad un utensile, riceve dal dispositivo di comando valori prescritti di mandrino. Il procedimento di cui all'invenzione è caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento del mandrino riceve valori prescritti di posizione, sotto forma di valori prescritti di mandrino, quando viene rilevato un utensile utilizzato per la maschiatura. In seguito a ciò possono essere accorciati i tempi della lavorazione, dato che si può fare a meno di raggiungere la posizione di arresto del mandrino al di sopra del foro ai fini della commutazione del tipo di funzionamento. Contemporaneamente, una volta effettuato il cambio dell'utensile, il mandrino può essere accelerato al numero di giri massimo del mandrino, necessario per la maschiatura. Cambio dell'utensile e commutazione del tipo di funzionamento del mandrino possono essere opportunamente effettuati in un solo passo. Anche il percorso dei dispositivi di azionamento assiale, che spostano il mandrino, può essere ottimizzato per quanto concerne la durata dello spostamento, dato che non si deve raggiungere alcuna posizione intermedia perturbante, nella quale ha luogo una commutazione del tipo di funzionamento. Si possono in seguito a ciò preassegnare valori prescritti per i dispositivi di azionamento assiale, i quali corrispondono con curve di accelerazione lineari.

In un opportuno sviluppo è previsto che al dispositivo di azionamento del mandrino vengano preassegnati valori prescritti di posizione sotto forma di valori prescritti di mandrino quando in un programma a controllo numerico viene rilevato un utensile utilizzato per la maschiatura. L'interrogazione allo scopo necessaria per la commutazione del tipo di funzionamento viene realizzata in maniera semplice attraverso una corrispondente interrogazione tramite Software. Questa interrogazione può essere effettuata con l'ausilio del numero dell'utensile, sulla base del quale viene univocamente riconosciuto l'utensile necessario per la maschiatura. La commutazione può anche essere effettuata in relazione all'esplicita programmazione di una corrispondente istruzione nel programma della parti.

In una vantaggiosa configurazione la commutazione sul tipo di funzionamento con regolazione della posizione ha luogo quando viene rilevato un cambio dell'utensile in combinazione con l'utensile necessario per la maschiatura. La commutazione avviene allora opportunamente quando si è concluso il cambio dell'utensile. In questo istante il mandrino si trova nello stato di riposo, cosicché questo stato di funzionamento, che è necessario per cambiare l'utensile, viene contemporaneamente sfruttato anche per la commutazione sul funzionamento con regolazione della posizione, senza che si renda necessaria un1 ulteriore posizione di arresto del mandrino.

Un'opportuna configurazione prevede che il valore prescritto di posizione per il dispositivo di azionamento del mandrino dipenda dai valori di posizione o di velocità del quantomeno singolo asse regolato (accoppiamento sincrono) . In combinazione con questi valori di percorso e con i dati geometrici descriventi il foro può essere effettuata una gestione del mandrino tale, per cui il mandrino, con l'inizio della commutazione sul funzionamento di posizionamento, raggiunga con sicurezza il massimo numero di giri del mandrino, di volta in volta richiesto o programmato.

In una vantaggiosa configurazione l'inversione del senso di rotazione del mandrino ha luogo con dispositivo di azionamento assiale in movimento. I tempi della lavorazione possono essere in seguito a ciò ridotti al minimo dato che, ai fini dell'inversione del senso di rotazione, non deve più essere raggiunta alcuna posizione di fermata.

Ulteriori, opportuni sviluppi sono desumili da altre rivendicazioni subordinate e dalla descrizione .

Disegno

Un esempio di realizzazione dell'invenzione è rappresentato nel disegno e viene in appresso descritto più nel dettaglio. La figura 1 fa vedere la disposizione in via di principio di un dispositivo che serve all'attuazione del procedimento, la figura 2b fa vedere un percorso di spostamento e la figura 2b va vedere i relativi andamenti della velocità conformemente allo stato dell'arte, la figura 3 fa vedere un percorso di spostamento secondo il procedimento di cui all'invenzione, nonché la figura 4 fa vedere l'andamento nel tempo di determinate grandezze caratteristiche .

Descrizione dell'esempio di realizzazione

Un dispositivo di azionamento assiale 2 per l'asse Z sposta un dispositivo di azionamento 6 del mandrino ed un mandrino 5, che viene azionato dal dispositivo di azionamento 6 del mandrino nel senso di una rotazione e che contempla un utensile 7. il dispositivo di azionamento assiale 4 per la direzione X sposta nella direzione X il dispositivo di azionamento assiale 2 per la direzione Z, il mandrino 5, il dispositivo di azionamento 6 del mandrino e l'utensile 7. Un dispositivo di comando 8 scambia dati, attraverso un sistema Bus 9, con i dispositivi di azionamento 2, 4 e con il dispositivo di azionamento 6 del mandrino. In un pezzo da lavorare si trova un primo foro 10 che deve essere dotato di una filettatura con l'ausilio dell'utensile 7.

Nella figura 2a è riprodotto un percorso di spostamento come quello che si verifica nel caso dello stato dell'arte menzionato nell’introduzione della descrizione. Un andamento 14 del percorso descrive la curva del percorso del vertice dell'utensile 7. Nel pezzo da lavorare sono preventivamente praticati un primo ed un secondo foro 10, 12. Ai fini della maschiatura ci si porta anzitutto in un primo punto PI. In corrispondenza di questo primo punto PI il mandrino 5 si trova nello stato di riposo. Una volta raggiunto il primo punto PI il cambiamento nel tipo di funzionamento con regolazione della .posizione del mandrino ha poi luogo quando il mandrino 5 e l'utensile 7 sono fermi. Al dispositivo di azionamento 6 del mandrino vengono preassegnati i corrispondenti valori prescritti C di posizione del mandrino. I dispositivi di azionamento assiali 2, 4 vengono alimentati con i valori prescritti di X rispettivamente di Z in maniera tale che nel foro vengano raggiunte determinante velocità di taglio. Nel punto finale del foro il numero di giri del mandrino C viene ridotto a zero e l'utensile viene fatto uscire dal primo foro 10 muovendolo in senso opposto a quello del movimento finora eseguito. La stessa procedura si ripete nel secondo punto P2.

Gli andamenti corrispondenti, risultanti nel caso del percorso di spostamento di cui allo stato dell'arte secondo la figura 2a, della velocità di percorso e del numero di giri C del mandrino sono desumibili dalla figura 2b . Nel primo punto PI velocità di percorso S e numero di giri C del mandrino assumono il valore zero, cosicché può aver luogo una commutazione nel tipo di funzionamento di maschiatura. Velocità di percorso S e numero di giri C del mandrino aumentano nello stesso rapporto, vengono mantenuti costanti per una determinata durata, vengono frenati nello stesso rapporto, cosicché nella prima profondità B1 del foro può aver luogo l'inversione del senso di rotazione del numero di giri C del mandrino. Successivamente ha luogo un'accelerazione costante delle due grandezze, per un determinato tempo nel primo foro 10 ci si sposta con velocità costante fino a che, dopo l’abbandono del primo foro 10, la velocità di percorso S ed il numero di giri C del mandrino vengono portati a zero nel primo punto PI.

Nel caso del procedimento di cui all'invenzione la commutazione del sistema di gestione del mandrino 5 attraverso il dispositivo di comando 8 nel funzionamento di regolazione della posizione, che si svolge con la preassegnazione di valori prescritti C di posizione del mandrino, ha luogo quando viene riconosciuto un inserimento di un utensile 7 per la maschiatura. La commutazione avviene allora per esempio quando una corrispondente istruzione di cambiamento dell'utensile compare nel programma a controllo numerico in combinazione con un utensile di maschiatura ed un segnale di abilitazione indica che si è concluso questo cambiamento dell'utensile. In alternativa, la commutazione può essere avviata attraverso l'esplicita programmazione di una corrispondente istruzione nel programma delle parti. Al mandrino 5 vengono allora addotti valori prescritti di posizione del mandrino. Dal numero di giri C = 0 del mandrino si accelera al numero di giri massimo Cmax necessario per la maschiatura. Partendo dal punto di cambiamento dell'utensile, questo viene di norma raggiunto per tempo, davanti al foro 10 che deve essere dotato di una filettatura. Nel caso di una filettatura destrorsa l'utensile 7 penetra nel primo foro 10 ruotando in senso orario ed abbandona di nuovo questo, dopo l'inversione del senso di rotazione, girando in senso antiorario. Se il secondo foro 12 deve parimenti essere dotato di una filettatura destrorsa, allora deve di nuovo verificarsi un'inversione del senso di rotazione del mandrino 5, ciò che avviene nel punto di inversione contrassegnato con U1. Anche per il secondo foro 12 segue l'operazione descritta per il primo foro 10. L'andamento degli spostamenti risultante dagli spostamenti dell'asse X e dell'asse Z viene definito andamento di percorso S, la velocità di percorso corrispondente a ciò è contrassegnata con S.

Gli andamenti tipici della velocità di percorso S e del numero di giri C del mandrino sono rappresentati nella figura 4 in funzione del tempo. I dispositivi di azionamento assiali 2, 4 ed il dispositivo di azionamento 6 del mandrino vanno ora pilotati in modo che si ottengano i cicli di spostamento disegnati nella figura 4, al fine di ottenere una minimizzazione del tempo della lavorazione nel rispetto delle esigenze tecnologiche. Se il primo ed il secondo foro 10, 12 devono essere dotati di filettature aventi lo stesso senso - in caso contrario sarebbe necessario un cambio dell'utensile -, deve allora aver luogo un'inversione del senso di rotazione del dispositivo di azionamento 6 del mandrino. In accordo con la figura 3 ciò avviene nel primo punto di inversione U1. Il dispositivo di azionamento 6 del mandrino viene poi accelerato in modo tale che, in maniera per quanto possibile rapida, venga raggiunto il numero di giri massimo Cmax del mandrino, quantomeno tuttavia prima che il foro venga raggiunto nel punto D2 dall'utensile 7. Anche la velocità di percorso S, risultante dagli spostamenti degli assi X e Z 2, 4, deve aver raggiunto nel punto D2 la desiderata velocità massima di percorso Smax. Per motivi tecnologici è necessario che nel foro, ai fini della maschiatura, sia costante il rapporto tra velocità di percorso S e numero di giri C del mandrino. Nel punto C2 il dispositivo di azionamento per l'asse Z 2 ed il dispositivo di azionamento 6 del mandrino vengono frenati con uguale rapporto di velocità, affinché nel punto B2 possa aver luogo l'inversione del senso di rotazione. L'accelerazione del dispositivo di azionamento dell'asse Z 2 e del dispositivo di azionamento 6 del mandrino ha di nuovo luogo con lo stesso rapporto, fino a che sono raggiunte le desiderate velocità massime. Successivamente, dopo aver abbandonato il foro 10, in maniera il più possibile rapida viene predisposta nel punto di inversione U2 l'inversione del senso di rotazione del dispositivo di azionamento 6 del mandrino e, una volta effettuata l'inversione del senso di rotazione, si accelera di nuovo al numero di giri massimo Cmax del mandrino. Per raggiungere anche gli andamenti di spostamento di cui alla figura 4, al dispositivo di azionamento 6 del mandrino devono essere preassegnati dal dispositivo di comando 8, attraverso il sistema Bus 9, i corrispondenti valori prescritti C di posizione del mandrino. E' approssimativamente vero che il numero di giri C del mandrino è proporzionale all'andamento del percorso S a partire dal primo punto di inversione U1. Se la velocità di percorso S è costante, come fino al punto C2, per l'intervallo dell'incremento lineare di C, iniziando dall'istante T (U1) si può stabilire la seguente relazione: C = (Cmax : Smax) * S. Se la velocità di percorso S è modificabile, l'equazione si estende in funzione dell'influenza lineare della velocità di percorso S . Si ottiene pertanto la seguente equazione:

C = (Cmax : Smax) * S * ( : max).

In relazione ad una delle equazioni surriportate il dispositivo di comando 8 determina, dopo l'integrazione del numero di giri C del mandrino, il valore prescritto di posizione C del mandrino, che viene addotto al dispositivo di azionamento 6 del mandrino nel funzionamento di regolazione della posizione.

Anche l'andamento di percorso S può essere ridotto al minimo, per quanto concerne la durata dello spostamento, attraverso idonei valori prescritti di percorso quando vengono a titolo di esempio scelti andamenti di percorso circolari rispettivamente lineari, che possono per esempio essere preassegnati con corrispondenti interpolazioni di percorso circolare. Può in seguito a ciò essere ottenuto un andamento di percorso conforme alla figura 3.

Claims

Rivendicazioni 1.- Procedimento atto alla gestione di una macchina utensile, comprendente·un mandrino (5) che viene spostato da quantomeno un dispositivo di azionamento assiale (2, 4) regolato, che riceve valori prescritti d'asse (S, ) da un dispositivo di comando (8), laddove un dispositivo di azionamento (6) del mandrino, che sposta il mandrino (5) unitamente ad un utensile (7), riceve valori prescritti (C, C) di mandrino dal dispositivo di comando (8), caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento (6) del mandrino riceve valori prescritti di posizione (C) sotto forma di valori prescritti di mandrino quando viene riconosciuto un utensile (7) necessario per la maschiatura . 2.- Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento (5) del mandrino riceve valori prescritti di posizione (C) quando in un programma a controllo numerico viene riconosciuto un utensile (7) necessario per la maschiatura. 3.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento (5) del mandrino riceve valori prescritti di posizione (C) quando viene riconosciuto che l'utensile (7) necessario per la maschiatura è stato inserito nel mandrino (5). 4:- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che un cambio dell'utensile viene riconosciuto in combinazione con l'utensile (7) necessario per la maschiatura . 5.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento (5) del mandrino riceve valori prescritti di posizione (C) quando si è concluso il cambio dell'utensile. 6.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il valore prescritto di posizione (C) dipende dai valori di posizione e/oppure di velocità (S, S) del quantomeno singolo dispositivo di azionamento assiale (2, 4) regolato. 7.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che i valori prescritti di posizione (C) sono scelti in modo che il mandrino (5) venga accelerato dallo stato di riposo al numero di giri massimo (Cmax) del mandrino. 8.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che un'inversione del senso di rotazione del mandrino (5) ha luogo con una velocità ( S ) del dispositivo di azionamento assiale (2, 4) che è più grande di zero, preferibilmente in corrispondenza della velocità massima (Smax).